RU181454U1 - Устройство для снижения перенапряжений в электрических сетях с малыми токами замыкания на землю - Google Patents
Устройство для снижения перенапряжений в электрических сетях с малыми токами замыкания на землю Download PDFInfo
- Publication number
- RU181454U1 RU181454U1 RU2017128935U RU2017128935U RU181454U1 RU 181454 U1 RU181454 U1 RU 181454U1 RU 2017128935 U RU2017128935 U RU 2017128935U RU 2017128935 U RU2017128935 U RU 2017128935U RU 181454 U1 RU181454 U1 RU 181454U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- networks
- supply transformer
- block
- capacitors
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Область использования: относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для защиты электрических сетей среднего напряжения, преимущественно сетей с воздушными линиями 6, 10, 15 и 35 кВ. Дополнительным признаком является снижение потребляемого реактивного тока питающего трансформатора и нагрузки.Сущность полезной модели: устройство на основе трехфазного конденсатора и резистора, соединенных соответствующим образом, которые совместно образуют демпфирующую RC-цепочку при несимметричных и нестационарных режимах работы сети, связанные с однофазными замыканиями на землю (ОЗЗ), грозовыми и коммутационными перенапряжениями.Достигаемый технический результат: в электрических сетях среднего напряжения с малыми токами замыкания на землю основным видом повреждений является выход из строя измерительных трансформаторов напряжения вследствие возникающих феррорезонансных явлений при переходных режимах. Для предотвращения выхода из строя оборудования необходимо снизить кратность перенапряжений, а также скорость изменения напряжения на фазах сети при коммутациях, ОЗЗ и т.п.Для достижения указанной цели предлагается подключить к секциям шин среднего напряжения (фазам вторичных напряжений питающего трансформатора) трехфазный блок конденсаторов, собранный по схеме "звезда с выведенным нулем" с подключенным между нулевым выводом блока конденсаторов и "землей" резистором, который совместно с емкостями блока конденсаторов в нестационарных режимах образует демпфирующую цепочку. Упомянутое техническое решение значительно позволяет снизить перенапряжения и защитить установленное оборудование от последствий ОЗЗ и т.п.Существенным принципиальным отличительным эффектом от реализации предложенного технического решения является снижение потребляемой мощности питающего трансформатора и потерь в линиях электропередачи, полученной за счет компенсации реактивной мощности потребления трансформатором, упомянутого блока конденсаторов. Для этого мощность блока конденсаторов выбирается равной потребляемой мощности питающего трансформатора.
Description
В электрических сетях среднего напряжения неизбежное появление кратковременных перенапряжений в основном по отношению к самой сети заранее не предопределенно, поэтому выделить временной момент их появления и длительность воздействия весьма затруднительно. Общеизвестно, что возникновение перенапряжений, даже несмотря на их кратковременность, отрицательно влияет на состояние изоляции электроустановок и функционирование электрооборудования. Перенапряжения в сетях среднего напряжения часто приводят к однофазным замыканиям на землю (ОЗЗ), что в свою очередь приводят к аварийным ситуациям, связанным с выходом из строя оборудования и отключениям потребителей. В целях уменьшения вероятности возникновения ОЗЗ и снижения последствий такого замыкания необходимо применение мероприятий и устройств ограничения перенапряжений, создание условий для ликвидации последствий замыкания на землю. В настоящее время создание подобных систем защиты в электрических сетях с низкой конфигурацией и с малыми токами замыкания сопряжено рядом обстоятельств, связанных значительным увеличением стоимости энергетического, электротехнического и электронного оборудования.
Существуют и исследованы различные виды перенапряжений, имеющих место в электрических сетях [1]. Для борьбы с последствиями перенапряжений по отношению к электрическим сетям среднего напряжения разработаны и используются устройства снижения перенапряжений и их последствий, основанные, в основном, на применении ограничителей перенапряжений нелинейных (ОПН) [2], разрядников, RC-цепочек, заземляющих устройств через резистор и дугогасящих компенсирующих устройств. Последние, вследствие дороговизны и сложности управления в сетях с воздушными линиями (ВЛ) практически не могут найти применение.
Область внедрения полезной модели относится к электротехнике, а именно, к устройствам снижения перенапряжений в электрических сетях 6, 10, 15 и 35 кВ, преимущественно с воздушными линиями. Принципиальным и существенно положительным моментом предлагаемого устройства является снижение потребляемого питающим трансформатором и нагрузкой реактивного тока, потерь напряжения в питающей линии.
Сущностью полезной модели является устройство снижения перенапряжений в электрических сетях среднего напряжения посредством подключения демпфирующих RC-цепочек к фазам вторичных напряжений питающих трансформаторов понизительных подстанций. Предлагаемое устройство отличается тем, что к секциям шин среднего напряжения подключается блок конденсаторов Сб1, собранных по схеме "звезда с нулем", "нулевой" вывод которых соединен с "землей" посредством резистора R.
