Устройство для защиты мощных преобразовательных установок

Устройство для защиты мощных преобразовательных установок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1о УСТРОЙСТВО'для ЗАПЩТЫ МОЩНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК, в контур аварийного тока которых включены вентили, например, для плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередачи, содержащее регулируемые искровые промежутки с силовыми электродами из низкоомного материала, отличающе ес я тем, что, с целью повьшения надежности, защиты от аварийных токов и перенапряжений^ в контур аварийного тока включены предохранители, каждый из которых вместе с вентилями зашунтирован искровым промежутком,2о Устройство по По1, отличающе е с я тем, что искровой промежуток выполнен двухэлектродным в виде полусфер»'Зо Устройство по По 1, о т л и ч а^ ю щ е е с я тем, что предохранители включены в рассечку питающих цепей преобразователя.4. Устройство по По 1, о т л и ч аю Щ е ее я тем, что предохранитель •включен в рассечку цепи постоянного тока, а шунтирующий искровой лромежуток выполнен трехэлектродным в ви- 'де полусфер, расположенных продольными осями в горизонтальной плоскостипод углом 120 друг к другу, при этом третий электрод подключен к общей точке преобразователя и предохранителя ,5о Устройство по По 1, о т л и ч 3-ю щ е е с я тем, что искровой промежуток может быть вьтолнен четырехэлектродным в виде полусфер, при этом три электрода расположены продольными осями в горизонтальной плоскости под углом 120" друг к другу и подключены к вводам переменного тока преобразователя, а четвертый размещен на вертикальной оси разрядного промежутка с одной стороны от горизонтально расположенных электродов и подключен к полюсу постоянно1''о тока преобразователя.6. Устройство по ПП.1 и 4, о т - личающееся тем, что'искровой промежуток выполнен пятиэлектродным., лри этом пятый электрод jsas*- мещен на вертикальной оси разрядного промежутка с одной стороны от горизонтально расположенных элек?гродов и подключен к другому полюсу постоянного тока преобразователя о7» Устройство по пп.1 и 2, о т - личающееся тем, что, с целью быстродействия оно снабжено трансформатором, а искровой промежуток снабжен двумя пoджиJaющими• электродами из высокоомного материала, выполненными в виде цилиндров с закругленными краями диаметром,, много меньшим диаметра по'лусфер силовых электродов, которые подключены к вторичной обмотке трансформатора, первичная обмотка которого подключена к самостоятельному источник ^о9сдсо00сд о ел>&

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,SU„„SOSSOS

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ14

ПРИ ГКНТ СССР (21) 1818269/07 (22) 27.07. 72 (46) 23, 09. 91. Бюл. 11 35 (71) Львовский политехнический институт (72) Г.А. Генрих, Л.А. Никонец, П.P. Хрущ, А.В. Гриценко, А.А. Нейман (53) 621.314.1:621.316.9 (088.8) (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

МОЩНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК, в контур аварийного тока которых включены вентили, например, для плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередачи, содержащее регулируемые искровые промежутки с силовыми электродами из низкоомного материала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности, защиты от аварийных токов и перенапряжений» в контур аварийного тока включены предохранители, каждый из которых вместе с вентилями зашунтирован искровым промежутком.

2. Устройство .по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что искровой промежуток выполнен двухэлектродным в виде полусфер. 3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ. е е с я тем, что предохранители включены в рассечку питающих цепей преобразователя.

4. Устройство ло п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что предохранитель включен в рассечку цепи постоянного тока, а шунтирующий искровой промежуток выполнен трехэлектродным в виде полусфер, расположенных продольны.ми осями в горизонтальной плоскости (gg)g Н 02 Н 9/06, Н 02 Н 7/12

2 под углом 120 друг к другу, при этом третий электрод подключен к общей точке преобразователя и предохранителя.

5. Устройство по п.1» о т л и ч аю щ е е с я тем, что искровой промежуток может быть выполнен четырехэлектродным в виде полусфер, при этом три электрода расположены продольными осями в горизонтальной плоскости под углом 1?О друг к другу и подключены к вводам переменного тока преобразователя, а четвертый размещен на вертикальной оси разрядного промежутка с одной стороны от горизонтально расположенных электродов и подключен к полюсу постоянного тока преобразователя.

6. Устройство по пп.1 и 4, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что искровой промежуток выполнен пятиэлектродным, при .этом пятый .электрод размещен на вертикальной оси разрядного промежутка с одной стороны от горизонтально расположенных элек гродов и подключен к другому полюсу постоянного тока преобразователя.

7. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью быстродействия оно снабжено трансформатором, а искровой промежуток снабжен двумя поджигающими электродами из высокоомного материала, выполненными в виде цилиндров с закругленными краями диаметром, много меньшим диаметра полусфер силовых электродов, которые подключены к вторичной обмотке трансформатора, первичная обмотка которого под" ключена к самостоятельному источни; .

