Устройство для защиты от повреждений конденсаторной батареи, соединенной по схеме двойной звезды

Устройство для защиты от повреждений конденсаторной батареи, соединенной по схеме двойной звезды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА01ИТЫ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, СОЕДИНЕННОЙ ПО СХЕМЕ ДВОЙНОЙ ЗВЕЗДЫ, содержащее основной и вспомогательный коммутационные аппараты и разрядный блок из активных сопротивлений , подключенный параллельно защищаемой батарее, отличающ.ее с я тем, что, с целью повышения его надежности большего ограничения коммутационных перенапряжений и токовых бросков, в каждую фазу разрядного блока дополнительно введены индуктивные сопротивления, при этом величина индуктивного сопротивления в каждой фазе равна емi костному сопротивлению батареи той (Л же фазы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1010693

Эщi Н 02 Н /16

I (° -2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2932936/24-07 (22) 05.06.80 (46) 07.04.83. Бюл. и 13 (72) А.И,Назаров, M.Т.Капустян, А.П.Васьковский и Э.И,Ханин (71) Производственное энергетическое объединение ."Днепроэнерго" (53) 621 ° 316,925,088.8) (56) 1. Борисов Б.Н, Повышение надежности работы конденсаторной батареи ° - "Электрические станции", 1978, h" 6.

2. Авторское свидетельство СССР

< 395944, кл. Н 02 Н 7/16, 1974.

3. Джуварлы 4.M., Миронов Г.А., Панасюк Д.И. Ограничение перенапряжений при отключении конденсаторных батарей с помощью шунтирующих резисторов. - "Электрические станции", 1978, М 3. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ

ПОВРЕЖДЕНИЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, СОЕДИНЕННОЙ ПО СХЕМЕ ДВОЙНОЙ ЗВЕЗДЫ, содержащее основной и вспомогательный коммутационные аппараты и разрядный блок из активных сопротивлений, подключенный параллельно защищаемой батарее, о т л и ч а ю щ,ее с я тем, что, с целью повышения его.надежности путем большего ограничения коммутационных перенапряжений и токовых бросков, в каждую фазу разрядного блока дополнительно введены индуктивные сопротивления, при этом величина индуктивного сопротивления в каждой фазе равна емкостному сопротивлению батареи той же фазы. 0106 j3

Изобретение относится к электротехнике,. а именно к защите изоляции батареи статических конденсаторов от электрических воздействий внутренних перенапряжений, а также теп.-. ловых и динамических воздействий от --.oê aûõ бросков опасных величин в результате коммутации, сопровождающихся переходными процессами.

По режимным условиям конденсаторные батареи приходится коммутировать большое количество раз в течение года, что гриводит к частным аварийным простоям, вызванные гробоями конденсаторов, трудностями, связанными с выявлением и заменой дефектных элементов исправнь.ми, а также разрушениями трансформаторов напряжения и гасительных камер масляных выклю" чатепей, о

Известно устройство, с помощью которого несколько повышается надежность работы конденсаторной батареи, собранной по схеме эв эда с изолиро ванной нейтралью. При этом для коммутации батареи используются типовой масгяный выключатель и защитные разг.::,:;-:;ими, выполненные на базе выпуска "

ылых промышленн:остью вентильных зазря,::ников т;.:,;.:: РВИ- г с пробивны: -.;апряж-=,:-1ием промышленной .ас.оты. равным ,," - g0 кВ Г1

Однако защитные разр; дники ограни .ивают внутренние перенапряжения ггри коммутац,.ях TQJlb .ý I„o величины, равной 2 U „. и не менее, что не обес" печивает должного повышения надежности эксплуатации конденсаторов. Для предотвращения повреждения трансформаторов напряжения последовательно ;и с каждым из них включают высоковольтные сопротивления по $0-60 кОм. Однако это приводит к повышению во время коммутаций перенапряжений между фазами и увеличению времени их воздействий на изоляцию конденсаторов в результате снижения эффективности разрядки батареи через увеличeííoå сопротивление.