Перечень фигур, чертежей и иных материалов для описания полезной модели. На фиг. 1 полезной модели блок конденсаторов Сб1, который подключен к секции шин 6 кВ. Общая суммарная емкость блока конденсаторов Сб1 равна сумме емкостей CA1, CB1, CC1. Конденсаторный блок Сб1 с последовательно включенным резистором R1 образует в свою очередь демпфирующую RC-цепочку. Для включения и выключения резистора R1 предусмотрен контактор K1, который управляется по заданному алгоритму. Аналогичный блок может быть установлен и на секции шин 10 кВ, питаемой от трансформатора T1. Для оптимизации потерь в трансформаторе, нагрузке, питающих линиях суммарная мощность конденсаторов, подключенных к шине вторичного напряжения питающего трансформатора, выбирается равной реактивной мощности потребления питающего трансформатора, что является существенной отличительной особенностью полезной модели.
Из применяемых на практике устройств наиболее близкими к предлагаемому является подключение защитных RC цепочек [3, 4]. Предложенное в [3] используется, в основном, для ограничения высокочастотных перенапряжений на высоковольтных электродвигателях, возникающих при их включении и отключении. Недостатком указанного устройства является расход электроэнергии на резисторах, постоянно находящихся под напряжением и неприменимость этого устройства для защиты электрооборудования при большей длительности воздействия перенапряжений (доли и единицы секунд). Преимуществом настоящей полезной модели от предложенного в [4] способа устранения перенапряжений является следующее: в предлагаемом устройстве для снижения перенапряжений в электрических сетях с малыми токами замыкания на "землю" заложен существенный отличительный от [3, 4] признак, заключающийся в том, что постоянная времени τ демпфирующей RC -цепочки заведомо больше периода частоты тока промышленной сети. Также в предлагаемом устройстве в отличие от [3, 4] задача снижения последствий от перенапряжения сети решается с меньшим количеством элементов RC -цепочки. В предлагаемом устройстве нет конденсаторов 3, реализованных в [4], наличие конденсаторов 3 в [4] вносит в работу сети существенные коррективы и этим отличается от заявленного устройства на полезную модель.
Ограничители серии ОПН и разрядники рассчитаны на ограничение импульсных перенапряжений малой длительности и не могут работать в частотах, сравнимых с частотой тока промышленной сети 50 Гц.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
Достигаемым техническим результатом от реализации и применения устройстве для снижения перенапряжений в электрических сетях с малыми токами замыкания на "землю является снижение до технически возможного минимума основного вида повреждений, которым является выход из строя измерительных трансформаторов напряжения вследствие возникающих феррорезонансных явлений при переходных режимах [5].
В целях предотвращения выхода из строя перечисленного выше оборудования в соответствии с предлагаемым устройством для снижения перенапряжений в электрических сетях с малыми токами замыкания на "землю" необходимо снизить кратность перенапряжений, а также скорость изменения напряжения на фазах сети при коммутациях, ОЗЗ и т.п. Для реализации отмеченной цели в разработанном устройстве снижения перенапряжений в электрических сетях среднего напряжения предлагается подключить к секциям шин среднего напряжения (фазам вторичных напряжений питающего трансформатора) трехфазного блока конденсаторов, собранного по схеме "звезда с выведенным нулем" с подключенным между нулевым выводом и "землей" резистором, который совместно с емкостями батареи в нестационарных режимах образует демпфирующую цепочку.
Разработанное техническое решение позволяет значительно снизить перенапряжения и защитить установленное электрооборудование от последствий ОЗЗ и т.п. Существенным новым важным эффектом от реализации предложенного технического решения является снижение потребляемой мощности питающего трансформатора и потерь в линиях электропередачи, полученной за счет компенсации реактивной мощности потребления трансформатором, упомянутого блока конденсаторов. Для этого в отличие от [4] мощность блока конденсаторов выбирается равной мощности, потребляемой питающим трансформатором.
Источники информации:
1. Халилов Ф.Х. Классификация перенапряжений. Внутренние перенапряжения. Учебное пособие. Издание НОУ "Центр подготовки кадров энергетики", Санкт-Петербург, 2012. 80 с.
2. Ограничитель перенапряжения нелинейный. Патент на полезную модель №145042. Опубликовано 10.09.2014 г. Бюл. №25.
3. Комбинированный трехфазный резистивно-емкостный ограничитель перенапряжений. Патент на изобретение №2394326. Опубликовано 10.07.2010 г. Бюл. №19.
4. Способ устранения перенапряжений. Патент на изобретение №2506675. Опубликовано 10.02.2014 г. Бюл. №4.
5. Фишман B.C. Трансформаторы напряжения. Способы устранения феррорезонансных явлений // Новости ЭлектроТехники. 2010. №6 (66).
