Устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции

Устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социапистичесиик

Респубпим

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()))907681 (61.) Дополнмтельное к авт, свмд-ву (22) Заявлено 250680 (21) 2945739! 24-07 (5I)M. Кл. с присоединением заявкм М н 02 н 9/00

3Ьоударотвклвы11 комктет

СССР (23) Приоритет во делан вэобретенкй к открыткй

Опубликовано 230282 Бюллетень .Рм 7

Дата опубликования описания 239232 (53) УДК 621. 316. .937(088.8) (72) Автор изобретения

А.И.Назаров (71) Заявитель (54) устРОЙство для ОГРАничения пеРенАпРяжений и токов короткОГо зАиыкАния нА высоковольтной

ПОДСТАНЦИИ

Изобретение относится к электротехнике и энергетике и может быть применено на высоковольтных подстанциях, где необходимо ограничение внутренних перенапряжений и токов. короткого замыкания.

Известно устройство для заземления нейтрали трансформатора, снижающее не только коммутационные перенапряжения, но и повышающее быстродей-. ствие и эффективность ограничения тф токов однофазного короткого замыкания, содержащее насыщающийся реактор, обмотка переменного тока которого включена в нейтраль обмоток силового трансформатора, а обмотка управления т5 подсоединена к источнику постоянного тока, при этом оно снабжено защитным промежутком, трансформатором тока и быстродействующим автоматом, защитный промежуток и трансформатор тока включены в цепь обмотки переменного тока, причем замыкающий контакт быстродействующего автомата подсоединен параллельно защитному промежутку, а раз" мыкающий контакт автомата гашения поля включен в цепь обмотки управления постоянного тока (1 1.

Это устройство обладает следующими недостатками:

- предварительно насыщенный реактор не ограничивает ток однофазного короткого замыкания на землю и величину динамических воздействий на электрооборудование от ударных токов короткого замыкания;

- в переходных режимах насыщения реактора, учитывая наличие только электрической связи его обмотки с обмотками высокого напряжения транс" форматора, возможно возникновение резонансных и феррорезонансных перенапряжений на линиях электропередачи, внутренних перенапряжений на изоляцию электротехнического оборудования и коммутационных перенапряжений на линейных выключателях, 3 907681 токоограничения, приводящих к необходимым габаритам устройства, соизмеримым с габаритами силовых трансформаторов аналогичных мощностей, при возникновении максимальных токов короткого замыкания эффективность ограничения внутренних перенапряжений снижается.

Цель изобретения — упрощение устte ройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции, содержащее насыщающийся реактор, рабочая обмотка которого включена в нейтраль первичной обмотки силового . трансформатора, последовательно соединенные нелинейные ферромагнитные

2в элементы, включенные в разомкнутый треугольник вторичной обмотки с противоположными вольт-амперными характеристиками, конденсатор, подключенный параллельно к ферромагнитному

2S элементу, имеющему максимальное напряжение насыщения, насыщающийся реактор снабжен дополнительной обмоткой, магнитосвязанной с рабочей обмоткой и обмоткой управления, подключенной параллельно конденсатору, а источник постоянного тока выполнен в виде моста, одна диагональ которого подключена к обмотке управления насыщающего реактора, а другаяк выводам нелинейного ферромагнитного элемента с минимальным напряжением насыщения.

Недостатки устройства состоят в следующем: — предварительное насыщение реактора до начала возникновения перенапряжений опасной величины приводит к необходимости иметь независимый источник постоянного тока, необходимость увеличения сопротивления предварительно насыщенного реактора до оптимальной величины приводит к необходимости сохранения в цепи постоянного тока специального автомата гашения магнитного поля, электрические характеристики ограничивающего дросселя насыщения с подмагничиванием от источника постоянного тока приводят к необходимости его подключения к нейтрали высоковольтных обмоток силового трансформатора через искровой промежуток, - невозможность одновременного комплексного воздействия устройства на основе функционального взаимодействия его элементов на ограничение и при необходимости снижение параметров колебательных процессов по напряжению и току до безопасных величин,. необходимость больших диапазонов коэффициентов регулирования и

К нейтрали 1 первичной обмотки силового трансформатора подключена непосредственно обмотка 2 переменного тока насыщающегося реактора с подмагничиванием, а в разомкнутой треугольник вторичной обмотки 3 силового трансформатора включены последовательно соединенные нелинейные ферромагнитные элемент 4 с. минимальным напряжением насыщения и элемент с максимальным напряжением насыщения, параллельно элементу 5 подключен конденсатор 6, выпрямительный блок

7 подключен одной диагональю к обмотке 8 управления насыщающегося реактора, а другой диагональю — к ферромагнитному элементу 4, а дополнипредварительное насыщение реактора до начала возникновения перенапряжений опасной величины приводит к необходимости иметь независимый источник постоянного тока достаточной мощности, необходимость увеличения сопротивления предварительного насыщенного реактора оптимальной величины перед отключением линейным выключателем тока короткого замыкания приводят к необходимости иметь в цепи постоянного тока специальный автомат гашения магнитного поля.

