устройство для передачи постоянного тока высокого напряжения

Формула изобретения

1. Устройство для передачи постоянного тока высокого напряжения с первым преобразовательным блоком (1) и со вторым преобразовательным блоком (4), которые соответственно подключены к магистральной линии (11, 21) и к обратной линии (12, 22), отличающееся тем, что каждый преобразовательный блок (1, 4) подключен к отдельной независимой обратной линии (12, 22), и что обратные линии (12, 22) соединены между собой через полюсную линию (31), причем полюсная линия (31) может прерываться с помощью блока (32) прерывания полюсной линии.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к полюсной линии (31) подключена линия (35) заземления, в которой размещен быстродействующий блок (36) переключения заземления для быстрого соединения полюсной линии (31) с электродом (37) экстренного заземления.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что с обеих сторон вывода линии (35) заземления и блока (32) прерывания полюсной линии размещен соответствующий блок (33, 34) разъединения полюсной линии.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что магистральные линии (11, 21) и обратные линии (12, 22) каждого преобразовательного блока (1, 4) соединены друг с другом через шунтирующую линию (15, 25), причем каждая шунтирующая линия (15, 25) является прерываемой посредством блока (16, 26) разъединения шунтирующей линии.

5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что между выводом полюсной линии (31) и выводом соединительной линии (38) в каждой обратной линии (12, 22) размещен блок (18, 28) прерывания обратной линии, причем каждый блок (18, 28) прерывания обратной линии может разъединяться посредством размещенных с обеих сторон блоков (17, 19; 27, 29) разъединения обратной линии.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что предусмотрена соединительная линия (38), прерываемая с помощью блока (39) разъединения соединительной линии, которая подсоединена к обратным линиям (12, 22) на противоположных преобразовательным блокам (1,4) сторонах блоков (19, 29) разъединения обратной линии, противоположных преобразовательным блокам (1, 4).

7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что между выводом полюсной линии (31) и выводом соединительной линии (38) в каждой обратной линии (12, 22) размещен блок (18, 28) прерывания обратной линии, причем каждый блок (18, 28) прерывания обратной линии может разъединяться посредством размещенных с обеих сторон блоков (17, 19; 27, 29) разъединения обратной линии.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что предусмотрена соединительная линия (38), прерываемая с помощью блока (39) разъединения соединительной линии, которая подсоединена к обратным линиям (12, 22) на противоположных преобразовательным блокам (1, 4) сторонах блоков (19, 29) разъединения обратной линии, противоположных преобразовательным блокам (1, 4).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для передачи постоянного тока высокого напряжения с первым преобразовательным блоком и со вторым преобразовательным блоком, которые соответственно подключены к магистральной линии и к обратной линии.

Подобное устройство известно из практики. В известном устройстве преобразовательные блоки подключены, соответственно, к магистральной линии и к общей обратной линии, причем обратная линия связана с единственной отводной линией устройства вспомогательной линии, чтобы обе цепи постоянного тока замкнуть на один и тот же для обеих магистральных линий заземляющий электрод. Однако отсюда возникают некоторые ограничения в режимах работы устройства, в особенности в том случае, когда возникает сбой в работе устройства вспомогательной линии, и поэтому одна магистральная линия должна использоваться в качестве обратной линии.

В основе изобретения лежит задача создать устройство вышеназванного типа, которое отличается высокой варьируемостью в режимах работы, особенно для компенсации обусловленных функционированием отключений.

Эта задача в устройстве вышеназванного типа решается в соответствии с изобретением тем, что каждый преобразовательный блок подключен на отдельную независимую обратную линию и что обратные линии соединены между собой через полюсную линию, которая может прерываться с помощью блока прерывания полюсной линии.

За счет того, что теперь имеются две обратные линии, которые в биполярном нормальном режиме работы соотнесены с соответствующим преобразовательным блоком, но связаны через прерываемую полюсную линию друг с другом, можно, например, при обусловленных функционированием отключениях обратной линии и при замыкающемся затем блоке прерывания полюсной линии, поддерживать, однако, и далее монополярный режим работы с оставшейся проводящей обратной линией и соотнесенной с ней магистральной линией, или можно также переходить в другие режимы работы.