Claims (1)
- Устройство для снижения перенапряжений в электрических сетях с малыми токами замыкания на землю, включающее блок конденсаторов, подключенный к секциям шин, при этом конденсаторы блока включены по схеме звезда, между "нулевым выводом" блока конденсаторов и "землей" подключен резистор, отличающееся тем, что мощность блока конденсаторов выбирают равной реактивной мощности потребления питающего трансформатора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017128935U RU181454U1 (ru) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Устройство для снижения перенапряжений в электрических сетях с малыми токами замыкания на землю |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017128935U RU181454U1 (ru) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Устройство для снижения перенапряжений в электрических сетях с малыми токами замыкания на землю |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU181454U1 true RU181454U1 (ru) | 2018-07-16 |
Family
ID=62915202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017128935U RU181454U1 (ru) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Устройство для снижения перенапряжений в электрических сетях с малыми токами замыкания на землю |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU181454U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2706637C1 (ru) * | 2019-03-26 | 2019-11-19 | Илья Николаевич Джус | Устройство для защиты вакуумнокоммутируемого оборудования от перенапряжений |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1398027A1 (ru) * | 1986-08-01 | 1988-05-23 | Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Конденсаторна установка |
| US6597554B2 (en) * | 2001-01-29 | 2003-07-22 | Winbond Electronics Corp. | Overvoltage protector of a burn-in board |
| RU2342756C1 (ru) * | 2007-12-27 | 2008-12-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Способ ограничения перенапряжений в электросетях |
| CN201345536Y (zh) * | 2009-01-22 | 2009-11-11 | 广东省电力工业局试验研究所 | 一种变压器中性点阻容混合型抑制直流装置 |
| RU2506675C1 (ru) * | 2012-07-11 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Способ устранения перенапряжений |
-
2017
- 2017-08-14 RU RU2017128935U patent/RU181454U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1398027A1 (ru) * | 1986-08-01 | 1988-05-23 | Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Конденсаторна установка |
| US6597554B2 (en) * | 2001-01-29 | 2003-07-22 | Winbond Electronics Corp. | Overvoltage protector of a burn-in board |
| RU2342756C1 (ru) * | 2007-12-27 | 2008-12-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Способ ограничения перенапряжений в электросетях |
| CN201345536Y (zh) * | 2009-01-22 | 2009-11-11 | 广东省电力工业局试验研究所 | 一种变压器中性点阻容混合型抑制直流装置 |
| RU2506675C1 (ru) * | 2012-07-11 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Способ устранения перенапряжений |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2706637C1 (ru) * | 2019-03-26 | 2019-11-19 | Илья Николаевич Джус | Устройство для защиты вакуумнокоммутируемого оборудования от перенапряжений |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2741790C2 (ru) | Система ограничения перенапряжений для среднего и высокого напряжения | |
| Bucher et al. | Comparison of fault currents in multiterminal HVDC grids with different grounding schemes | |
| Kuchanskyy et al. | Measures and technical means for increasing efficiency and reliability of extra high voltage transmission lines | |
| WO2014162949A1 (ja) | 限流・潮流制御装置 | |
| RU181454U1 (ru) | Устройство для снижения перенапряжений в электрических сетях с малыми токами замыкания на землю | |
| Moraes et al. | Assessment of the electromagnetic coupling between lines of different voltages sharing the same structures | |
| RU2661347C1 (ru) | Способ снижения перенапряжений в электрических сетях среднего напряжения | |
| Pawar et al. | Transient overvoltages in power system | |
| RU2643350C1 (ru) | Распределительное устройство в сети переменного тока | |
| Walde et al. | Designing Parameters and MATLAB Model of 11 KV/440-volt Mobile Distribution Station | |
| RU2284083C2 (ru) | Устройство компенсации однофазных емкостных токов замыкания и ограничения внутренних перенапряжений в высоковольтных сетях | |
| CN109494701A (zh) | 一种变电站用过电压防护电路及其应用 | |
| Mehmed-Hamza et al. | Overvoltage analysis in medium voltage power electric networks depending on the modes with neutral grounding | |
| Yiru et al. | Study on VFTO in UHV GIS substation | |
| da Silva et al. | Back-to-back energization of a 60kV cable network-inrush currents phenomenon | |
| Htwe | Analysis and design selection of lightning arrester for distribution substation | |
| Chi et al. | Comparison and analysis on Very Fast Transient Overvoltage based on 550kV GIS and 800kV GIS | |
| Evdokunin et al. | Computer modeling of the processes arising during arcing ground faults in 35 kv resistance grounded systems | |
| Aravanis et al. | Lightning-induced overvoltages in the hellenic electricity distribution network | |
| Li et al. | Analysis and comparison of resonance grounding with low resistance grounding | |
| Thallam et al. | Design studies for the Mead-Phoenix 500 kV AC transmission project | |
| Chen et al. | The power plant arrester configuration and modeling of insulation coordination | |
| Khadke et al. | Co-ordination of spark gap protection with MOV in EHV transmission line with FSC | |
| Wang et al. | Evaluation of existing DC protection solutions on the performance of an active LVDC distribution network under different fault conditions | |
| Ritter et al. | Derivation of requirements for small-current switching in future HVDC substations |