RU117707U1 - Устройство подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя - Google Patents
Устройство подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU117707U1 RU117707U1 RU2011150027/07U RU2011150027U RU117707U1 RU 117707 U1 RU117707 U1 RU 117707U1 RU 2011150027/07 U RU2011150027/07 U RU 2011150027/07U RU 2011150027 U RU2011150027 U RU 2011150027U RU 117707 U1 RU117707 U1 RU 117707U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- switch
- damping resistor
- terminals
- output
- Prior art date
Links
Abstract
Устройство подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя, состоящее из демпфирующего резистора, отличающееся тем, что он включен между выводом высоковольтного выключателя и выводом шунтирующего реактора, второй вывод которого заземлен, параллельно выводам демпфирующего резистора подключен выключатель среднего класса напряжения и нелинейный ограничитель перенапряжений, на проводе, соединяющем демпфирующий резистор с шунтирующем реактором, установлен трансформатор тока, к выводам которого подключен выпрямительный блок, выходные клеммы выпрямительного блока соединены с аккумулятором питания цепей управления выключателя среднего напряжения, к цепям управления выключателя среднего напряжения подключен оптоволоконный кабель.
Description
Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована для подавления апериодической составляющей тока в линейных выключателях, коммутирующих линии электропередачи (ЛЭП), оснащенные шунтирующими реакторами (ШР). Наличие апериодической составляющей в токе отключения линейных выключателей неповрежденных фаз после одностороннего включения линии может вызывать ее «нештатное» (с задержкой) отключение и провоцировать развитие аварийных ситуаций (технологических нарушений) [Качесов В.Е., Качесов Д.В., Тетерин С.Ю. О требованиях к алгоритмам коммутаций поперечно компенсированных ВЛ СВН/ XVI-ая Научно-техническая конференция «Обмен опытом проектирования, наладки и эксплуатации устройств РЗА и ПА в энергосистемах Урала», Екатеринбург, 19-22 апреля, 2010; Kachesov V. Е, Kachesov D.V. Requirements for Switching Algorithms of EHV Shunt Compensated OHL by SFg Circuit Breakers // Proc. of the International Conference on Power Systems Transients (IPST2011), Delft, The Netherlands, June 14-17, 2011].
Известно устройство подавления апериодической составляющей в токе линейных выключателях, которое представляет синхронизатор включения линейного выключателя в заданный момент времени [Kachesov V.Е, Kachesov D.V. Requirements for Switching Algorithms of EHV Shunt Compensated OHL by SFg Circuit Breakers // Proc. of the International Conference on Power Systems Transients (IPST2011), Delft, The Netherlands, June 14-17, 2011]. При включении поперечно компенсированной линии электропередачи с подключенным(и) ШР в момент максимального по модулю фазного напряжения со стороны источника (электрической системы) апериодическая составляющая в ШР не возникает.Поэтому в токе линейного выключателя, состоящего из зарядного тока ЛЭП и тока ШР, апериодическая составляющая также отсутствует, и не создается задержка прерывания тока при быстром отключении выключателя в случае возникновения короткого замыкания после постановки линии под напряжение. Недостатком применения данного устройства является повышенные коммутационные перенапряжения на линейной изоляции и на оборудовании, подключенном к линии, поскольку включение в максимум напряжения источника приводит к возникновению наибольшей переходной компоненты и, соответственно, к наибольшим коммутационным перенапряжениям. Трехфазное автоматическое повторное включение (ТАПВ) ЛЭП может происходить с остаточным током в ШР, формирующим в момент включения линии дополнительную апериодическую составляющую в линейном выключателе. Поэтому такое устройство не позволяет устранить апериодическую составляющую, когда длительность бестоковой паузы ТАПВ менее ~4…5 с.
Известно также устройство подавления апериодической составляющей тока в линейных выключателях (взятое в качестве прототипа), которое представляет предвключаемый резистор, встраиваемый в высоковольтный выключатель [Kachesov V.Е, Kachesov D.V. Requirements for Switching Algorithms of EHV Shunt Compensated OHL by SFe Circuit Breakers // Proc. of the International Conference on Power Systems Transients (IPST2011), Delft, The Netherlands, June 14-17, 20 II]. Предвключаемый резистор включен последовательно с вспомогательными контактами выключателя и вводится в работу в процессе включения ЛЭП на время порядка полупериода промышленной частоты. Включение линии, оснащенной ШР, таким устройством приводит к возникновению апериодической составляющей в ШР и линейном включателе с малой амплитудой и быстрым ее затуханием, поэтому возможные задержки в отключении выключателей неповрежденных фаз при быстром отключении линии в случае короткого замыкания минимальны.
Недостатком этого устройства выступает большая энергия, выделяемая в предвключаемом резисторе при включении линии с коротким замыканием. В этом случае предвключаемый резистор должен поглотить без собственного разрушения энергию, выделяемую в нем до момента его шунтирования главными контактами выключателя. Энергия равна:
где
R - сопротивление предвключаемого резистора;
ω- круговая промышленная частота;
U - фазное максимальное напряжение источника (электрической системы);
φ - угол включения (вспомогательных контактов выключателя);
tR - время предвключенного состояния резистора.