Целесообразные дальнейшие формы выполнения изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Далее более подробно поясняется пример выполнения соответствующего изобретению устройства со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

фиг.1 схема примера выполнения соответствующего изобретению устройства;

фиг.2 схема по фиг.1 в биполярном режиме работы соответствующего изобретению устройства с двумя работающими обратными линиями;

фиг.3 схема по фиг.1 в монополярном режиме работы соответствующего изобретению устройства с двумя работающими обратными линиями;

фиг.4 схема по фиг.1 в монополярном режиме работы соответствующего изобретению устройства с одной единственной работающей обратной линией; и

фиг.5 схема по фиг.1 в монополярном режиме работы соответствующего изобретению устройства с отключенными обратными линиями и второй магистральной линией, включенной как обратная линия для первой магистральной линии.

Фиг.1 показывает схему примера выполнения соответствующего изобретению устройства для биполярной передачи постоянного тока высокого напряжения. Устройство по фиг.1 содержит первый преобразовательный блок 1, который здесь условно показан с двумя преобразователями 2, 3, а также второй преобразовательный блок 4, который здесь условно также представлен двумя преобразователями 5, 6. С помощью каждого преобразовательного блока 1, 4 из переменного напряжения в диапазоне, в типовом случае, от нескольких десятков киловольт до нескольких сотен киловольт, вводимого в один из соответствующих преобразовательных блоков 1, 4 через линии 7, 8, 9, 10 переменного напряжения, может вырабатываться постоянное напряжение, соответственно, того же порядка величины.

К первому преобразовательному блоку 1 подключены первая магистральная линия 11 и первая обратная линия 12, в которые может вводиться постоянное напряжение, выработанное первым преобразовательным блоком 1. В первую магистральную линию 11 включен блок 13 разъединения магистральной линии, с помощью которого первая магистральная линия 11 со своим отводом является прерываемой от первого преобразовательного блока 1, причем здесь, в порядке пояснения, следует упомянуть, что в настоящем описании под понятием «блок разъединения» понимается устройство для включения обесточенного проводника сильного тока. Соответственно в первую обратную линию 12 включен первый блок 14 разъединения обратной линии, с помощью которого первая обратная линия 12 со своим отводом является прерываемой от первого преобразовательного блока 1.

На противоположных первому преобразовательному блоку 1 сторонах блока 13 разъединения магистральной линии, размещенного в первой магистральной линии 11, и блока 14 разъединения обратной линии, размещенного в первой обратной линии 12, первая шунтирующая линия 15 соединяет первую магистральную линию 11 и первую обратную линию 12, причем в первую шунтирующую линию 15 включен блок 16 разъединения шунтирующей линии, с помощью которого первая шунтирующая линия 15 является прерываемой.

На противоположной первому блоку 14 разъединения обратной линии стороне вывода первой шунтирующей линии 15 к первой обратной линии 12 подсоединены, в очередности от первого преобразовательного блока 1, второй блок 17 разъединения обратной линии, блок 18 прерывания обратной линии, а также третий блок разъединения обратной линии, причем здесь, в порядке пояснения, следует упомянуть, что в настоящем описании под понятием «блок прерывания» понимается устройство для включения токоведущего проводника сильного тока. Первая обратная линия 12 своим концом, выходящим из третьего блока 19 разъединения обратной линии, соединена с заземляющим электродом 20.

Соответственно к второму преобразовательному блоку 4 подключены вторая магистральная линия 21 и вторая обратная линия 22, в которые может вводиться постоянное напряжение, выработанное вторым преобразовательным блоком 4. Во вторую магистральную линию 21 включен блок 23 разъединения магистральной линии, с помощью которого вторая магистральная линия 21 со своим отводом является прерываемой от второго преобразовательного блока 4. Соответственно во вторую обратную линию 22 включен первый блок 24 разъединения обратной линии, с помощью которого вторая обратная линия 22 со своим отводом является прерываемой от второго преобразовательного блока 4.