Наиболее близким к изобретению является устройство для ограничения токов короткого замыкания и перенапряжений на высоковольтной подстанцйи, содержащее реактор, подключенный через искровой промежуток к нейтрали силового трансформатора, к которой также подключен разрядник и трансформатор напряжения, силовой трансформатор выполнен.со вторичной обмоткой, соединенной в треугольник, в рассечку которой включена вторичная обмотка реактора, обмотка управления которого подключена к источнику постоянного тока )2).

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.

5 907ЬВ тельная обмотка 9 подключена параллельно конденсатору 6.

В нормальном режиме работы оптимальные величины сопротивлений обмотки 2 переменного тока насыщающегося реактора в нейтрали 1 первичной обмотки и последовательно соединенных ферромагнитных элементов 4 и 5 в разомкнутом треугольнике вторичной обмотки 3 обеспечивают необходимый 1о режим работы нейтрали сети согласно расчетных параметров.

При возникновении перенапряжений в сети напряжение на разомкнутом треугольнике вторичной обмотки 3 увеличивается до максимально допустимой расчетной величины, обеспечивающей увеличение напряжения на ферромагнитном элементе 4 до уровня срабатывания выпрямительного блока 7, а, следовательно, питания обмотки управления 8 постоянным током достаточной величины и снижения величины сопротивления обмотки 2 переменного тока насыщающегося реактора. Более ?S того, величина напряжения срабатывания выпрямительного блока 7 обеспечивает одновременно резонанс напряже.ний между последовательно соединенными ферромагнитным элементом 4 и конденсатором 6, что приводит к эффективному закорачиванию разомкнутого треугольника обмотки 3 е результате снижения результирующего напряжения и увеличения тока. Следователь-35 но, при возникновении перенапряжений в сети автоматически снижается результирующая величина сопротивления нулевой последовательности.

Формула изобретения

Устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции, содержащее насыщающийся реактор, рабочая обмотка которого включена в нейтраль первичной обмотки силового трансформатора, снабженного втрричной обмоткой, соединенной е треугольник, а обмотка управления подключена к источнику постоянного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно снабжено последовательно соединенными нелинейными ферромагнитными элементами с противоположными вольтамперными характеристиками, включенными в разомкнутый треугольник вторичной обмотки силового трансформатора, конденсатором, подключенным параллельно ферромагнитному элементу с максимальным напряжением насыщения, насыщающийся реактор снабжен дополнительной обмоткой, магнитосвязанной с рабочей обмоткой и обмоткой управления, подключенной параллельно конденсатору, а источник постоянного тока выполнен в виде моста, одна диагональ которого подсоединена к обмотке управления насыщающегося реактора, а другая — к выводам нели о

При возникновении в сети токов короткого замыкания и их протекания через обмотку 2 переменного тока насыщающегося реактора появляются максимально допустимые расчетные величины напряжений на дополнительной обмотке 9, приводящих к мгновенному возникновению резонанса токов между параллельно. соединенными ферромагнитным элементом 5 и конденсатором

6, что приводит к увеличению результирующего сопротивления разомкнутого треугольника обмотки 3, а увеличение напряжения на параллельном контуре обеспечивает снижение напряSS жения на ферромагнитном элементе 4 ниже величины напряжения срабатывания блока 7, что в свою очередь обеспечивает увеличение соп1 6 ротивления обмотки 2 переменного тока насыщающегося реактора до отключения комутационных аппаратов.

Следовательно, при появлении токов короткого замыкания. в се" ти автоматически повышается результирующая величина сопротивленив нулевой последовательности.

Положительный эффект заключается в 1ом, что предложенное устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции оказывает комплексное воздействие на изменение результирующей величины сопротивления нулевой последовательности при любых аварийных режимах в сетях и колебательных процессах за .необходимый период времени, при меньшем количестве оборудования по сравнению с известным устройством.

90 7681

Составитель Л.Дементьева

Редактор Н.Пушненкова Техред Т.Маточка Корректор Л.Бокшан

Заказ 608/64 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нейного ферромагнитного элемента с минимальным напряжением насыщения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство LCCP

И 550713, кл. Н 02 Н 9/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке NÃ 2786832/24-07, кл, Н 02 Н 9/02, 1979.