RU2145131C1

RU2145131C1 - Nonresonating potential transformer

Info

Publication number: RU2145131C1
Application number: RU97110512A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Валентинович Жураховский; Юрий Амброзиевич Кенс; Владимир Васильевич Романишин
Original assignee: Государственный университет "Львивська политэхника"; Анатолий Валентинович Жураховский; Юрий Амброзиевич Кенс
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2000-01-27

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: transformer 2 used for superhigh-current protection of insulated-neutral lines during ferroresonant processes has its two primary windings connected across line voltages through substation buses. Capacitive voltage divider 3 is connected to phase lead of buses 1 common for two primary windings of transformer 2 and ground; output of capacitive divider 3 is connected together with transformer secondary leads to line voltage changer 4 whose outputs are connected to inputs of secondary voltage circuits to ensure monitoring of all supply voltages and zero-sequence voltage. EFFECT: improved reliability and resistance to alternating arcing ground faults of supply mains. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и конкретно касается устройств и способов защиты трансформаторов напряжения от повреждений сверхтоками при феррорезонансных процессах в сетях с изолированными нейтралями. The invention relates to the electric power industry and specifically relates to devices and methods for protecting voltage transformers from damage by overcurrents during ferroresonant processes in networks with isolated neutrals.

Известен антирезонансный трансформатор напряжения, в котором две его первичные обмотки подсоединены между фазами шин, вторичные обмотки первыми выводами соединены между собой в общую точку, которая подсоединена к земле, а другие выводы подсоединены ко входам вторичных цепей напряжения /Журнал "Электрические станции", 1990, N 6, стр. 64-68, рис. 2/. Known antiresonant voltage transformer, in which two of its primary windings are connected between the phases of the bus, the secondary windings of the first conclusions are interconnected to a common point that is connected to the ground, and the other conclusions are connected to the inputs of the secondary voltage circuits / Journal of Electrical Stations, 1990, N 6, pp. 64-68, Fig. 2 /.

В известном трансформаторе для сигнализации состояния изоляции сети используют третью первичную обмотку, которая подсоединена между фазой шин и землей. Такое подсоединение третьей первичной обмотки может вызывать явление феррорезонанса ее с емкостью шин и подсоединенного к ним оборудования. Таким образом, известный трансформатор хотя и уменьшает количество случаев феррорезонанса, однако не ликвидирует полностью возможность его возникновения, а это может вызывать сверхтоки в этой обмотке и ее перегорание. То есть здесь не обеспечиваются полностью нерезонирующие свойства, повышенная надежность и устойчивость трансформатора к перемежающимся дуговым замыканиям сети на землю. In the known transformer, a third primary winding, which is connected between the bus phase and ground, is used to signal the condition of the insulation of the network. Such a connection of the third primary winding can cause a phenomenon of its ferroresonance with the capacity of the tires and the equipment connected to them. Thus, the known transformer, although it reduces the number of cases of ferroresonance, does not completely eliminate the possibility of its occurrence, and this can cause overcurrents in this winding and its burnout. That is, completely non-resonant properties, increased reliability and stability of the transformer to intermittent arc faults of the network to ground are not provided here.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования трансформатора напряжения, в котором использование емкостного делителя напряжения для сигнализации наличия "земли" в сети с изолированной нейтралью полностью исключает возможность возникновения феррорезонансных явлений, и за счет этого обеспечивается абсолютная надежность и устойчивость к перемежающимся дуговым замыканиям сети на землю. The basis of the invention is the task of improving the voltage transformer, in which the use of a capacitive voltage divider to signal the presence of "ground" in a network with an isolated neutral completely eliminates the possibility of ferroresonance phenomena, and this ensures absolute reliability and resistance to alternating arc faults of the network to earth.

