PL18113B1 - Urzadzenia do calkowitej kompensacji pradu, wystepujacego przy zwarciu z ziemia w wielofazowych sieciach wysokiego napiecia z indukcyjnym ochronnikiem uziemiajacym. - Google Patents

Description

W celu calkowitego skompensowania cla, wykazujacych przebieg w postaci linji pradu, wystepujacego przy zwarciu z zie- prostej, o tyle dla zobojetnienia skladowej mia, w wielofazowych sieciach wysokiego watowej potrzebne sa specjalne srodki, napiecia, zaopatrzonych w indukcyjny o- które w przypadku zwarcia z ziemia powo- chronnik uziemiajacy (cewka Petersena, duja wzbudzenie indukcyjnej cewki uzie- transformator Baucha, cewka Jonasa), na- miajacej zapomoca napiecia, którego wek- lezy zobojetniac nietylko skladowa pojem" tor opóznia sie wzgledem wektora napiecia nosciowa tego pradu, lecz równiez jego skla- fazowego przewodu sieci, zwartego z zie- dowa watowa. O ile zapomoca znanych u- mia, wzglednie zapomoca pradu, którego rzadzen kompensacyjnych mozna bez tru- wektor opóznia sie wzgledem wektora na- du skompensowac skladowa pojemnosciowa piecia fazowego przewodu sieci, zwartego z pradu, wystepujacego przy zwarciu z zie- ziemia, wiecej niz o 90°. W patencie nie- mia przez symetryczne przylaczenie cewek mieckim Nr 441121 zostalo opisane wlacze- indukcyjnych o charakterystykach napie- nie cewki indukcyjnej miedzy ziemie a sy-metrycznie potozons punkty pcwnego ukla¬ du uzwojen, dolaczonych do sieci w liczbie, odpowiadajacej liczbie faz sieci, przyczem miejsca wlaczenia sa tak obrane, ze odpo¬ wiadajace im napiecia gwiazdowe nie sa a- ni zgodne, ani przeciwne w fazie z napie¬ ciami fazowemi sieci. Aby jednak pradowi kompensacyjnemu tych cewek indukcyj¬ nych nadac kierunek dokladnie odwrotny do kierunku pradu, wystepujacego przy zwarciu z ziemia, obiera sie cewki induk¬ cyjne tak obliczone, iz w przypadku zwar¬ cia z ziemia, rdzen zelazny cewki, znajdu¬ jacej sie wówczas pod najwyzszem napie¬ ciem, osiaga stan silnego nasycenia, gdy tymczasem rdzenie zelazne cewek, znajdu¬ jacych sie pod napieciem nizszem, nie sa jeszcze nasycone, W tym przypadku prad kompensacyjny jest wzbudzony przewaz¬ nie przez te sile elektromotoryczna, która wzbudza cewke indukcyjna o rdzeniu silnie nasyconym, przyczem ta sila elektromoto¬ ryczna jest opózniona o pewien kat wzgle¬ dem napiecia fazy, zwartej z ziemia, Z te¬ go powodu w indukcyjnej cewce uziemiaja¬ cej równiez i prad wypadkowy jest przesu¬ niety wzgledem napiecia fazowego przewo¬ du zwartego z ziemia o wiecej niz 90°, Jednakze silne nasycenie zelaza posiada te niedogodnosc, ze indukcyjny prad kompen¬ sacyjny wykazuje silnie zaakcentowane wyzsze harmoniczne (przedewszystkiem trzecie), tak iz zaleta pelnej kompensacji podstawowej harmonicznej pradu, wyste¬ pujacego przy zwarciu z ziemia, jest znie¬ siona przez pojawienie sie silnie zaakcen¬ towanych wyzszych harmonicznych.Calkowite skompensowanie pradu, wy¬ stepujacego przy zwarciu z ziemia, mozna- by jednak otrzymac przez stosowanie in¬ dukcyjnych cewek uziemiajacych o rdze¬ niu nienasyconym, które zalacza sie w przypadku zwarcia z ziemia wprost na na¬ piecie danego ukladu uzwojen, które jest opóznione wzgledem napiecia fazy zwartej z ziemia, W pewnych okolicznosciach takie urzadzenie posiada jednak wade spóznio¬ nego wlaczenia ochronnika uziemiajacego, obiór bowiem punktów przylaczenia ce- w^k indukcyjnych winien byc uzalezniony od fazy przewodu sieci, zwartego w tym czasie z ziemia, Z tego powodu urzadzenie ochronne moze byc czynne tylko wtedy, gdy urzadzenie selekcyjne wykona mecha¬ nicznie polaczenie z chwila wystapienia zwarcia z ziemia. Calkowite wlaczanie i wylaczanie cewek indukcyjnych nalezy równiez uwazac za okolicznosc niekorzyst- nai gdyz wymaga to urzadzen laczniko¬ wych, obliczonych na caly prad zwarcia z ziemia, który nieraz przybiera znaczne war¬ tosci.W celu unikniecia wlaczania i wyla¬ czania calego urzadzenia kompensacyjnego mozna wlaczyc je