RU2558697C1 - Four-phase five-wire power transmission line - Google Patents

Four-phase five-wire power transmission line Download PDF

Info

Publication number
RU2558697C1
RU2558697C1 RU2014105406/07A RU2014105406A RU2558697C1 RU 2558697 C1 RU2558697 C1 RU 2558697C1 RU 2014105406/07 A RU2014105406/07 A RU 2014105406/07A RU 2014105406 A RU2014105406 A RU 2014105406A RU 2558697 C1 RU2558697 C1 RU 2558697C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
line
transformers
circuits
circuit
Prior art date
Application number
RU2014105406/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014105406A (en
Inventor
Надежда Сергеевна Бурянина
Юрий Федорович Королюк
Елена Владимировна Лесных
Original Assignee
Надежда Сергеевна Бурянина
Юрий Федорович Королюк
Елена Владимировна Лесных
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Надежда Сергеевна Бурянина, Юрий Федорович Королюк, Елена Владимировна Лесных filed Critical Надежда Сергеевна Бурянина
Priority to RU2014105406/07A priority Critical patent/RU2558697C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2558697C1 publication Critical patent/RU2558697C1/en
Publication of RU2014105406A publication Critical patent/RU2014105406A/en

Links

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: application: in the field of power engineering. A four-phase five-wire power transmission line comprises a three-phase source of electric energy, a double-circuit power transmission line, at that each of its circuits consists of two wires, two three-phase transformers switched by their primary windings to the electric energy source and by their secondary windings to the power transmission line, and three-phase electric energy receivers coupled to the line through the three-phase transformers. At that along the four-phase line there is an additional grounded wire common for both circuits. One pair of the similar terminals of the secondary windings in both transformers coupled between the energy source and the line is interconnected and connected to the wire common for both circuits, the remaining two terminals of the transformer secondary windings are coupled to two phases of the circuits in the four-phase power transmission line - one with the first circuit while the other with the second one. Primary windings of the transformers coupled between the line circuits and loads are connected to a three-phase load, one of the secondary windings is connected to an additional wire of the line, two other windings - to one circuit of the line.
EFFECT: reduced losses of electrical energy and voltage as well as reduced costs for the line construction.
1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для передачи электрической энергии в электрических сетях с изолированной нейтралью.The invention relates to electrical engineering and can be used to transmit electrical energy in electrical networks with isolated neutral.

Известна электрическая система, содержащая трехфазный источник электрической энергии, двухцепную линию электропередачи, два трансформатора, соединяющих источник электрической энергии с линией, и трехфазные приемники электрической энергии, подключенные к линии через трансформаторы (Аналог. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др. Под редакцией С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.).Known electrical system containing a three-phase source of electrical energy, a two-circuit power line, two transformers connecting the source of electrical energy to the line, and three-phase receivers of electrical energy connected to the line through transformers (Analogue. Reference book on the design of electric power systems / V.V. Ershevich, A.N. Zeiliger, G.A. Illarionov et al. Edited by S.S. Rokotyan and I.M. Shapiro. - 3rd ed., Revised and enlarged. - M .: Energoatomizdat, 1985. - 352 from.).

Однако известная электрическая система обладает значительными потерями электрической энергии и напряжения и требует достаточно больших затрат на материалы.However, the known electrical system has significant losses of electrical energy and voltage and requires a fairly large cost of materials.