Поставленная задача решается тем, что нерезонирующий трансформатор напряжения, в котором две первичные обмотки подсоединены между фазами шин, вторичные обмотки первыми выводами соединены между собой в общую точку, которая подсоединена к земле, согласно изобретению, содержит емкостной делитель напряжения, подсоединенный между общей для двух первичных обмоток фазой и землей, а его выход и другие выводы вторичных обмоток подсоединены ко входам линейного преобразователя напряжений, выходы которого подсоединены ко входам вторичных цепей напряжения, обеспечивающий возможность осуществления контроля всех напряжений сети и напряжения нулевой последовательности. The problem is solved in that the non-resonant voltage transformer, in which two primary windings are connected between the bus phases, the secondary windings are connected to each other at a common point that is connected to ground, according to the invention, contains a capacitive voltage divider connected between a common for two primary phase and ground windings, and its output and other outputs of the secondary windings are connected to the inputs of a linear voltage converter, the outputs of which are connected to the inputs of the secondary circuits apryazheniya providing ability to monitor all network voltages and the zero sequence voltage.

Линейный преобразователь напряжений, выполненный, например, на базе активных суммирующих преобразователей синусоидальных напряжений /В.Г.Дорогунцев, Н.И.Овчаренко. Элементы автоматических устройств энергосистем. - М.: Энергия, 1979, 3.12, рис. 3.29/ предназначен для формирования семи необходимых напряжений из трех, снимаемых со вторичных обмоток трансформатора напряжения и емкостного делителя напряжения. A linear voltage converter, made, for example, on the basis of active summing sinusoidal voltage converters / V.G.Doroguntsev, N.I. Ovcharenko. Elements of automatic devices of power systems. - M .: Energy, 1979, 3.12, Fig. 3.29 / is intended for the formation of seven necessary voltages out of three, removed from the secondary windings of the voltage transformer and capacitive voltage divider.

Использование емкостного делителя и подсоединение двух других обмоток трансформатора на линейные напряжения полностью исключает феррорезонанс в сети после обрывов "земли" и тем самым устраняет возможность повреждения трансформатора напряжения сверхтоками, которыми сопровождаются феррорезонансные процессы. Кроме того, этот трансформатор дает возможность с необходимой точностью осуществлять учет электроэнергии, которая отпускается потребителям (это осуществляется от двух обмоток трансформатора напряжения), а также эффективно выявлять в сети наличие "земли" по напряжению нулевой последовательности, что дает возможность персоналу подстанции быстро и надежно определять поврежденную фазу для ликвидации аварии. Using a capacitive divider and connecting the other two windings of the transformer to line voltages completely eliminates ferroresonance in the network after the ground breaks and thereby eliminates the possibility of damage to the voltage transformer by overcurrents that accompany ferroresonance processes. In addition, this transformer makes it possible to accurately account for the electricity that is supplied to consumers (this is done from two windings of a voltage transformer), as well as to effectively detect the presence of ground on the network by the zero-sequence voltage, which allows substation personnel to quickly and reliably identify the damaged phase to eliminate the accident.

На чертеже представлена схема нерезонирующего трансформатора напряжения. The drawing shows a diagram of a non-resonant voltage transformer.

К шинам 1 подстанции подсоединены на линейные напряжения две первичные обмотки трансформатора напряжения 2. Емкостной делитель напряжения 3 подсоединен к фазе шин 1, общей для двух первичных обмоток трансформатора напряжения 2 и землей, а выход емкостного делителя 3 вместе с выводами вторичных обмоток трансформатора напряжения 2 подсоединен к линейному преобразователю напряжений 4, выходы которого подсоединены ко входам вторичных цепей напряжения, обеспечивающих возможность осуществления контроля всех напряжений сети и напряжения нулевой последовательности. Two primary windings of voltage transformer 2 are connected to busbars 1 of the substation for linear voltages. A capacitive voltage divider 3 is connected to the phase of buses 1 common to the two primary windings of voltage transformer 2 and ground, and the output of the capacitive divider 3 together with the terminals of the secondary windings of voltage transformer 2 is connected to a linear voltage converter 4, the outputs of which are connected to the inputs of the secondary voltage circuits, providing the ability to monitor all network voltages and zero voltages oh sequence.