trwale w znany sposób jako cewke uziemiajaca fazy, jako cewke dlawiaca punktu zerowego albo jako trans¬ formator kompensacyjny, a w przy¬ padku wystapienia zwarcia z ziemia wpro¬ wadzic do ich obwodu napiecie dodatkowe, które doprowadza prad, plynacy w ochron¬ niku kompensacyjnym, do dokladnego przeciwienstwa faz z pradem, wystepuja¬ cym przy zwarciu z ziemia. Jednakowoz wprowadzanie dodatkowego napiecia do obwodu juz przewodzacego prad do ziemi nie moze byc uskutecznione bez wywolania zaklócen, nie mozna bowiem podczas wla¬ czania dodatkowego napiecia uniknac krót¬ kotrwalego tlumienia pradu albo zwarcia pewnych czesci uzwojenia, lub tez nawet chwilowego przerwania pradu.Niedogodnosci tych mozna w mysl wy¬ nalazku uniknac w ten sposób, ze zobojet¬ niania mocnego pradu szczatkowego usku¬ tecznia sie w specjalnej dodatkowej cewce indukcyjnej, jednym biegunem uziemionej, która przy wystapieniu zwarcia z ziemia zo¬ staje przylaczona do napiecia, wzbudzaja¬ cego w niej prad, którego wektor opóznia sie wiecej niz o 90° wzgledem wektora na¬ piecia fazowego przewodu, zwartego z zie- - 2 -mia. Jezeli dodatkowe napiecie wyprzedza o 90° napiecie fazowe przewodu sieci, zwar¬ tego z ziemia, to skladowa calkowitego in¬ dukcyjnego pradu kompensacyjnego, ply¬ naca przez uzwojenie dodatkowe, jest przesunieta w przyblizeniu o 90° wzgledem pradu, plynacego przez glówna cewke in¬ dukcyjna. W tym przypadku, jak i po¬ przednio, mozna obliczyc glówna cewke in¬ dukcyjna na mozliwie zupelne skompenso¬ wanie skladowej pojemnosciowej pradu, wystepujacego przy zwarciu z ziemia, bez uwzglednienia obecnosci dodatkowej cewki indukcyjnej, kompensujacej mocny prad szczatkowy. Mozna nawet w sieciach wyso¬ kiego napiecia, chronionych juz przed skut¬ kami zwarcia z ziemia zapomoca indukcyj¬ nych uziemien, kompensowac pózniej moc¬ ny prad szczatkowy przez wlaczenie w od¬ powiednie miejsca sieci dodatkowej cewki indukcyjnej, odpowiednio wzbudzonej. Do tego celu jest potrzebny naogól transfor¬ mator pomocniczy, wlaczony do sieci wy¬ sokiego napiecia, który dostarcza po¬ trzebne napiecie pomocnicze, opóznione wzgledem napiecia fazowego przewodu sie¬ ci, zwartego z ziemia. Nastepnie niezbed¬ ne sa przekazniki, które w zaleznosci od napiec przewodów sieci wzgledem ziemi wlaczaja selektywnie dodatkowa cewke indukcyjna na napiecie faz nieuszkodzo¬ nych. Poniewaz dodatkowa cewke induk¬ cyjna nalezy obliczac tylko na mocnv prad szczatkowy, który stanowil niewielki odsetek pradu, wystepujacego przy zwar¬ ciu z ziemia, trasformator pomocniczy i do¬ datkowa cewke inducyjna oblicza sie tvlko na nieduzy odsetek mocy, przeplywajacej do ziemi przy wystapieniu zwarcia z ziemia.Cale urzadzenie jest zatem stosunkowo niewielkim przyrzadem dodatkowym do normalnego urzadzenia kompensacyjnego.Nic nie stoi na przeszkodzie przylaczyc takze glówna cewke indukcyjna do trans¬ formatora pomocniczego, np. przylaczyc kompensacyjna cewke dlawiaca punktu ze¬ rowego do punktu zerowego uzwojenia transformatora pomocniczego, jednakze w tym przypadku transformator pomocniczy winien byc obliczony odpowiednio na caly prad przez niego plynacy. Poniewaz przy ruchu normalnym, czyli przy sieci nieuszko¬ dzonej, prad, plynacy w transformatorze pomocniczym, jest bardzo maly, transfor¬ mator ten jest zle wyzyskany w znacznej czesci czasu pracy. Mozna go takze dosto¬ sowac do kompensowania ladujacego pra¬ du sieci, zaopatrujac w duza szczeline po¬ wietrzna. W tym przypadku transformator pobiera duzy prad magnesujacy, który kom¬ pensuje wyprzedzajacy prad ladowania sieci i odciaza w ten sposób pradnice silow¬ ni od dostarczania tego pradu. W przy¬ padku zwarcia z ziemia prad magnesujacy dodaje sie geometrycznie do pradów kom¬ pensacyjnych, zatem przekroje przewodów nalezy obliczyc na prad wypadkowy. Do¬ datkowa cewka indukcyjna moze byc przy¬ laczona w dowolnem miejscu do sieci wy¬ sokiego napiecia. Mozna ja takze rozdzie¬ lic na