Предотвращение и ликвидация гололедных аварий - Плавка гололеда постоянным током

Общие сведения

Плавка гололеда постоянным током осуществляется с использованием УПГ. Место размещения УПГ - узел электрической сети, к которому подключено максимальное количество линий, подлежащих обогреву. Плавка производится, как правило, с отключением линии из работы, но возможна плавка и без отключения линии [16]. Однако в этом случае УПГ имеют высокую стоимость и сложны в эксплуатации, поэтому еще не нашли применения в энергетике.
Расчетные параметры режима плавки постоянным током приводится к эквивалентным параметрам на переменном токе (на входе неуправляемо го мостового преобразователя) по упрощенным формулам (уточнение расчетов см. в п. 4.2):
(3.1)
где Ιф, Id - переменный фазный и постоянный токи плавки соответственно Е, Ud - линейные ЭДС и напряжение на стороне переменного напряжения и постоянное напряжение на выводах выпрямителя соответственно  R -сопротивление контура планки, приведенное к стороне переменного напряжения; Х- сопротивление сети, питающей преобразователь, и токоограничивающих реакторов, приведенное к ступени напряжения питания преобразователя контура коммутации преобразователя); Z - полное сопротивление сети и линии, приведенное к стороне переменного напряжения; S — полная мощность плавки.
Регулирование тока плавки достигается соответствующим выбором напряжения и количества выпрямительных агрегатов, выбором схемы плавки, изменением коэффициента трансформации трансформатора, питающего выпрямительную установку, и подбором сопротивления заземления (в схемах плавки через «землю»).
Принципиальная схема плавки гололеда постоянным током определяется:

1. схемой источника питания УПГ;
2. схемой соединения ВУ;
3. схемой соединения проводов ВЛ при плавке;
4. схемой коммутации питающей сети в рабочих и аварийных режимах.

Схемы источника питания

Схема источника питания УТЛ' зависит от схемы электрических соединений, типов и основных параметров оборудования подстанций, от которых производится питание УПГ. Определяющими являются следующие характерные признаки главных схем подстанций (рис.3.7):

1. с регулированием напряжения анцапфными переключателями типа РПН или ПБВ трансформаторов (автотрансформаторов);
2. с регулированием напряжения вольтодобавочными трансформаторами (ВДТ);
3. с шунтовыми конденсаторными батареями ШКБ (ШКБ—35 кВ, ШКБ— 110 кВ);
4. с шунтовыми реакторами ШР.

Постоянное напряжение на выводах преобразователя, подключенного к шинам 6—10 кВ (рис.3.7,а), рассчитывается следующим образом [16]:
а)  для ВМ, собранного по трехфазной мостовой схеме (рис.3.8),
(3.2)
б)  для трехвентильного преобразователя (рис.3.10)

Рнс.3.7 Схемы источника питания УПГ:
а - от АТ с РПН;
б - от трансформатора с расщепленной обмоткой НН;
в - от блока АТ ВДТ;
г - с использованием ШР(ШКБ) и ВДТ
(3.3)
где Ел - линейное напряжение питающего трансформатора; Хшр - индуктивное сопротивление шунтового реактора на промышленной частоте; Хк -индуктивное сопротивление контура коммутации преобразователя;

здесь Хр — индуктивное сопротивление токоограничивающего реактора; Хс - индуктивное сопротивление системы.
В случае включения нескольких групп ВМ, напряжение равно сумме напряжений от каждого преобразователя:
(3.4)
где η - количество последовательно включенных групп преобразователей.
При питании двух групп ВМ от трансформатора с расщепленной обмоткой Хс для каждой группы ВМ должно включать сопротивление обмотки НН трансформатора Хтнн и удвоенные сопротивления обмотки ВН Хсвн и системы, подключенной к шинам ВН Хсвн:

На подстанциях с блоками автотрансформатор - вольтодобавочный трансформатор (АТ-ВДТ) целесообразно выполнить источник плавки гололеда с регулируемым постоянным током (рис.3.7,в) и тем самым обеспечить обогрев ВЛ в широком диапазоне длин и сечений проводов. При этом регулировочная обмотка ВДТ включается в нейтраль АТ, а выпрямитель присоединен к возбуждающей обмотке. Работает ВДТ в режиме трансформатора тока с регулируемым коэффициентом трансформации. Гармоники выпрямленного тока могут вызывать перенапряжения на индуктивном сопротивлении ВЛ. Поэтому параллельно с выводами постоянного тока выпрямителя установлены фильтры второй и шестой гармоник. Допускается последовательное и параллельное включение преобразователей, питаемых от ВДТ, с преобразователями, питаемыми от шин НН подстанции через токоограничивающие реакторы.
При питании УПГ от блока АТ-ВДТ ток плавки приближенно рассчитывается по следующей формуле:
(3.5)
где квдт - коэффициент трансформации ВДТ; 1рег - ток в регулировочной обмотке ВДТ,
На подстанции с шунтовой конденсаторной батареей или шунтовым реактором 35-110 кВ (рис.3.7,г) может быть выполнена УПГ с регулируемым током. Ее элементы могут использоваться также для регулирования реактивной мощности. Ток в схеме определяется напряжением сети и сопротивлением ШКБ (ШР) и рассчитывается по формулам (3.5)—(3.7). При этом Еэ равно напряжению сети до включения УПГ, а ΖВΗ=ΖШКБ или ZBH = ZШР, где ZВН=ZШКБ(Zшр)- сопротивление ШКБ (ШР).