598505 ку литания через коммутирующее устройство.

8. Устройство по пп.1,2 и 7, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что электроды установлены на оси, перпендикулярной к оси силовых электродов и проходящей через центр искрового промежутка, симметрично относительно этого центра. 10

9. Устройство по пп. 1,4 и 7, отличающееся тем,что поджигающие электроды установлены на оси, образованной пересечением двух вертикальных плоскостей, одна 15 из которых проходит через .горизонтальную ось одного из силовых электродов, а другая — через прямую, соединяющую точки, находящиеся на середи-, нах дуг полусфер двух других силовых 20

Изобретение относится к технике защиты преобразователей от сверхтоков и перенапряжений и может найти применение для защиты высоковольтных преобразователей, например, установок для плавки гололеда постоянным и пульсирующим токами на воздушных линиях электропередачи, а также основного оборудования энергосистемы в режиме плавки.

Известны устройства для защиты мощных преобразовательных установок, в контур аварийного тока которых включены вентили, содержащие регулируемые искровые промежутки с силовыми электродами нз низкоомного материала. Однако такие устройства недостаточно надежны в работе и имеют низкое быстродействие.

Для повышения надежности защиты от аварийных токов и перенапряжений в предлагаемом устройстве в контур аварийного тока включены предохранители, каждый из которых вместе с вентилями зашунтирован HcKpoabtM промежутком, 50

Предохранитель, помимо функций сво- его прямого назначения, выполняет следующие дополнительные функции: генерирует перенапряжения, которые приводят к срабатыванию искрового промежутка, дуга которого шунтирует

55 цепь предохранителя; прн сработавшем искровом промежутке падение напряжения на дуге предохранителя приводит электродов, сверху и снизу на одинаковых расстояниях от силовых электродов.

10. Устройство по пп. 1,5 6 и 7, отличающееся тем,что поджигающие электроды установлены в вертикальной плоскости, проходящей через горизонтальную ось одного из силовых электродов так, что их оси образуют угол не больше 90, биссектрисой которого является горизонтальная ось одного из силовых электродов, при этом искровой промежуток, образованный поджигающими электродами, совпадает с центром искрового промежутка между силовыми электродами, причем вертикально расположенные силовые электроды выполнены регулируемыми. к принудительному перераспределению аварийного тока между искровым промежутком и вентилем.

Искровой промежуток, во-первых, обеспечивае-. возможность дугогашения в предохранителе при протекании через него однополярного тока амплитудой в несколько килоампер и более под действием рабочего постоянного напряжения в десятки киловольт и более, так как вместо полного рабочего напряжения к предохранителю прикладывается только напряжение дуги в искровом промежутке, и, во-вторых, выполня- ет функции шунта для токов в вентиле даже в случае протекания сверктоков без перенапряжений.

Искровой промежуток, может быть выполнен двухэлектродным в виде полусфер.

Предохранители могут быть включены в рассечку питающих цепей преобразователя.

На фиг.1-13 даны принципиальные слемы описываемого устройства с различными вариантами конструктивного выполнения разряднв х промежутков; на фиг,:14 — граф rK, поясняющий его работу.

На фиг,1 представлена принципиальная схема устройства, где в цепь аварийного контура вентиля 1 преобразователя последовательно включен предохранитель 2, зашунтированный вмес98505

45

5 5 те с вентилем искровым промежутком 3.

Между вентилем и предохранителем в общем случае может находиться электрический узел.

На фиг.2 изображен случай, когда защищаемый преобразователь имеет небольшое количество вентилей (плеч)

) при этом целесообразно последовательное включение предохранителя 2 в цепи каждого вентиля (плеча) 1 и шунтирование предохранителя и вентиля искровым промежутком 3.

На фиг.З показана схема устройства с включением предохранителя 2 в рассечку питающей цепи преобразователя и шунтированием его плеча 1 и предохранителя искровым промежутком 3.

На фиг.4 дана схема, в которой предохранитель 2 установлен в рассечку цели постоянного тока сложного преобразователя 1. При этом предохранитель и преобразователь зашунтированы трехэлектродным искровым промежутком, выполненным -электродами 4-6. Два электрода подключены непосредственно к полюсам преобразователя, а третий — к цепи постоянного тока после предохранителя.

На фиг.5 показан пример выполнения искрового промежутка трехэлектродным в виде полусфер, оси которых лежат в одной плоскости. Для предохранения искровых промежутков от атмосферных осадков они помещены в закрытый кожух 7.