Поскольку выделяемая в предвключаемом резисторе энергия зависит от угла включения φ, то для определения ее максимального значения необходимо взять производную от выражения (2) по углу включения, приравнять ее к нулю. По найденному из полученного уравнения значению угла (ωmах) определяется максимальная энергия ER.
Однако, если принять время включенного состояния резистора равным полупериоду промышленной частоты (tR=10 мс, ω=100π), то энергия становится инвариантной по отношению к фазе включения, и выражение существенно упрощается:
При включении на короткое замыкание, например, ЛЭП 500 кВ от шин бесконечной мощности через предвключаемый резистор с сопротивлением R=400 Ом в нем выделится энергия ER=2,3 МДж (U=429 кВ). Значительная энергия, выделяемая в предвключаемом резисторе, снижает надежность устройства (высоковольтного выключателя (ВВ)). При трехфазном автоматическом повторном включении линии (ТАПВ) к моменту повторного включения в ШР имеется остаточный ток, который дополнительно увеличивает апериодическую составляющую тока в ШР и в линейном выключателе. За время предвключенного состояния ir апериодический ток в выключателях неповрежденных фаз (и в ШР) не успевает затухнуть, что приводит к задержке прерывания тока, и провоцирует развитие аварийных ситуаций. Дополнительным недостатком является присутствие предвключаемого резистора в самом высоковольтном выключателе, что, в целом, снижает надежность сложного и дорогостоящего коммутационного аппарата.
Таким образом, анализ современного состояния техники указывает на необходимость разработки устройства подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя без снижения надежности работы линейного выключателя - одного из самых ответственных элементов в цепи передачи электрической энергии.
Достижение выше обозначенной цели достигается тем, что устройство подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя состоит из демпфирующего резистора (Rд), включенного между выводом высоковольтного выключателя (ВВ) и выводом ШР, второй вывод ШР заземлен, параллельно выводам демпфирующего резистора 7?д подключены выключатель среднего напряжения (ВСН) и нелинейный ограничитель перенапряжений (ОПН). На проводе, соединяющем резистор с ТИР, установлен трансформатор тока (ТТ), к выводам которого подключен выпрямительный блок (ВБ), выходные клеммы выпрямительного блока соединены с аккумулятором (Ак) питания цепей управления ВСН. К цепям управления ВСН подключен оптоволоконный кабель.
На фиг.1. приведена однофазная схема устройства подавления апериодической составляющей тока в ШР и, соответственно, в линейном выключателе. Между выводом ШР (1) и ВВ (2) включен демпфирующий резистор Яд, (3). Параллельно ему подключены ВСН (4) и ОПН (5). На проводе, соединяющем демпфирующий резистор Rд (3) с ШР (2) установлен ТТ (6), к выводам которого подключен выпрямительный блок (7), заряжающий аккумуляторную батарею Ак (8), установленную вблизи ВСН (4). Аккумуляторная батарея Ак используется в цепях управления ВСН. Сигналы управления в ВСН поступают по оптоволоконному кабелю. ВВ подключен к линии электропередачи и линейному выключателю (9).
Устройство работает следующим образом. Сопротивление демпфирующего резистора 7?д рассчитывают из условия эффективного затухания апериодической составляющей в ШР за время цикла включение/отключение современных высоковольтных элегазовых выключателей, которое составляет не более tв≅100 мс. Сопротивление резистора равно: Rд≅3L/tв, где L - индуктивность ШР. Характеристики ОПН выбирают из условия защиты ВСН и демпфирующего резистора от перенапряжений.
В нормальном состоянии выключатель ВСН включен. При трехфазном включении линии электропередачи (плановое включение, ТАПВ) за 100 мс до подачи команды на включение линейного выключателя подается команда на отключение ВСН (4). Поэтому к моменту включения линейного выключателя (9) контакты ВСН (4) уже разомкнуты. После отключения ВСН автоматически включается с временной задержкой t=200 мс и шунтирует демпфирующий резистор Rд. За время отключенного состояния ВСН апериодическая составляющая в токе ШР (и в линейном выключателе) затухает, что позволяет успешно (штатно) отключать линию линейным выключателем в течение 60…100 мс после ее включения.
ВСН находится под высоким (фазным) напряжением линии и поэтому управляется по оптоволоконному кабелю. Для электропитания привода выключателя используется аккумуляторная батарея Ак (8), подзаряжаемая от выпрямительного блока ВБ (7), подключенного к ТТ (6).
На фиг.2 в качестве примера показаны токи в линейных выключателях неповрежденных фаз при трехфазном автоматическом повторном включении линии электропередачи 500 кВ с несколькими ШР. Время затухания апериодической составляющей в токе линейных выключателей неповрежденных фаз без применения специального устройства достигает ~1 с, что приводит к значительной задержке отключения линии и негативно сказывается на работе самого выключателя. Использование предлагаемого устройства позволяет прервать ток в линейных выключателях (отключить линию) в течение 80 мс (Rд=150 Ом, время отключенного состояния ВСН - t=200 мс, см. фиг.3).