kilka cewek indukcyjnych, tak rozr lozonych wzdluz sieci, aby kazdemu odcin¬ kowi sieci, laczonemu oddzielnie, odpowia¬ dala cewka o odpowiedniej indukcyinosci.W celu selektywnego wlaczania i wylacza¬ nia dodatkowych cewek indukcyjnych moz¬ na miedzy przewody sieci a ziemie wlaczyc przekazniki zanikowe, przyczem przekaz¬ nik zanikowy winien wlaczac dodatkowa cewke indukcyjna fazy sieci, zwartej z zie¬ mia, do odpowiedniego punktu uzwojenia transformatora pomocniczego. Najodpo¬ wiedniejsze laczniki sa w tym przypadku migowe, aby w najkrótszym czasie mozna bylo otrzymac zupelne skompensowanie pradu zwarcia.Zamiast transformatora pomocniczego mozna uzyc transformatora, sluzacego do przylaczania glównej cewki indukcyjnej, lub tez pradnicy z uzwojeniem dodatko- wem do przylaczania dodatkowej cewki in¬ dukcyjnej,Na rysunku przedstawiono przyklad wykonania wynalazku. Litera N oznacza trójfazowa siec wysokiego napiecia z prze¬ wodami 1, 2 i 3. Transformator pomocniczy H do przylaczania dodatkowej cewki in¬ dukcyjnej Z jest przylaczony jednym bie¬ gunem do ziemi E. Transformator pomocni¬ czy H posiada uzwojenia a a', b b\ e c\ których zaciski er, 6, c sa przylaczone do sie¬ ci wysokiego napiecia N, natomiast zaciski a\ b\ c sa odprowadzone do górnych kon¬ taktów laczników migowych Sa Sb Sc.Dolne kontakty tych trzech laczników sa zwarte i zalaczone razem do wolnego bie¬ guna dodatkowej cewki indukcyjnej. Lacz¬ niki migowe sa uruchomiane za posrednic¬ twem odpowiadajacych im przekazników zanikowych Ra, Rb, Re niezaleznie od sie¬ bie. Jezeli np. przewód sieci 3 jest zwarty z ziemia, wówczas zacisk c uzwojenia trans¬ formatora pomocniczego H posiada poten¬ cjal ziemi, przekaznik zanikowy Re jest bez napiecia i zamyka wobec tego lacznik Sc, jjrzyczem laczniki Sa i Sb pozostaja otwar¬ te. Dodatkowa cewka indukcyjna fest wów¬ czas dolaczona na napiecie txr', panujace miedzy zaciskami c i c, które jak to uwi¬ doczniono na rysunku jest prostopadle do napiecia oc, przedstawiajacego napiecie fa¬ zowe zwartego z ziemia przewodu sieci.Prad, plynacy przez dodatkowa cewke in¬ dukcyjna, jest zatem przesuniety wzgle¬ dem napiecia oc w przyblizeniu o 180°, czy¬ li jest skierowany odwrotnie niz mocny piraci szczatkowy sieci. Dla zobojetnienia skladowej pojemnosciowej pradu* wyste¬ pujacego przy zwarciu z ziemia, sluzy cewka indukcyjna L, przedstawiona na rysunku, która jest przylaczona do punktu zerowego O uzwojen A, B i C transformatora T.Obliczajac odpowiednio transformator H, mozna równiez przylaczyc cewke indukcyj¬ na L do punktu zerowego o tegoz transfor¬ matora. Jezeli urzadzenia sa od siebie od¬ dzielone, wówczas niema potrzeby umie¬ szczania ich w przestrzeni obok siebie, gdyz moga istniec niezaleznie od siebie i byc ustawione w dowolnych punktach sieci.Jezeli glówna i dodatkowa cewki in¬ dukcyjne musza byc przylaczone do tego samego transformatora, wówczas jest ko¬ rzystnie zastosowac jako punkt zerowy do przylaczania glównej cewki indukcyjnej punkt gwiazdy uzwojenia tego transforma¬ tora, które posiada uklad zygzakowy i przylaczone jest do przewodu sieci, ponie¬ waz w uzwojeniu tern usuniete zostaja wskutek tego sily elektromotoryczne, wy¬ tworzone przez prad, wystepujacy przy zwarciu z ziemia. PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe, i. Urzadzenie do calkowitej kompen¬ sacji pradu, wystepujacego przy zwarciu z ziemia, w sieciach wysokiego napiecia z in¬ dukcyjnym ochronnikiem uziemiajacym, znamienne tern, ze prócz trwale wlaczonej glównej cewki indukcyjnej, kompensujacej skladowa pojemnosciowa pradu, wystepu¬ jacego przy zwarciu z ziemia, jest przewi¬ dziana specjalna dodatkowa cewka induk¬ cyjna, " jednym biegunem uziemiona, a dru¬ gim biegunem dolaczona w ten sposób do uzwojenia, przylaczonego do sieci wysokie¬ go napiecia, ze jest pobudzana przez napie¬ cie pomocnicze, opóznione wzgledem napie¬ cia fazowego przewodu sieci, zwartego z ziemia.