На фиг.6 дана схема устройства для защиты трехфазного преобразователя, применяемая, если необходима защита плеч, подключенных только к одному полюсу (например, в схемах

Ииткевича, схемах трехвентильного подвода, некоторых схемах для плавки гололеда постоянным и пульсирующим токами). При этом искровые промежутки выполнены четырьмя электродами

4-6 и 8. Три электрода 4-6 подключены к вводам переменного тока преобразователя, а четвертый электрод

8 — к полюсу постоянного тока преобразователя. Искровые промежутки, образованные этими .электродами, шунтируют плечи преобразователя с последовательно включенными предохранителями 2.

На фиг.7 показан пример выполнения искрового промежутка четырехэлектродным. Три -электрода 4-6, подключенных к вводам переменного тока преобразователя, выполнены в виде полусфер, расположенных продольными осями в горизонтальной плоскости под углом 120 друг к другу, а четО вертый электрод 8 размещен на вертикальной оси разрядника под,.горизонтально расположенными электродами, образуя с каждым из них одинаковые промежутки. Все .электроды .помещены в закрытый кожух 7.

На фиг.8 дана схема для шунтирования техфазного мостового преобразователя как со стороны переменного, так и со стороны постоянного тока.

Шунтирующие искровые промежутки выполнены пятью электродами. Электроды 4-6 подключены к вводам переменного тока преобразователя, а электроды 8 и 9 — к полюсам постоянного тока преобразователя. Искровые проме" жутки, образованные этими электродами, шунтируют вентили плеч преобра25 зователя с последовательно включенными предохранителями.

На фиг.9 показан пример конструктивного выполнения искрового промежутка пятиэлектродным. Электроды 4-6, подключенные к вводам переменного тока преобразователя, установлены продольными осями в горизонтальной плоскости под углом 120 друг к друо

ry, а электроды 8 и 9, подключенные к полюсам постоянного тока преобра35 зователя, установлены на вертикальной оси разрядника сверху и снизу от горизонтально расположенных электродов, образуя с ними искровые промежутки. Все электроды помещены в закрытый кожух 7.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При появлении сверхтока в цепи с вентилями установленные в контуре аварийного тока предохранители начинают разрывать ток, что приводит к появлению на них напряжений, обуславливающих срабатывание шунтирующего вентиль и предохранитель искрового промежутка. Шунтирование дуги в предохранителе дугой искрового промежутка облегчает гашение дуги в предохранителе и отключение тока пов-, реждения в цепи вентиля. Дуга в искровом промежутке гаснет с момента отключения тока повреждения выключателем преобразователя.

598505

Приходящие -грозовые и коммутационные перенапряжения ограничивает искровой промежуток.

С целью обеспечения стабильности пробивных напряжений искровые промежутки выполняются с конфигурацией шар-шар. Для этого электродам искровых промежутков, изготовленным из термостойкого низкоомного материа- 10 ла, например графита, придана шарообразная рабочая поверхность.

В данном устройстве возможно применение низковольтных предохранителей на большие номинальные токи имеющих небольшое восстанавливающее напряжение. В .этом случае искровой промежуток, включенный .параллельно предохранителю и вентилю, для облегчения его срабатывания, необходимо поджигать от постороннего источника напряжения. Поджиг искрового промежутка, кроме того, способствует повышению быстродействия устройства. Схема такого устройства представлена 25 на фиг.10. В искровом промежутке, если он один, или в одном из искровых промежутков, если электродов, образующкх промежутки, несколько, устанавливают два поджигающих электрода 10 и 11 из высокоомного материала, выполненных в виде. цилиндров диаметром на один-два порядка меньшим диаметра полусфер силовых электродов. Поджигаюпие электроды имеют закругленные рабочие поверхности, образующие поджигающий искровой промежуток, и подключены к обмотке высокого напряжения трансформатора 12 напряжения, обмотка низкого напряжения которого подключена через коммутирующие устройства 13 к независимому источнику 14 напряжения.

Применение высокоомного материала для вспомогательных электродов способствует быстродействию срабатывания искрового промежутка как при выполнении электродов из высокоомного материала (см. кривую а на фиг.14), так и при выполнении их из низкоомного материала (см. кривую б на фиг.14), в одинаковых прочих условиях .

На фиг.11-13 показаны .примеры расположения поджигающих электродов в двух-, трех- и пятиэлектродных промежутках.

Все силовые и поджигающие электроды в различных схемах предлагаемого устройства имеют возможность небольшого перемещения вдоль своих осей, а также дополнительно в двух плоскостях, что обеспечивает регулировку искровых промежутков меяду электродами.

598505

4и<е

o,ру

u&4

Корректор Л. Пилипенко

Редактор Е. Гиринская

Техред Л.Сердюкова

Заказ 3727

Тираж

Подписное

BHHHIIH Государствснпого комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Hu< ква, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

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