Устройство для защиты от перенапряжений многофазных цепей с изолированной нейтралью

Устройство для защиты от перенапряжений многофазных цепей с изолированной нейтралью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы иэобретеимя

Ч.И.Джуварлы, Е.В.Дмитриев, И.И.Иагда и A.È.ÍàçàðoB

Производственное энергетическое объединению

"днеорознерго" и Институт физики дН

Азербайджанской CCP (7! ) Заявители (5") УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАИИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

ИНОГОФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ С ИЗОЛИРОВАННОЙ

НЕЙТРАЛЬ0

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для комбинированной защиты фазовой и междуфазовой изоляции оборудования станций подстанций и линий электроперер

5 дач переменного тока высокого на пряжения от внутренних и атмосферных перенапряжений.

Известны разрядники, например вентильные, для защиты сетей от грозовых и внутренних перенапряжений, состоящие из однофазных разрядников, включаемых между фазами и землей, причем каждый однофазный разрядник имеет последовательно соединенные стандартные элементы, состоящие, в свою очередь, из последовательно соединенных искровых промежутков, шунтированных активными резисторами, и нелинейных резисторов 111 .

Недостатком известных вентильных разродников является то, .что они относительно хуже ограничивают между2 фазовые перенапряжения, чем перенапряжения между фазами и землей.

Известны вентильные разрядники„ выполненные по схеме четырехлуче" вой звезды, в каждом луче которой имеется нелинейный резистор и вклю ченный последовательно с ним искрр вой промежуток (2 ).

В этих разрядниках чем меньше отноиение величины сопротивлений резисторов, подключенных к фазным npw водам, к величине сопротивления резистора, подключенного к земле, тем относительно эффективнее ограничиваются междуфазовые перенапряжения.

Недостатком таких разрядников является наличие в каждом луче звезды искрового промежутка, включенного последовательно с резистором из материала с умеренной нелинейностью (например, тервита или ви-. лита), в. результате чего существенное улучшение зацитных характеристик разрядника требует заметного. 40

4S

3 9284 усложнения его конструкции, увели- Ъ чения габаритов, веса и стоимости аппаратов.

Известно устройство для защиты от перенапряжений, содержащее вклю-.ченные между фазными проводами и землей высоконелинейные резисторы, выполненные каждый в виде двух последовательно ссединенных частей, средние точки которых соединены между собой через искровые промежутки (3).

ЭТо устройство обеспечивает достаточно глубокое ограничение перенапряжений между фазой и землей, однако междуфазовые перенапряжения оно ограничивает неэффективно.

Известно устройство для защиты от перенапряжений многофазных епей, улучшающее защитные характеристики междуфазовых перенапряжений и содержащее включенные между фазными проводами и землей высоконелинейные резисторы, выполненные каждый в виде двух последовательно соединенных частей, средние точки которых соединены между собой через искровые промежутки, которые соединены по схеме звезды с изолированной нейтралью, при этом пробивное напряжение искровых промежутков выбрано больщрм напряжения, приходящегося в длительном рабочем режиме на части реэис" торов, подключенные к земле, а пробивное напряжение двух последовательно соединенных искровых промежутков выбрано не превышающим уровень ограничения междуфазовых перенапряжений (4 ).

Недостатками данного устройства являются недостаточная эффектив" ность ограничения междуфазовых перенапряжений и невысокая пропускная способность по току из-за наличия между фазными проводами высоковольтных резисторов и искровых промежутков (no два ).

Наиболее близким по техническому решению к предложенному является устройство для защиты от перенапряжений многофазных цепей с изолированной нейтралью, содержащее включенные между фазными и заземленными выводами вертикальные колонки, вы- полненные каждая в виде двух смежных групп последовательно включенных идентичных вентильных разрядни ков, верхние примыкающие к фазным

82 ф выводам группы которых соединены между собой по схеме многоугольниK8 (y)

Недостатками указанного устройства являются невозможность обеспечения необходимой эффективности снижения внутренних перенапряжений между фазами в связи с исключением технических возможностей их своевременного .ограничения в начальный период развития после превышения фазовыми перенапряжениями регламентируемых величин; недостаточность пропускной способности, а следовательно, и термической устойчивости при возникновении больших токов двухфазного короткого замыкания в сов ременных сетях больших мощностей; отсутствие функциональных зависимостей Ао защитным электрическим характеристикам и параметрам термостойкости между линейными и фазовыми разрядниками, повышающих эффективность защиты и надежность работы; необходимость дополнительных экономических затрат при установке раэ" рядников между фазами, практически равных стоимости уже установленных ранее разрядников между фазами и землей.