На противоположной второму преобразовательному блоку 4 стороне блока 23 разъединения магистральной линии, размещенного во второй магистральной линии 21, и первого блока 24 разъединения обратной линии, размещенного во второй обратной линии 22, вторая шунтирующая линия 25 соединяет вторую магистральную линию 21 и вторую обратную линию 22, причем во вторую шунтирующую линию 25 включен блок 26 разъединения шунтирующей линии, с помощью которого вторая шунтирующая линия 25 может прерываться.

На противоположной первому блоку 24 разъединения обратной линии стороне вывода второй шунтирующей линии 25 к второй обратной линии 22 подсоединены, в очередности от второго преобразовательного блока 4, второй блок 27 разъединения обратной линии, блок 28 прерывания обратной линии, а также третий блок 29 разъединения обратной линии. Вторая обратная линия 22 своим концом, выходящим из третьего блока 29 разъединения обратной линии, соединена с заземляющим электродом 30.

Кроме того, из фиг.1 видно, что между первыми блоками 14, 24 разъединения обратной линии и вторыми блоками 17, 27 разъединения обратной линии подсоединена полюсная линия 31, соединяющая первую обратную линию 12 и вторую обратную линию 22. В полюсную линию включен блок 32 прерывания полюсной линии, который может включаться не под напряжением с обеих сторон с помощью первого блока 33 разъединения полюсной линии и второго блока 34 разъединения полюсной линии. Между блоком 32 прерывания полюсной линии и блоком 33, 34 разъединения полюсной линии, в конфигурации по фиг.1 первого блока 33 разъединения полюсной линии, включена линия 35 заземления, которая соединяет полюсную линию 31 через быстродействующий блок 36 включения заземления с электродом 37 экстренного заземления.

Наконец, между обратными линиями 12, 22 на противоположных блокам 18, 28 прерывания обратной линии сторонах третьих блоков 19, 29 разъединения обратной линии, для шунтирования по потребности участков обратной линии 12, 22 между вторым блоком 17, 27 разъединения обратной линии, блоком 18, 28 прерывания обратной линии и третьим блоком 19, 29 разъединения обратной линии подсоединена соединительная линия 38, которая с возможностью прерывания с помощью блока 39 разъединения соединительной линии и для шунтирования соединительной линии 38 является замыкаемой проводящим образом.

Для полноты описания следует упомянуть, что в или на различных линиях 11, 12, 21, 22, 31, 35 представленного на фиг.1 устройства в местах, очевидных как целесообразные для специалиста в данной области техники, размещаются блоки 40 измерения тока и блоки 41 измерения напряжения.

Далее поясняются типовые режимы работы соответствующего изобретению устройства, причем для блоков разъединения, а также блоков прерывания полностью зачерненные символы представляют переключенное проводящее состояние, а только обрамленные черным контуром и внутри белые символы представляют разомкнутое непроводящее состояние.

На фиг.2 показана схема по фиг.1 в биполярном режиме работы соответствующего изобретению устройства со всеми токоведущими, работающими магистральными линиями 11, 21 и с обеими работающими обратными линиями 12, 22. В этом режиме работы, кроме блоков 16, 26 разъединения шунтирующей линии, блока 39 разъединения соединительной линии и, как правило, только в экстренном случае переводимого в проводящее состояние быстродействующего блока 36 включения заземления, которые включены в непроводящем состоянии, все блоки 13, 14, 17, 19, 23, 24, 27, 29, 33, 34 разъединения и блоки 18, 28, 32 прерывания включены в проводящем состоянии. В этом режиме регулирования магистральные линии разблокированы, и активные обратные линии 12, 22 связаны друг с другом через подключенную полюсную линию 31. Таким образом, обе обратные линии, по сравнению с протекающими в магистральных линиях 11, 21 сильными токами с высоким напряжением, при типовой полной мощности в несколько сотен МВт, могут проводить сравнительно незначительные уравнительные токи.