Максимальная энергия, рассеваемая в демпфирующем резисторе ^?д в единичной коммутации планового включения линии, приблизительно определяется по выражению:
Численное значение энергии, выделяемой в демпфирующем резисторе Rд при включении линии электропередачи 500 кВ, составляет ~0.9 МДж, что в два с лишним раза меньше, чем в предвключаемом резисторе линейного выключателя при включении линии электропередачи с однофазным коротким замыканием.
При ТАПВ благодаря предварительному вводу (перед включением линейных выключателей) демпфирующего резистора последовательно с ШР существенно затухают свободные колебания в ЛЭП. Поэтому включение ЛЭП происходит с незначительными переходной компонентой и коммутационными перенапряжениями, что повышает надежность постановки ее под напряжение.
Таким образом, предлагаемое устройство подавления апериодической составляющей тока в линейном выключателе позволяет надежно отключать ЛЭП в цикле включение/быстрое отключение за требуемое время 60…100 мс.
Claims (1)
- Устройство подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя, состоящее из демпфирующего резистора, отличающееся тем, что он включен между выводом высоковольтного выключателя и выводом шунтирующего реактора, второй вывод которого заземлен, параллельно выводам демпфирующего резистора подключен выключатель среднего класса напряжения и нелинейный ограничитель перенапряжений, на проводе, соединяющем демпфирующий резистор с шунтирующем реактором, установлен трансформатор тока, к выводам которого подключен выпрямительный блок, выходные клеммы выпрямительного блока соединены с аккумулятором питания цепей управления выключателя среднего напряжения, к цепям управления выключателя среднего напряжения подключен оптоволоконный кабель.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011150027/07U RU117707U1 (ru) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | Устройство подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011150027/07U RU117707U1 (ru) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | Устройство подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU117707U1 true RU117707U1 (ru) | 2012-06-27 |
Family
ID=46682504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011150027/07U RU117707U1 (ru) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | Устройство подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU117707U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641643C2 (ru) * | 2016-06-09 | 2018-01-19 | Дмитрий Иванович Панфилов | Способ управления управляемым шунтирующим реактором и устройство для его осуществления |
RU2779875C1 (ru) * | 2022-06-17 | 2022-09-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Способ управления выключателями в сетях высокого и сверхвысокого напряжения с силовыми электромагнитными аппаратами |
-
2011
- 2011-12-08 RU RU2011150027/07U patent/RU117707U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641643C2 (ru) * | 2016-06-09 | 2018-01-19 | Дмитрий Иванович Панфилов | Способ управления управляемым шунтирующим реактором и устройство для его осуществления |
RU2779875C1 (ru) * | 2022-06-17 | 2022-09-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Способ управления выключателями в сетях высокого и сверхвысокого напряжения с силовыми электромагнитными аппаратами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107611937B (zh) | 一种直流断路器的过电压保护电路及方法 | |
EP3672008B1 (en) | Series compensator, and control method | |
Cairoli et al. | Coordinated control of the bus tie switches and power supply converters for fault protection in DC microgrids | |
KR102021863B1 (ko) | 직류 차단기 | |
CN203881875U (zh) | 一种低压三相线路故障发生器 | |
EP3036813B1 (en) | Electric protection on ac side of hvdc | |
EP3306766B1 (en) | Direct current power transmission system, central server of same, and method for restoring direct current power transmission pathway after failure | |
Song et al. | Reducing the fault-transient magnitudes in multiterminal HVdc grids by sequential tripping of hybrid circuit breaker modules | |
KR20140095184A (ko) | 직류 전류 차단 장치 및 방법 | |
Kuchanskyy et al. | Measures and technical means for increasing efficiency and reliability of extra high voltage transmission lines | |
RU117707U1 (ru) | Устройство подавления апериодической составляющей в токе линейного выключателя | |
US20120287544A1 (en) | Isolation-type ac fault current limited circuit | |
CN104810832A (zh) | 一种考虑负荷状态的综合选相控制方法 | |
CN110212502B (zh) | 一种换流阀保护方法和系统 | |
Xu et al. | Directional Current Selectivity in a MW-Level Solid-State Switchgear for DC Fast Charging Infrastructure | |
CN218040788U (zh) | 一种配网单相接地故障综合管理电气结构 | |
EP2733808B1 (en) | Method and system for suppressing very fast transients | |
RU2284083C2 (ru) | Устройство компенсации однофазных емкостных токов замыкания и ограничения внутренних перенапряжений в высоковольтных сетях | |
RU118490U1 (ru) | Устройство демпфирования апериодической составляющей в токе линейного выключателя | |
Chen et al. | Design parameters and application of a 160kV mechanical HVDC circuit breaker | |
CN210693455U (zh) | 一种含有通讯设备的环网控制器 | |
CN206148938U (zh) | 一种配电系统抑制过电压的保护装置 | |
CN204967261U (zh) | 并联阻尼装置 | |
CN210693462U (zh) | 一种限流型环网控制器 | |
CN210780094U (zh) | 一种环网控制器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20151209 |