2. , Urzadzenie wedtug zastrz. 1, zna¬ mienne tern, ze ftapiecie pomocnicze jest przesuniete w fazie o 90° wzgledem napie¬ cia fazowego przewodu, zwartego z ziemia,

3. , Urzadzenie wedlug zastrz. 1, zna- mienfre tern, ze w razie zwarcia "z ziemia jednego przewodu sieci zalaczenie dodat¬ kowej cewki indukcyjnej na odpowiednie napiecie pomocnicze uskutecznia samoczyn¬ nie uklad przekazników, pracujacy se¬ lektywnie.

4. , Urzadzenie wedlug zastrz. 3, zna¬ mienne tern, ze w selektywnie dzialajacymukladzie przekazników sa zastosowane przekazniki zanikowe, wlaczone miedzy przewód sieci a ziemie,

5. Urzadzenie wedlug zastrz, 1, zna¬ mienne tern, ze uzwojenie pomocnicze, slu¬ zace do przylaczenia dodatkowej cewki in¬ dukcyjnej, jest uzwojeniem o ukladzie zygzakowym z punktem zerowym i moze sluzyc równoczesnie do przylaczania glów¬ nej cewki indukcyjnej.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, zna¬ mienne tern, ze glówna cewka indukcyjna jest obliczona na pelna lub w przyblizeniu pelna kompensacje skladowej pojemnoscio¬ wej praciu, wystepujacego przy zwarciu z ziemia.

7. Urzadzenie wedlug zastrz, 1, zna¬ mienne tern, ze w przypadku zwarcia z zie¬ mie dodatkowa cewka indukcyjna jest wla¬ czona do dodatkowych uzwojen zródla pra¬ du (transformator, pradnica), przeznaczo¬ nych do przylaczenia glównej cewki induk¬ cyjnej. Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. 4,1 *,l y ^mwww#/mwm^ Druk L. Boguslawslrieffo i Ski, Warszawa* PL