Известно устройство для защиты шунтовых конденсаторных батарей, соб— ранных в звезду, состоящее из нейтрали конденсаторной батареи и разрядного блока, которые соединены между собой через однофазный трансформа;ор напряжения, служащих для изоляции вторичных цепей ст первичных„ при этом вторичная обмотка указанного трансформатора связана с блоком чувствительной полупроводниковой защиты, действующей с разными уставками по времени на сигнал при отключении батареи, Разрядный блок выполнен в виде трехфазного пятистержневого трансформатора напряжения, первичные обмотки которого соединены в звезду, а одна из вторичных обмоток собрана в разомкнутый треугольник, электрически связанный с фаэорегулирующим устройством, При включении в работу между нейтралями шунтовой конденсаторной бата" реи и разрядного блока возникает начальное напряжение, величина и фаза которого зависят от характера и степени несимметрии обоих элементов, причем любое изменение параметров конденсаторов в процессе эксплуатации, например при повреждении отдельных конденсаторных элементов, приводит к дальнейшему изменению напряжения между нейтралями. Для обеспечения чувствительности блока защигы к изменению напряжения между нейтралями его первоначальная величина компенсируется путем введения сигнала определенной фазы и величины Bo BTGрич- ую обмогку трансформатора раэрядног б.-ока, в результате чего происходит искусственное смещение его ейтрал.. в положение, при котором указанное напря>:;ение практически равно нулю.

;1ри повреждении конделсаторных элемен-.ав возрастает напряжение между нейтралями, срабатывает блок защиты, выдав ., :.игнал о допустимом увеличении напряжения ряда конденсатор=ных батарей и отключая батарею при повыше;-.ии напряжения сверх допустимого значения < 2 ).

Недостатками данного устройства являются повышение известными способами обычнгй чувствительности релейной защиты, которая фактически только регистрирует объем повреждений конденсаторных элементов, выдавая сигнал о недопустимом увеличении напряжения ряда конденсаторных батарей или отключая батарею при повышении нагряжс:1в-:я сверх допустимого зна:-ения, а также необходимость .наличия специально предназначенных оазрядного блока B виде трехфазного пятистержневого трансформатора напряжения, однофазного трансформатора напряжения, соединяющего нейтрапи защищаемой конденсаторной батареи и первичной обмотки разрядного блока, блока чувстмутационных перенапряжений и токовых бросков, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от повреждений конденсаторной батареи, соединенной по схеме двойной звезды, содержащее основной и вспомогательный коммутационные аппараты и разрядный блок из активных сопротивлений, подключенный параллельно защищаемой батарее, в каждую фазу разрядного блока дополнительно введены индуктивные сопротивления, при этом величина индуктивного сопротивления в каждой фазе равна емкостному сопротивлению батареи той же фазы.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит систему 1 шин, к которой со стороны источника питания через основной коммутационный аппарат 2 по гибкой связи 3 подключаются непосредственно батарея 4 статических конденсаторов и через вспомогательный коммутационный аппарат

5 разрядный блок, состоящий из индуктивного сопротивления 6 и активного сопротивления 7, а нейтрали конденсаторной батареи и разрядного блока электрически соединены нулевой шиной 8.

В нормальном режиме работы питание .со стороны системы 1 шин через основной коммутационный аппарат 2 и гибкую связь 3 подается на Ватареи

4 статических конденсаторов, нейтрали которых соединены гибкой связью

3, а сопротивления 6 и j разрядного блока отключены вспомогательным коммутационным аппаратом .

При отключении батарей 4 статических конденсаторов предварительно включается вспомогательный коммутационный аппарат 5, чем обеспечивается подключение разрядного блока, содержащего индуктивное сопротивление

6 и активное сопротивление 7 в каждой фазе параллельно статическим конденсаторам. Последующее отключение основ,ного коммутационного аппарата 2 осуществляется успешно в связи с эбФективиым уменьшением фазового угла сдвиг-a между напряжением и отключаемым током, что обеспечивает эффективное снижение восстанавливающихся напряжений на расходящихся контактах, исключение пробоев изоляционных расстояний. между контактами и устранение перенапряжений как на изоляции

3 1010693 вительной, полупроводниковой защиты, подсоединенного к вторичной обмотке указанного соединительного трансформатора напряжения, и фазорегулирующего устройства, включенного в разомкнутый треугольник вторичной. обмотки разрядного блока °

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является защитное устройство для ограничения 1в перенапряжений при отключении батареи статических конденсаторов, которое представляет собой трехфазную группу бетэловых сопротивлений, подсоединенную к вводам батареи конденсаторов через контакты вспомогательного включателя, котррым производится предварительное включение защитного устройства до момента отключения батареи основным выключателем 3 . рв

Недостатком указанного устройства является то, что допустимость весьма кратковременного нахождения под на-. пряжением бетэловых резисторов защитного устройства с регламентируемой 25 величиной сопротивления исключает возможность его надежного использования в сложных циклах повторных коммутаций. Устройство характеризуется так" же существенными изменениями параметров бетэловых резисторов в зависимости от величин приложенных напряжений и проходящих токов в процессе переходных режимов. Кроме того, наличие ечкостной составляющей реактивно35 го согротивления в бетэловых резисторах является причиной снижения эффективности уменьшения фазового угла сдвига между напряжением и отключаемым током что приводит к недоФ