Цель изобретения — повышение эффективности одновременного снижения фазовых и междуфазовых перенапряжений, увеличение пропускнои способ-. ности по току и термической устойчивости при коротких замыканиях и упрощение..

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от перенапряжений многофаэных цепей с изолированной нейтралью, содер" жащем включенные между фазными и за" земленными выводами вертикальные колонки, выполненные каждая в виде двух смежных групп последовательно включенных идентичных вентильных разрядников, верхние примыкающие к фазным выводам группы которых соединены между собой по схеме многоугольника, указанные смежные группы разрядников каждой колонки разделены дополнительно введенными опорными изоляторами, отношение количества разрядников в верхней группе к количеству разрядников в нижней группе каждой из колонок выбрано равным двум, причем в каждой колонке примыкающий к опорному изолятору вы28482 6

5 9 вод нижней группы разрядников подключен к средней точке верхней груп-. пы разрядников.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предложенного устройства для защиты от перенапряжений многофазных цепей с изолированной нейтралью; на фиг. 2компоновочная схема предложенного устройства.

К фазным выводам 1, 2 и 3 цепи переменного тока присоединены соответственно группа вентильных разрядников 4 - 7,. группа вентильных разрядников 8 - 11 и группа вентильных разрядников 12 - 15, которые соединены между собой по схеме треугольника с помощью металлических перемычек 16, 17 и 18.

Указанные группы вентильных разрядников, являющиеся верхними, соединены с нижними группами вентильных разрядников, образованными парами последовательно соединенных вентильных разрядников 19 и 20, 21 и 22, а также 23 и 24, причем подключение нижних групп вентильных разрядников к верхним выполнено с помощью металлических перемычек 25, 26 и 27, включенных между средними точками верхних групп вентильных разрядников и выводами. нижних групп вентильных разрядников, примыкающими к опорным изоляторам 28, 29 и 30, которые отделяют эти .группы вентильных разряд ников друг от друга.

Вентильные разрядники групп состоят иэ последовательно включенных искровых промежутков 31 шунтированных резисторами 32, и нелинейных резисторов 33.

to

zo

25 зо

49 по элементам разрядников протекают только допустимые токи проводиМости через резисторы 32, 33 и токи утечки по поверхности форфоровых покрышек.

При возникновении перенапряжений между фазой и землей выше регламентируемых величин (в качестве примера берется фаза, подключенная к выводу 2) перенапряжения прикладыва" ются непосредственно к двум защит.ным ветвям: первая состоит иэ последовательно соединенных разрядников

7, 6, 21 и 22, а вторая - иэ раз.рядников 8, 9, 23 и 24, причем, относительная неравномерность расположения разрядников по высоте второй ветви по сравнению с разрядниками первой ветви обеспечивает возможность снижения ее пробивного .напряжения в допустимых пределах, особенно при повышенных частотах от воздействия внутренних перенапряжений, чем гарантируется уже в начале переходного процесса дополнительное снижение предела регламентируемой величины фазового перенапряжения. Предва" рительное срабатывание второй ветви не исключает автоматического сраба" тывания первой ветви в случае превыщения суммарного остающегося напряжения на нелинейных резисторах 33 от протекания сопровождающего тока или роста фазовых перенапряжений при резонансных и особенно феррорезонансных явлениях. Естественно, одновременная работа обеих ветвей способствует повышению надежности работы защитных разрядников е результате увеличения допустимого предела их пропускной способности и термической устойчивости;

При таком исполнении предложенного устройства группы вентильных разрядников 15-14-19-20,7-б-21-22

45 и 11-10-23-24 оказываются включенными между указанными Фазными и эаэемленныни выводами по схеме звезды с зазенленной нейтралью.

