RU2025860C1

RU2025860C1 - Method of compensation of capacitive short-circuit currents to ground

Info

Publication number: RU2025860C1
Authority: RU
Inventors: О.А. Петров; Г.С. Валеев
Original assignee: Челябинский государственный технический университет
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1992-07-07
Publication date: 1994-12-30

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: method is based use of reactor with magnetization for protection against single-phase fault to ground. In case of single-phase fault to ground two good phases are chosen, voltage of these phases is rectified and is used to feed magnetization windings of reactor. EFFECT: improved reliability of protection. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в электрических сетях. The invention relates to electrical engineering, in particular to the compensation of capacitive currents of a single-phase earth fault (OZZ) in electrical networks.

Известен способ компенсации емкостных токов ОЗЗ с помощью однофазных реакторов, обмотка подмагничивания которых питается от трехфазного тиристорного преобразователя [1]. There is a method of compensating capacitive currents OZZ using single-phase reactors, the magnetization winding of which is powered by a three-phase thyristor converter [1].

К недостаткам такого способа относятся повышенные потери активной мощности в реакторах и обусловленная этим увеличенная активная составляющая в остаточном токе ОЗЗ, приводящая к снижению эффективности систем компенсации. The disadvantages of this method include the increased loss of active power in the reactors and the resulting increased active component in the residual current of the OZZ, leading to a decrease in the effectiveness of compensation systems.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности (прототипом) является способ компенсации емкостных токов ОЗЗ с помощью реактора с подмагничиванием, в котором питание цепи подмагничивания реактора осуществляется напряжением специальной формы [2]. Closest to the invention in technical essence (the prototype) is a method of compensating capacitive currents of an OZZ using a bias reactor, in which the bias circuit of the reactor is powered by a voltage of a special form [2].

Недостаток способа заключается в большой сложности его реализации, из-за чего в предложенном виде (применение специальных генераторов прямоугольных и некоторых других форм импульсов) он не нашел практического применения для мощных реакторов. The disadvantage of this method is the great complexity of its implementation, because of which, in the proposed form (the use of special generators of rectangular and some other forms of pulses), he did not find practical application for powerful reactors.

Целью изобретения является снижение потерь активной мощности в цепи переменного тока дугогасящих реакторов с подмагничиванием и, как следствие, активной составляющей тока в месте замыкания и повышение эффективности систем компенсации емкостных токов ОЗЗ. The aim of the invention is to reduce the loss of active power in the alternating current circuit of quenching reactors with magnetization and, as a result, the active component of the current at the fault location and increasing the efficiency of compensation systems for capacitive currents OZZ.

Это достигается тем, что по способу компенсации емкостных токов ОЗЗ с помощью реактора с подмагничиванием, обмотка компенсации которого включена между нейтралью трехфазной высоковольтной электрической сети и землей, согласно которому при ОЗЗ фиксируют поврежденную фазу высоковольтной сети и подают питающее напряжение на обмотку подмагничивания реактора, для формирования питающего обмотку подмагничивания реактора напряжения выделяют напряжение двух фаз низковольтной сети, синфазных с напряжениями двух фаз трансформатора (по отношению к нулевому выводу его обмотки), питающих две здоровые фазы высоковольтной сети, и выпрямляют их. This is achieved by the fact that according to the method of compensating capacitive currents of the OZZ using a magnetization reactor, the compensation winding of which is connected between the neutral of the three-phase high-voltage electric network and the ground, according to which, during the OZZ, the damaged phase of the high-voltage network is recorded and supply voltage is supplied to the reactor magnetization winding, to form The voltage reactor magnetizing supply winding is isolated from the two phases of the low-voltage network, in phase with the voltages of the two phases of the transformer (relative to the zero output of its winding), which feed two healthy phases of the high-voltage network, and rectify them.

Существенные отличительные признаки изобретения заключаются в том, что при ОЗЗ в высоковольтной сети в низковольтной сети выделяются напряжения двух фаз, синфазных с напряжениями "здоровых" фаз питающего высоковольтную сеть трансформатора, выпрямляются и подаются на обмотку подмагничивания дугогасящего реактора. Таким образом, в питающем тиристорный преобразователь системы подмагничивания реактора напряжении исключается напряжение, синфазное с напряжением поврежденной фазы высоковольтной сети (напряжение которой приложено к обмотке компенсации реактора). При этом предполагается, что напряжения фаз а, b и с низковольтной сети синфазны с напряжениями А, В и С питающего высоковольтную сеть трансформатора. Significant distinguishing features of the invention are that, when an OZZ in a high-voltage network in a low-voltage network, voltages of two phases are released that are in phase with the voltages of the "healthy" phases of the transformer supplying the high-voltage network, rectified and fed to the magnetization winding of the arcing reactor. Thus, the voltage in phase with the voltage of the damaged phase of the high-voltage network (the voltage of which is applied to the reactor compensation winding) is excluded in the voltage supplying the thyristor converter of the reactor magnetization system. It is assumed that the voltages of phases a, b and from the low-voltage network are in phase with the voltages A, B and C of the transformer supplying the high-voltage network.