Известна также четырехфазная линия электропередачи (Прототип. Пат.2256273, Российская Федерация, МПК7 Н02J 3/00, 3/04, авторы: Бурянина Е.В. и др.). Линия подключена к вторичным обмоткам двух трансформаторов, параллельно включенных первичными обмотками со стороны питания и имеющих группы соединения обмоток, сдвигающих напряжения одноименных фаз вторичных обмоток на 180 градусов. Два провода линии, образующих одну цепь четырехфазной линии, включены к двум вторичным выводам одного трансформатора, а вторые два провода, образующих вторую цепь, - к одноименным вторичным выводам второго трансформатора. Третьи выводы вторичных обмоток трансформаторов заземлены. Потребители подключены к линии также через два трансформатора, тоже сдвигающих напряжения на 180 градусов. Со стороны нагрузки эти трансформаторы включены параллельно. За счет того, что токи в заземленных обмотках трансформатора противоположны по направлению, ток в земле отсутствует. Четырехфазная линия электропередачи имеет меньшие потери напряжения, чем двухцепная трехфазная, а потери электроэнергии в ней в 1,5 раз меньше, чем у двухцепной трехфазной. Кроме того, за счет отсутствия двух проводов стоимость линии меньше, чем двухцепной трехфазной. Существенным недостатком четырехфазной линии электропередачи является необходимость подключения каждого присоединения (источника питания и нагрузки) через два трансформатора. Для подключения нагрузки от двух независимых источников электрической энергии, каким должна являться четырехфазная линия, это требует дополнительно двух трансформаторов. Аналогично, подключение двух источников электроэнергии к четырехфазной линии также требует дополнительно двух трансформаторов. Вторым недостатком является то, что при отключении одной цепи (в результате аварии или ремонта) появляются токи в земле, зависящие от сопротивления земли. В условиях вечной мерзлоты в зимний период это исключает передачу электроэнергии.A four-phase power line is also known (Prototype. Pat.2256273, Russian Federation, IPC7 Н02J 3/00, 3/04, authors: Buryanina E.V. et al.). The line is connected to the secondary windings of two transformers, connected in parallel by the primary windings from the supply side and having connection groups of windings that shift the voltage of the same phases of the secondary windings by 180 degrees. Two wires of the line forming one circuit of the four-phase line are connected to two secondary terminals of one transformer, and the second two wires forming the second circuit are connected to the secondary terminals of the same name of the second transformer. The third terminals of the secondary windings of the transformers are grounded. Consumers are also connected to the line through two transformers, which also shift voltages by 180 degrees. On the load side, these transformers are connected in parallel. Due to the fact that the currents in the grounded windings of the transformer are opposite in direction, there is no current in the ground. A four-phase power line has less voltage loss than a two-circuit three-phase, and the electric power loss in it is 1.5 times less than that of a two-circuit three-phase. In addition, due to the absence of two wires, the cost of the line is less than a two-circuit three-phase one. A significant drawback of the four-phase power line is the need to connect each connection (power source and load) through two transformers. To connect the load from two independent sources of electrical energy, which should be a four-phase line, this requires an additional two transformers. Similarly, connecting two power sources to a four-phase line also requires two additional transformers. The second drawback is that when one circuit is disconnected (as a result of an accident or repair), currents appear in the ground, depending on the resistance of the ground. In the conditions of permafrost in the winter, this eliminates the transmission of electricity.

Целью изобретения является повышение надежности четырехфазной линии до надежности двухцепной трехфазной с одновременным снижением потерь электрической энергии и потерь напряжения по сравнению с двухцепной трехфазной, а также снижение стоимости линии электропередачи по сравнению с двухцепной трехфазной.The aim of the invention is to increase the reliability of a four-phase line to the reliability of a two-circuit three-phase with a simultaneous decrease in losses of electric energy and voltage losses compared to a two-circuit three-phase, and also to reduce the cost of a power line compared to a two-circuit three-phase.

Указанная цель достигается введением дополнительного провода и соответственно изменением схемы включения источников и потребителей электрической энергии по сравнению с прототипом, за счет чего число трансформаторов, включенных между источниками и потребителями, с одной стороны, и линией, с другой стороны, не увеличивается по сравнению с двухцепной трехфазной линией. Токи в обмотках трансформаторов, присоединенных к разным цепям и пятому проводу, противоположны по направлению, поэтому ток в пятом проводе меньше фазного тока каждой цепи. Поэтому потери мощности в пятипроводной четырехфазной линии меньше, чем в двухцепной трехфазной. При отключении одной цепи четырехфазная пятипроводная линия автоматически переводится в режим одноцепной трехфазной (в такой же режим, как при отключении одной цепи двухцепной трехфазной линии).This goal is achieved by introducing an additional wire and, accordingly, changing the circuit for switching on sources and consumers of electric energy in comparison with the prototype, due to which the number of transformers connected between sources and consumers, on the one hand, and the line, on the other hand, does not increase compared to the double-circuit three-phase line. The currents in the transformer windings connected to different circuits and the fifth wire are opposite in direction, so the current in the fifth wire is less than the phase current of each circuit. Therefore, the power loss in a five-wire four-phase line is less than in a two-circuit three-phase line. When one circuit is disconnected, the four-phase five-wire line is automatically switched to single-circuit three-phase mode (in the same mode as when one circuit of the two-circuit three-phase line is disconnected).