На фиг.3 показана схема по фиг.1 в монополярном режиме работы соответствующего изобретению устройства с одной работающей магистральной линией 11, 21, в данном случае первой магистральной линией 11, и с двумя работающими обратными линиями 12, 22. В этом режиме работы блоки 16, 26 разъединения шунтирующей линии, второй блок 23 разъединения магистральной линии, переключающий в проводящее состояние вторую магистральную линию 21, первый блок 24 разъединения обратной линии, переключающий в проводящее состояние вторую обратную линию 22, быстродействующий блок 36 включения заземления и блок 39 разъединения соединительной линии включены в непроводящем состоянии, в то время как остальные блоки 13, 14, 17, 19, 27, 29, 33, 34 разъединения и блоки 18, 28, 32 прерывания включены в проводящем состоянии. Монополярный режим работы с обеими работающими обратными линиями 12, 22 будет вводиться в случае отключения одной магистральной линии 11, 21, в данном случае второй магистральной линии 21, чтобы и в этом режиме работы достичь возможного оптимального вывода уравнительных токов.

На фиг.4 показана схема по фиг.1 в монополярном режиме работы соответствующего изобретению устройства с единственной работающей магистральной линией 11, 21, в данном случае первой магистральной линией 11, и с единственной работающей обратной линией 12, 22, в данном случае первой обратной линией 12. В этом режиме работы блок 13 разъединения магистральной линии, переключающий в проводящее состояние первую магистральную линию 11, блоки 14, 17, 19 разъединения, переключающие в проводящее состояние первую обратную линию 12, блок 18 прерывания обратной линии включены в проводящем состоянии, как и первый блок 33 прерывания полюсной линии, для подключения, при необходимости, быстродействующего блока 36 включения заземления, в то время как остальные блоки 16, 23, 24, 26, 27, 29, 34, 39 разъединения, а также остальные блоки 28, 32 прерывания, включая быстродействующий блок 36 включения заземления, включены в непроводящем состоянии. Из фиг.4 видно, что, таким образом, и в случае необходимости отключения обратной линии 12, 22 может поддерживаться монополярный режим. Кроме того, из фиг.4 можно видеть, что и при отключении обратной линии 12, 22 также может поддерживаться биполярный рабочий режим с токоведущими магистральными линиями 11, 21, при котором другая обратная линия 12, 22 включена в проводящем состоянии для обеих магистральных линий 11, 21.

На фиг.5 показана схема по фиг.1 в монополярном режиме работы соответствующего изобретению устройства с единственной работающей магистральной линией 11, 21, в данном случае первой магистральной линией 11, и с отключенными обратными линиями 12, 22, причем вторая магистральная линия 21 включена как обратная линия для первой магистральной линии 11, и линия 35 заземления включена как вспомогательная линия для заземления уравнительных токов. В этом режиме работы блок 13 разъединения магистральной линии, переключающий в проводящее состояние первую магистральную линию 11, первый блок 14 разъединения обратной линии, переключающий в проводящее состояние от первой обратной линии 12 до второго блока 17 разъединения обратной линии, блоки 33, 34 разъединения полюсной линии, а также блок 26 разъединения шунтирующей линии, переводящий в проводящее состояние вторую шунтирующую линию 25, включены в проводящее состояние, в то время как остальные блоки 16, 17, 19, 23, 24, 27, 29 39 разъединения, а также блоки 18, 28 прерывания обратной линии включены в непроводящее состояние. В этом режиме работы быстродействующий блок 36 включения заземления из соображений безопасности для первого преобразовательного блока 1 включен в проводящем состоянии.

Кроме того, из рассмотрения приведенных выше вариантов выполнения для специалиста в данной области техники должно быть понятно, что на основе размещения блоков 13, 14, 16, 17, 19, 23, 24, 27, 29, 33, 34, 39 разъединения целевые определенные рабочие зоны соответствующего изобретению устройства можно переключать не под напряжением, чтобы проводить работы по техническому обслуживанию. В этой связи особенно целесообразно, что представленное на фиг.1 устройство свободно от пересечений потенциально находящихся под высоким напряжением линий 11, 12, 15, 21, 22, 25, 31, 38, что существенно снижает опасность критических ситуаций, особенно при работах по техническому обслуживанию.