Конструктивно верхние группы вен5О тильных разрядников вместе с соответствующими нижними группами вентильных разрядников и опорными изоля. торами образуют вертикально установленные колонки (см. фиг. 2).

Устройство работает следующим

55 образом.

В нормальном эксплуатационном режиме перенапряжения отсутствуют и

При возникновении. перенапряжений между Фазами выше регламентируемых величин (в качестве примера берутся фазы, подключенные к выводам 2 и 3) в первую очередь срабатывает ветвь, состоящая из разрядников & - 11.

Однако наличие ветви из разрядников

8, 9, 23 и 24 (в результате предварительного срабатывания разрядников

8, 9) способствует дополнительному кратковременному снижению ее пробивного напряжения при частотах, близких к промышленной частоте, с сохранением остальных электрических параметров в регламентируемых пределах, чем обеспечивается наличие функциональной зависимости у защит928482 8 ческих сетях с изолированной нейтралью.

Формула изобретения

? ных электрических характеристик и параметров термостойкости разрядникьв между фазами, а также между фазой .и землей, способствующей повышению эффективности ограничения междуфаэовых и Фазовых перенапряжений при одновременном повышении надежности работы устройства.

Более того, в случае превышения суммарного остающегося напряжения на нелинейных резисторах 33 ветви из разрядников 8, 9, 23, 24 от протекания сопровождающего тока, рОста перенапряжений непосредственно между фазными выводами 2 и 3 или фазным вы водом 2 и землей срабатывают разрядники ветви между фазным выводом 3 и землей из разрядников I2-,,13, 19, 20„что, в свою очередь, дополнительно повышает эффективность работы устройства.

При одновременном воздействии перенапряжений между фазами, а также фазами и землей, например между фазами, подключенными к выводам 2 и 3, и указанными фазами и землей, практически одновременные срабатывания ветви 8 - 11 с ветвями 7, 6, 21, 22 и 12, 13, 19, 20 при возможных последующих срабатываниях ветвей

8, 9, 23, 24 и 11, 10, 23, 2М способствуют устранению всех недостатков, свойственных известным устройствам и комплексному проявлению всех преимуществ предложенного уст" .

"ройства.

Таким образом,предложенное устройство для защиты,от перенапряжений в сетях с изолированной нейтралью оказывает комплексное воздействие на ограничение как фазовых, так и междуфазовых перенапряжений, возникающих в процессе аварийных режимов при переходных процессах.

Применение предложенного устройства способствует эффективному повышению надежности работы электротехнического оборудования и линий электропередач в современных электри$ ..ь

Устройство для защиты от перенапряжений многофазных цепей с изолированной нейтралью, содержащее включенные между фазными и заземленными выводами вертикальные колонки, выполненные каждая в виде двух смежных групп последовательно включенных идентичных вентильных разрядников, верхние примыкающие к фазным выводам группы которых соединены между собой по схеме многоугольника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности одновременного снижения фазовых и межgg дуфазовых перенапряжений, увеличения ,пропускной способности по току и термической устойчивости при коротких замыканиях и упрощения, указанные смежные группы разрядников кажут дой колонки разделены дополнительно введенными опорными изоляторами, отношение количества разрядников в верхней группе к количеству разрядников в нижней группе каждой из козо лонок выбрано равным двум, причем в каждой колонке примыкающий к опор ному изолятору вывод нижней группы разрядников подключен к средней точке верхней группы разрядников.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шишман Д.В. и др. Вентильные разрядники высокого напряжения.

"Энергия", 1971, с. 172.

4 2. Патент ФРГ Р 1 180039, кл. 21 с 72, 1964.

3. Авторское свидетельство СССР

tf 504270, кл. Н 01 Т 5/00, 1974.

4. Авторское свйдетельство СССР ,Р 603029, кл. Н 01 T 5/00, 1978.

5. Лихачев Ф.А. Повышение надежности мощных батарей статических конденсаторов ° ""Электрические станции", 1979, и 11, с. 44.

928482

Составитель В.Гомзин

Редактор Л.Веселовская Техред М. Надь Корректор Jl.áîêøàí

Заказ 3272/68 Тираж б29 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

ho делам изобретений и открцтий

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

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