Структурная схема предлагаемой четырехфазной пятипроводной линии электропередачи приведена на фиг.1 и содержит генерирующий трехфазный источник электрической энергии 1, трехфазные трансформаторы 2 и 3, соединяющие источник электрической энергии с четырехфазной линией 4. Трансформатор 2, включенный двумя фазами к одной цепи четырехфазной линии 4, трансформирует вторичное напряжение на 180 градусов, отличное от вторичного напряжения трансформатора 3, включенного к одноименным фазам второй цепи четырехфазной линии 4. Трехфазные трансформаторы 5, соединяющие трехфазные приемники 7 с двумя фазами одной цепи четырехфазной линии 4, также трансформируют вторичное напряжение на 180 градусов, отличное от вторичного напряжения одноименных фаз трансформаторов 6, включенных между нагрузками 8 и второй цепью четырехфазной линии 4. Третьи фазы трансформаторов со стороны четырехфазной линии 4 включены к заземленному дополнительному проводу 9, проложенному вдоль всей четырехфазной линии.The block diagram of the proposed four-phase five-wire power line is shown in figure 1 and contains a generating three-phase source of electrical energy 1, three-phase transformers 2 and 3, connecting the source of electrical energy to the four-phase line 4. Transformer 2, connected in two phases to one circuit of the four-phase line 4, transforms secondary voltage by 180 degrees, different from the secondary voltage of transformer 3 connected to the same phases of the second circuit of the four-phase line 4. Three-phase transformers 5, connecting three-phase receivers 7 with two phases of the same circuit of the four-phase line 4, also transform the secondary voltage by 180 degrees, different from the secondary voltage of the same phases of the transformers 6, connected between the loads 8 and the second circuit of the four-phase line 4. The third phases of the transformers on the four-phase side lines 4 are connected to a grounded auxiliary wire 9 laid along the entire four-phase line.

Введение дополнительного провода повышает надежность четырехфазной линии до надежности двухцепной трехфазной. За счет уменьшения числа линейных проводов в предлагаемой электрической системе по сравнению с двухцепной трехфазной линией уменьшаются потери электрической энергии и напряжения, а также снижается стоимость, связанная с меньшими затратами на сооружение линии (пять проводов вместо шести).The introduction of an additional wire increases the reliability of the four-phase line to the reliability of the two-circuit three-phase. By reducing the number of linear wires in the proposed electrical system compared with a two-circuit three-phase line, the loss of electrical energy and voltage is reduced, as well as the cost associated with lower costs for the construction of the line (five wires instead of six).

Claims (1)

Четырехфазная пятипроводная линия электропередачи, содержащая трехфазный источник электрической энергии, двухцепную линию электропередачи, каждая из цепей которой состоит из двух проводов, два трехфазных трансформатора, первичными обмотками включенных к источнику электрической энергии, а вторичными - к линии электропередачи, и трехфазные приемники электрической энергии, подключенные к линии через трехфазные трансформаторы, отличающаяся тем, что с целью повышения надежности вдоль четырехфазной линии проложен дополнительный заземленный общий для обеих цепей провод, одна пара одноименных выводов вторичных обмоток обоих трансформаторов, включенных между источником энергии и линией, соединена между собой и общим для обеих цепей проводом линии, остальные два вывода вторичных обмоток трансформаторов соединены с двумя фазами цепей четырехфазной линии электропередачи, один с одной цепью, второй с другой, первичные обмотки трансформаторов, включенных между цепями линии и нагрузками, подключены к трехфазной нагрузке, а одна из вторичных обмоток - к дополнительному проводу линии, две другие обмотки - к одной из цепей линии. A four-phase five-wire power line containing a three-phase source of electric energy, a two-chain power line, each of which is composed of two wires, two three-phase transformers, the primary windings connected to the electric power source, and the secondary windings to the power line, and three-phase electric power receivers connected to the line through three-phase transformers, characterized in that in order to increase reliability, an additional ground is laid along the four-phase line a common wire for both circuits, one pair of the same terminals of the secondary windings of both transformers, connected between the energy source and the line, connected to each other and a common wire for both circuits, the other two terminals of the secondary windings of the transformers are connected to two phases of the four-phase transmission line circuits, one with one circuit, the second with the other, the primary windings of the transformers connected between the line circuits and the loads are connected to a three-phase load, and one of the secondary windings is connected to an additional wire line, the other two windings - to one of the line circuits.
RU2014105406/07A 2014-02-13 2014-02-13 Four-phase five-wire power transmission line RU2558697C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014105406/07A RU2558697C1 (en) 2014-02-13 2014-02-13 Four-phase five-wire power transmission line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014105406/07A RU2558697C1 (en) 2014-02-13 2014-02-13 Four-phase five-wire power transmission line

