Устройство для ограничения токов замыкания на корпус в судовой электроэнергетической системе

Устройство для ограничения токов замыкания на корпус в судовой электроэнергетической системе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике ,в частности, к судовым электроэнергетическим системам с неэффективным заземлением нейтрали. Цель изобретения - улучшение электробезопасности. При замыкании на одном из присоединений 4 после трехфазного реактора 7 напряжение поврежденной фазы становится равным нулю, а на неповрежденных фазах повышается до линейного значения. Напряжение фаз за реактором 7 практически не изменяются. Ток однофазного замыкания ограничен большим сопротивлением нулевой последовательности основных обмоток 8, 9, 10 реактора 7, обусловленным отключенным резистором 13 в цепи дополнительной обмотки 11. В связи с симметрированием напряжения на распределительных шинах 3 через реакторы 7 неповрежденных фаз протекают незначительные токи небаланса. Резистор 13 исключает возникновение феррорезонанса. При одновременном замыкании одноименных или разноименных фаз различных присоединений напряжения за реакторами 7 поврежденных присоединений остаются симметрированными, а токи замыкания - ограниченными. Информация о замыкании с обмотки 11 реакторов 7 поступает в блок индикации 15. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК цц4Н 02 Н 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4078626/24-07 (22) 08.05.86 (46) 15.04.89. Бюл. 11-. 14 (71),Пенинградский электротехнический институт, Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны и Институт физики

АН АЗССР (72) К.M,Àíòèïîâ, Ч.M.Äæóâàðëû, А.M.Ãàøèìîâ, Е,В.Дмитриев, Е,А,Иванов, А.П,Ксенофонтов, Ю.А.Шестопалов, Г.И.Смелков и Г.В.Боков (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 815839, кл. Н 02 Н 9/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР В 1 012385, кл. Н 02 Н 9/02, 1982.

„„SU„„1473000 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ HA КОРПУС В СУДОВОЙ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к судовым электроэнергетическим системам с неэффективным заземлением нейтрали, Цель изобретения — улучшение электробезопасности. При замыкании на одном из присоединений 4 после трехфазного реактора 7 напряжение поврежденной фазы становится равным нулю, а на неповрежденных фазах повышается до лийейного значения. Напряжение фаз за реактором 7 практически не изменяется, Ток однофазного замыка- Я ния ограничен большим сопротивлени1473000 ем нулевой последовательности основных обмоток 8, 9, 10 реактора 7, обусловленным отключенным резистором

13 в цепи дополнительной обмотки 11, В связи с симметрированием напряжения на распределительных шинах 3 через реакторы 7 неповрежденных фаз протекают незначительные токи небаланса. Резистор 13 исключает возникновение ферроИзобретение относится к электротехнике, в частности к судовым электроэнергетическим системам (ЭЭС) с неэффективным заземлением нейтрали.

Цель изобретения — улучшение электробезопасности.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник..1 "с неэффективным заземлением нейтрали через дугогасящий реактор 2 работает на сборные шины главного распределительного щита (ГРЩ) 3, от которого отходят контролируемые присоединения 4. Цифрами 5 и 6 обозначены емкости фаз магистральной части сети по отношению к земле, равномерно распределенные.по системе, но изображенные сосредоточенными параметрами 2р в двух местах. Все контролируемые отходящие от ГРЩ присоединения имеют трехфазный реактор нулевой последовательности (н.п.), включаемый после линейного защитно-коммутационного 25 аппарата. Реактор н.п. 7 имеет три основных первичных фазных обмдтки

8-10 и одну дополнительную вторичную обмотку ll -намотанные на одном магнитопроводе. Первичные обмотки реак- 30 тора включены в каждой фазе.последовательно с нагрузкой (потребителем), а на зажимы вторичной обмотки включены параллельно датчик напряжения н,п. 12 и регулируемый резистор 13, причем последовательно с резистором включены размыкающие контакты реле

14, управляемого датчиком 12 напряжения н.п. Датчик напряжения н.п. так." же связан с блоком 15 индикации, 4О сигнализирующвм номер поврежденного резонанса, При одновременном замыкании одноименных или разноименных фаз различных присоединений напряжения за реакторами 7. поврежденных присоединений остаются симметрированными, а токи замыкания — ограниченными, Информация о замыкании с обмотки 11 реакторов 7 поступает в блок индикации 15. l ил. фидера, Блок 15 индикации (сигнализации поврежденного фидера) в общем случае может быть выполнен по принципу обегающего контроля.

Структура остальных контролируемых присоединений аналогична приведенной, поэтому остальные присоединения изображены пунктирными линиями.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы фидера и сети, в целом токи нагрузки каждой фазы каждого фидера равны по величио не и сдвинуты на 120, в результате чего суммарный поток в магнитопроводах реакторов н.п. равен нулю, и реактор 7 не оказывает сопротивления токам нагрузки. При этом напряжение на выходе дополнительных обмоток 11 реакторов также равно нулю.

При возникновении металлического (глухого) однофазного замыкания на одном из присоединений (после реактора н.п.) например, в точке Д перР вого присоединения, напряжение пов" режденной фазы в месте замыкания по отношению к земле становится рав-. ным нулю напряжение на неповрежденных фазах повышается до линейных.

В цепи поврежденной фазы по контуру повреждения (фаза - точка Д вЂ” земля-цепь заземления нейтрали источника электрической энергии 1) протекает ток о.з., являющийся дополнительным к току нагрузки поврежденной фазы.