На фиг. 1 представлена схема включения дугогасящего реактора с подмагничиванием; на фиг.2 - диаграмма его напряжений при замыкании на землю фазы А, где 1 - обмотка компенсации, 2 - электрический реактор, 3 - обмотка подмагничивания, 4 - управляемый тиристорный преобразователь, 5 - блок выбора фазы, 6 - трансформатор напряжения, U_p - напряжение на реакторе, U_A - напряжение фазы А, прикладываемое к обмотке 1 реактора при замыкании на землю фазы А, U_п - напряжение на обмотке 3 подмагничивания; U_a, U_b, U_c - низковольтные напряжения a, b, c.In FIG. 1 presents a diagram of the inclusion of an arcing reactor with magnetization; figure 2 is a diagram of its voltages during earth fault phase A, where 1 is a compensation winding, 2 is an electric reactor, 3 is a magnetization winding, 4 is a controlled thyristor converter, 5 is a phase selection unit, 6 is a voltage transformer, U _p is the voltage at the reactor, U _A is the voltage of phase A applied to the winding 1 of the reactor when phase A is shorted to ground, U _p is the voltage at the magnetization winding 3; U _a , U _b , U _c - low-voltage voltages a, b, c.

При ОЗЗ, например, фазы А высоковольтной электрической сети на реактор 2 подается переменное напряжение, равное напряжению фазы А питающего высоковольтную сеть трансформатора. При этом блок 5 выбора фазы выбирает две другие фазы b и с низковольтной сети, напряжения которых синфазны с напряжениями "здоровых" фаз В и С питающего высоковольтную сеть трансформатора. Он воздействует на управляемый тиристорный преобразователь 4, который подает на обмотку 3 подмагничивания реактора выпрямленные напряжения двух других фаз b и с низковольтной сети (фиг.2). Тиристорный преобразователь может быть выполнен по схеме Ларионова или по трехфазной (однополупериодной) схеме с нулевым выводом (для маломощных преобразователей). When OZZ, for example, phase A of the high-voltage electric network, an alternating voltage is supplied to the reactor 2, equal to the voltage of the phase A of the transformer supplying the high-voltage network. In this case, the phase selection unit 5 selects two other phases b and from the low-voltage network, the voltages of which are in phase with the voltages of the "healthy" phases B and C of the transformer supplying the high-voltage network. It acts on a controlled thyristor converter 4, which supplies rectified voltages of the other two phases b and from the low-voltage network to the magnetization winding 3 of the reactor (Fig. 2). The thyristor converter can be made according to the Larionov circuit or according to a three-phase (half-wave) circuit with zero output (for low-power converters).

Исключение из напряжения подмагничивания U_п напряжения, синфазного с напряжением поврежденной фазы, позволяет снизить индукцию насыщения в магнитопроводе реактора и тем самым уменьшить потери активной мощности в цепи переменного тока реактора. Так, при номинальном подмагничивании модели реактора с подмагничиванием мощностью 6,1 кВ ˙А при питании обмотки подмагничивания трехфазным выпрямленным напряжением и двухфазным выпрямленным напряжением потери активной мощности в стали магнитопровода составляют соответственно 2,7 и 1%, т.е. потери уменьшаются в 2,7 раза. Содержание гармоник в переменном токе реактора изменяется незначительно. Величина этого тока практически остается на том же уровне. Поэтому применение данного технического решения позволит повысить экономическую эффективность реакторов с подмагничиванием. Последнее обеспечивается за счет уменьшения тепловой нагрузки и, следовательно, размеров реактора. Все это ведет к повышению эффективности действия систем компенсации емкостных токов ОЗЗ.The exception of the bias voltage U _p voltage in phase with the voltage of the damaged phase, reduces the saturation induction in the reactor magnetic circuit and thereby reduce the loss of active power in the alternating current circuit of the reactor. Thus, with a nominal magnetization of a reactor model with a magnetization of 6.1 kV ˙ A, when the magnetization winding is powered by a three-phase rectified voltage and a two-phase rectified voltage, the losses of active power in the magnetic circuit steel are 2.7 and 1%, respectively. losses are reduced by 2.7 times. The harmonic content in the alternating current of the reactor varies slightly. The magnitude of this current remains almost at the same level. Therefore, the use of this technical solution will increase the economic efficiency of bias reactors. The latter is ensured by reducing the heat load and, consequently, the size of the reactor. All this leads to an increase in the efficiency of the compensation systems for capacitive currents of the OZZ.

Использование данного способа в части выбора и подачи на питающий обмотку подмагничивания реактора тиристорный преобразователь напряжений двух фаз трехфазной сети, не синфазных с питающим обмотку переменного тока реактора напряжением, обеспечивает эффективное снижение потерь активной мощности во всех управляемых реакторах с подмагничиванием. The use of this method in terms of selecting and supplying a thyristor voltage converter of two phases of a three-phase network, which are not in phase with the voltage supplying the reactor's alternating current voltage to the reactor magnetizing supply coil, provides an effective reduction of active power losses in all controlled magnetization reactors.

Claims

METHOD FOR COMPENSATING CAPACITIVE CIRCUIT CURRENT CURRENTS TO EARTH using a magnetization reactor, the compensation winding of which is connected between the neutral of the three-phase high-voltage electric network and the ground, according to which, during a single-phase earth fault, the damaged phase of the high-voltage network is fixed and a supply voltage is applied to the magnetizing magnetization winding, that for the formation of the supply winding of the magnetization bias of the voltage reactor, the voltages of two phases of the low-voltage network in phase with the voltages the two phases of the transformer (relative to the zero terminal of its winding) feeding two healthy high voltage network and straighten them.