40 статочному снижению восстанавливающихся напряжений на расходящихся контактах основного выключате-, ля пробоям изоляционных расстояний между контактами и возникновению пе-. ренапряжений, нежелательных для изо-! ляции конденсаторных батарей и трансформаторов. Отсутствует также возможность технического выполнения релейной защиты, обеспечивающей при повреждении конденсаторных элементов появ- 5О ление сигнала о недопустимом увеличении напряжения на оставшихся элементах или отключение конденсаторной батареи при повышении напряжения сверх допустимого значения. 55

Цель изобретения - повышение надежности защиты конденсаторных бата-! рей путем большего ограничения ком5 1О106 конде-:càòîpHûõ батарей 4, .- ... и тающих силовых трансформаторов.

Возможность более длительного на-хождения под напряжением предлагаемого разрядного блока по сравнению с бетэловыми резисторами допуcvàeT применение относительно меньшей величины комплексного сопротивления, чем полностью обеспе ивается необходимая эффективность ограничения КОммутаци" онных перенапряжений и токовых бросков.

Стабильность электрических параметров разрядного блока по сравнению с бетэловыми резисторами гарантирует эффективность его работы при любых режимах переходных процессов.

Активное сопротивление 7 разрядного блока обеспечивает апериоди еское затухание разрядного тока батареи и 20 статических конденсаторов после полного отключения основного коммутационного аппарата 2 при включенном вспомогательном 5 в результата превышения указанным сопротивлением уд- 2Б военной величины волнового сопротивления контура, а величина индуктивнога сопротивления 6 указанного блока

Ограничивает до минимума зер «и i ность

,:",зникновения повторных зажиганий на разомк -!увшихсй кОнтактах оснОвного коммутацион-,огг аппарата 2 в результате искла-=.::ния колебаний повышенных частот и снижает в необходимой степени токи высших гармоник„ воздейст-вующи= на конденсаторы в период коммутаций основного коммутационного ап-парата 2 при включенном вспомогательном 5

Далее отключается вспомогательный коммутационный аппарат 5,, ришем электрическое соединение нейтра.пей батарей ч статических конденсаторов и разрядного блока гибкой нулевой шиной,, 8 обеспечивает равномерное распределение напряжения и полностью исключает колебания напряжения при работе коммутационного аппарата 5,, Благодаря комплексному об ьединению,., нейтралей в защитном устройстве обес печивается простая возможность техни-. ческого выполнения релейной защиты, гарантирующей при повреждении конден"саторных элементов появление сигнала

« о допустимом увеличении напряжения на оставшихся элементах или отключение всех конденсаторных батарей > при повышении напряжения сверх допустимог 1 значения независимо от электрической ассиметрии сети, к которой присоединено защитное устройство. В предла=.eHoé схеме нарушение симметрии сети относ. тельно земли не вь зывает действия реле, так как потенциалы трех ней;рал;;ных точек смещаются одинаково, Весьма незначительная величина небалансв токов или напряжений между нейтралями резко повышает чувствительность релейной защиты не только при ее работе в результате повреждения статических конденсаторов, но и (в случае необходимости) непосредственно в момент осуществления переключений коммутационными аппаратами

2и5 °

При включении батарей 4 статических конденсаторов предварительно вклю;ае-;ся вспомогательный коммутац; оннь.й аппарат 5, затем включается основной коммутационный аппарат 2 с последующим отключением вспомогательного коммутационного 5. Принципиальных отличий в коммутационных процессах указанного режима по срав« .няю с описанным выше нет за исключ .кием то-о, что предварительное подключ,".е активного сопротивления / и инду,тивного сопротивления 6 практически исключает токовые брос..и в процессе включения основного комму-:.Оц=онного аппарата 2. Кроме того, . омплексное сопротивление разрядного блок=; исключает верояткос-ь возникно з:..::ия коммутационных перенапряжений при появлении неполнофазных режимов„

=..: также оезонансных и феррореэонансных

:-,:...*.ренапряжений при возникновении перех.-.дных режимов. .:!редлагаемое защитное устройство голнос ью исключает необходимость выполнения рекомендаций о выборе коммутационных аппаратов на номинальный ток, составляющий не менее 1504 от номинально"o тока батареи, для обеспечения надежной работы контактов при переходных процессах в конденсаторных установках.

Таким образом, устройство для защиты конденсаторной батареи, соединенной по схеме двойной звезды, оказывает комплексное воздействие на ограни ейие внутренних перенапряжений и токо:;ых бросков, возникающих в процессе коммутаций, аварийных режим:.>в и переходных явлений.

1010693

Составитель В.Зимаков

Редактор A,Îãàð Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Рошко

Заказ 2499/41 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4