В результате сумма токов в фазах реактора поврежденного присоединения не равна нулю. Ток несимметрии создает в магнитопроводе реактора намаг-, ничивающий поток, создающий ЭДС нулеI

00 зом, предлагаемое устройсTBQ по сравз 14730 вой последовательности в основных 8, 9, 10 и дополнительной 11 обмотках реактора н.п. Эта ЭДС н.п. в сумме с фазными напряжениями обмоток реактора

7 приводит к симметрированию напряжений фаз по отношению к земле в магистрально-радиальной части сети (на шинах ГРЩ, во всей неповрежденной час" ти сети и в поврежденном фидере до 10 реактора н.п.), тем самым локализуя поврежденный участок и сохраняя на неповрежденной части схемы электроснабжения нормальное качество напряжения. 15

Эффект от напряжения н.п. дополнительной обмотки второстепенный, хотя и не менее необходимый: появление напряжения н.п. в дополнительной (вторичной) обмотке 11 реактора 7 20 н.п. приводит к срабатыванию датчика напряжения 12 и к подаче сигнала на реле, отключающее резистор 13. От1 ключение резистора сводит на нет размагничивающее действие вторичного тока дополнительной обмотки реактора н.п., что повышает сопротивление н.п. основных обмоток 8, 9, 10 и эффект симметрирования напряжений до . реактора. 30

Информация об о.з. одновременно поступает на блок индикации 15, в котором происходит периодическое обегание присоединения и запоминание поврежденного присоединения. 35

В связи с симметрированием напря- жения на шинах ГРЩ через реакторы неповрежденных присоединений в нейт-. раль источника 1 и в точку о,з. Д протекают лишь незначительные токи не- 40 балланса, которые тем не менее могут вызвать нежелательные феррорезонансные явления. Поэтому если в точке.Д металлического о.з. ток замыкания ограничен большим сопротивле- 45 нием н.п ° основных обмоток реактора, обусловленным в том числе и отключенным резистором в цепи дополнительной его обмотки 11, то в дополнительной обмотке 11 реакторов 7 н,п. непов- режденных присоединений этот резистор

13 должен быть сохранен включенным, чтобы исключить возникновение феррорезонансных явлений, возможных при неполном симметрировании фазных напряжений в неповрежденной части сети, при емкостной несимметрии присоединений и при несинусоидальности фазных напряжений.

Несинусоидальности напряжений контролируемой сети практически не влияют на эффективность работы основных обмоток 8-10 трехфазного реактора н.п. 7, что выгодно отличает его от реактора (дросселя), включаемого в нейтраль сети для поперечной ком-! пенсации естественного емкостного тока сети искусственным индуктивным током дросселя, где эти высшие гармонические в составе тока о.з. на землю не компенсируются.

При замыкании на землю одноименной фазы в другом присоединении возникает аналогичный процесс, сопровождающийся стабилизацией напряжения на шинах распределительного щита, уменьшением величины тока о.з, вконт.ролируемой зоне и снижением феррореэонансных явлений от токов небаланса неповрежденных присоединений.

При одновременном замыкании на землю неодноименной фазы другого присоединения ток в контуре двойного короткого замыкания через землю ограничивается сопротивлениями н,п. основных обмоток соответствующих реакторов н.п. до безопасного уровня тока утечки, не требующего немедленного отключения этих присоединений. При этом сохраняется непрерывность питания потребителей. Блок 15 индикации сигнализирует о повреждении двух присоединений.

Не остается бесконтрольной и зона шин ГРЩ (от источйика до шин и от шин ". ,цо линейных выключателей присоединения). Здесь емкость фаз сети по отношению к земле стабильна, неизменна, поэтому реактор 2 можно принять нерегулируемым, тем более что такое регулирование не является необходимым для нормального функционирования реакторов 7, установленных на присоединениях 4. Однако в части высших гармоник этот участок защиты восприимчив к их спектру и величине, и реактор 2 высшие гармонические напряжения не компенсирует. Таким обранению с известным обеспечивает снижение до безопасной величины тока металлического однофазного замыкания контролируемых фидеров, снижение до безопасной величины тока металлического о,з. на шинах распределительного щита, локализацию места о.з. с срхранением симметрии феаных напряФормула изобретения

Устройство для ограничения токов замыкания на корпус в судовой элекСоставитель О.Наказная

Pедактор M.Недолуженко Техред М.Дидык КорректорС,Черни

Заказ 1721/53 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-3 5, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Ь,14 жений по отношению к земле вне пов- режденного фидера, селективную сигнализацию 0 ° 3. (избирательный конт1 роль изоляции) в сетях с изолированной нейтралью, безопасность не только о.з, на землю, но и двойного короткого замыкания на землю разных фаз разных фидеров, не требующих их немедленного отключения и сохраняющих бесперебойность электроснабжения ответственных потребителей, устойчивую эффективность работы при,несинусоидальности и несимметрии фазнык напряжений контролируемой сети.

73000 б троэнергетической системе, содержащее трехфазные реакторы, фазные обмотки которых размещены на общем замкнутом магнитном сердечнике и включены в рассечку каждого отходя-. щего от распределительного устройства присоединения, четвертую обмотку, в цепь которой включен элемент сопротивления, нейтраль системы соединена с корпусом, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью улучшения электробезопасности, оно снабжено датчиком напряжения, реле, а в качестве элемента сопротивления использован регулируемый резистор, управляющий вход реле подключен к выходу датчика напряжения, а размыкающий контакт реле включен последовательно с резистором.