Схема работает следующим образом. Появление и обрыв "земли" в сети не может вызвать при такой схеме подсоединения трансформатора 2 феррорезонансных процессов, поскольку здесь связь с землей осуществляется только через емкостной делитель напряжения 3. Вместе с тем благодаря линейному преобразователю напряжений 4 осуществляется контроль всех линейных и фазных напряжений сети, а также напряжения нулевой последовательности, что дает возможность быстро и эффективно выявлять поврежденную фазу в сети и соответственно принимать меры для ликвидации аварии. Это осуществляется за счет того, что на линейный преобразователь напряжений 4 поступают со вторичных обмоток трансформатора напряжения 2 и емкостного делителя напряжений 3 следующие напряжения: u_ab, u_cb, u_b. На выходе линейного преобразователя напряжений путем сложения (вычитания) формируются три линейных напряжения: u_ab=u_ab, u_bc= -u_cb, u_ca=-u_ab+u_b; три фазных напряжения: u_a=u_ab+u_b, u_b=u_b, u_c=u_cb+u_b и напряжение нулевой последовательности
u₀=l/3(u_ab+u_cb+3u_b)=l/3[(u_a-u_b)+(u_c-u_b)+3u_b]=l/3(u_a+u_b+u_c),
что и отмечено на чертеже.The scheme works as follows. The appearance and disconnection of "ground" in the network cannot cause ferroresonance processes in this connection scheme of the transformer 2, since here the connection with the earth is carried out only through the capacitive voltage divider 3. At the same time, thanks to the linear voltage converter 4, all linear and phase voltages of the network are monitored, as well as zero sequence voltage, which makes it possible to quickly and efficiently identify the damaged phase in the network and accordingly take measures to eliminate the accident. This is due to the fact that the following voltages are supplied to the line voltage converter 4 from the secondary windings of the voltage transformer 2 and the capacitive voltage divider 3: u _ab , u _cb , u _b . Three linear voltages are formed at the output of the linear voltage converter by adding (subtracting): u _ab = u _ab , u _bc = -u _cb , u _ca = -u _ab + u _b ; three phase voltages: u _a = u _ab + u _b , u _b = u _b , u _c = u _cb + u _b and zero sequence voltage
u ₀ = l / 3 (u _ab + u _cb + 3u _b ) = l / 3 [(u _a -u _b ) + (u _c -u _b ) + 3u _b ] = l / 3 (u _a + u _b + u _c ),
as noted in the drawing.

Таким образом, полностью осуществляется контроль всех напряжений в нормальных и аварийных режимах работы электрической сети, аналогично обычным трансформаторам напряжения типа НАМИ, НТМИ, ЗНОМ, НОМ. Поскольку для выявления поврежденной фазы высокая точность измерений необязательна, а счетчики отпущенной электроэнергии подсоединены ко вторичным обмоткам трансформатора напряжения 2 и осуществляют ее учет с необходимой высокой точностью, то такая схема найдет самое широкое применение в электрических сетях энергосистем. Thus, all voltages are completely monitored in normal and emergency operation of the electric network, similarly to conventional voltage transformers like NAMI, NTMI, ZNOM, NOM. Since high accuracy of measurements is not necessary to identify the damaged phase, and the meters of released electricity are connected to the secondary windings of voltage transformer 2 and they are recorded with the necessary high accuracy, this scheme will find the widest application in electrical networks of power systems.

Claims

A non-resonant voltage transformer in which two primary windings are connected between the bus phases, the secondary windings are connected by first terminals to a common point that is connected to ground, characterized in that it contains a capacitive voltage divider connected between the common phase for the two primary windings and ground , and its output and other outputs of the secondary windings of the voltage transformer are connected to the inputs of the linear voltage converter, the outputs of which are connected to the inputs of the secondary circuits I, providing an opportunity to monitor all network voltages and residual voltage.