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2558697C1 true RU2558697C1 (en) 2015-08-10
RU2014105406A RU2014105406A (en) 2015-08-20

Family

ID=53795989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014105406/07A RU2558697C1 (en) 2014-02-13 2014-02-13 Four-phase five-wire power transmission line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2558697C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107294115A (en) * 2017-07-24 2017-10-24 西南交通大学 A kind of four phase five-wire system low voltage distribution transformers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4500829A (en) * 1983-10-03 1985-02-19 Westinghouse Electric Corp. Advance and retard phase-shift transformer
SU1415308A1 (en) * 1986-11-10 1988-08-07 Киевское Отделение Украинского Государственного Проектного И Проектно-Конструкторского Института "Тяжпромэлектропроект" Four-phase overhead power transmission line
RU2046490C1 (en) * 1993-06-08 1995-10-20 Ивановский государственный энергетический университет им.В.И.Ленина Device for improving power supply characteristics in three-wire networks
RU2256273C1 (en) * 2003-10-31 2005-07-10 Королюк Юрий Федорович Electrical system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4500829A (en) * 1983-10-03 1985-02-19 Westinghouse Electric Corp. Advance and retard phase-shift transformer
SU1415308A1 (en) * 1986-11-10 1988-08-07 Киевское Отделение Украинского Государственного Проектного И Проектно-Конструкторского Института "Тяжпромэлектропроект" Four-phase overhead power transmission line
RU2046490C1 (en) * 1993-06-08 1995-10-20 Ивановский государственный энергетический университет им.В.И.Ленина Device for improving power supply characteristics in three-wire networks
RU2256273C1 (en) * 2003-10-31 2005-07-10 Королюк Юрий Федорович Electrical system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107294115A (en) * 2017-07-24 2017-10-24 西南交通大学 A kind of four phase five-wire system low voltage distribution transformers
CN107294115B (en) * 2017-07-24 2023-04-07 西南交通大学 Four-phase five-wire system low-voltage distribution transformer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014105406A (en) 2015-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104465053B (en) A kind of high-capacity three-phase combination type phase-shifting transformer
RU2013138228A (en) POWER SUPPLY DEVICE WITH TRANSFORMER
WO2014011254A3 (en) Reduced-loss bucking bundle low voltage cable
EA201401340A1 (en) METHOD FOR SYMMETRICATION OF PHASE CURRENTS OF THREE-PHASE FOUR-WIRE LINES AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2558697C1 (en) Four-phase five-wire power transmission line
MX2008016544A (en) Transformation device for automatically adjusting voltage of three-phase power supply.
RU2453965C2 (en) Three-phase balancing device
Aihara et al. A study on the effect of the Scott transformer on the three-phase unbalance in distribution network with single-phase generators
RU2664391C1 (en) Device for the railway track section traction energy supply system connection to the three-phase power supply network
RU2717357C1 (en) High-voltage three-phase overhead line
RU2612649C1 (en) Three-phase balun
RU2012147667A (en) METHOD FOR MATCHING A HETEROGENEOUS FOUR WIRE NONSymmetric ELECTRIC TRANSMISSION LINE WITH ELECTRIC LOAD
RU2521864C2 (en) Three-phase balancing device
RU2674753C2 (en) Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device
KR101898975B1 (en) Modular converter system for an electric supply network
CN203722189U (en) 400A-load-current switching device used for 10kV power distribution network
RU2558690C2 (en) Device intended for power takeoff from power transmission line
RU2668086C2 (en) Three-phase single-phase transformer
RU2459337C1 (en) Three-phase filter balancing device
RU2660936C1 (en) Three-phase balancing system
RU2313818C1 (en) Device for stabilization and balancing of three-phased voltage
RU2645746C1 (en) Two-branch dc transmission substation
EA201300024A1 (en) THREE-PHASE SYMMETERING TRANSFORMER (ITS OPTIONS)
RU2256273C1 (en) Electrical system
RU2592255C1 (en) Controlled shunting reactor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160214