RU2722284C1 - Устройство для предотвращения отказов силовых трансформаторов от поступления в их обмотки высокочастотных сигналов из распределительных сетей с изолированной нейтралью при возникновении в них аварийных режимов - Google Patents
Устройство для предотвращения отказов силовых трансформаторов от поступления в их обмотки высокочастотных сигналов из распределительных сетей с изолированной нейтралью при возникновении в них аварийных режимов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722284C1 RU2722284C1 RU2019125520A RU2019125520A RU2722284C1 RU 2722284 C1 RU2722284 C1 RU 2722284C1 RU 2019125520 A RU2019125520 A RU 2019125520A RU 2019125520 A RU2019125520 A RU 2019125520A RU 2722284 C1 RU2722284 C1 RU 2722284C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- windings
- inputs
- compensating device
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/04—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение надежности работы силового трансформатора за счет исключения возникновения резонансных явлений в обмотке при поступлении высокочастотных сигналов от питающей сети, равной собственной резонансной частоте силового трансформатора. Устройство для защиты изоляции обмоток силовых трансформаторов, содержащее измерительные устройства (1), (2) и (3), входы (10), (11) и (12) которых подключены к фазам высоковольтной сети соответственно, а выходы (20), (21), (22) соединены с входами устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот (4), отличающееся тем, что содержит фильтро-компенсирующее устройство (5), управляющие входы (23), (24) и (25) которого подключены к выходам устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот (4), а входы (13), (14) и (15) фильтро-компенсирующего устройства соединены с фазами высоковольтной сети соответственно, выходы (16), (17) и (18) фильтро-компенсирующего устройства соединены с фазами высоковольтной обмотки трансформатора соответственно, выход (19) фильтро-компенсирующего устройства заземлен, а в нейтраль обмоток высокого напряжения силового трансформатора дополнительно установлен нелинейный ограничитель перенапряжений (26). 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электроэнергетики для предотвращения отказов силовых трансформаторов, подключенных к воздушным распределительным электрическим сетям с изолированной нейтралью, при возникновении высокочастотных сигналов, связанных с ненормальным режимом в сетях (обрыв провода, падение провода на землю, пробой и перекрытие линейной изоляции, металлическое замыкание, перемежающееся замыкание на землю, атмосферные перенапряжения).
Известны устройства, которые могли быть использованы для решения поставленной задачи [1, 2].
Первое из известных устройств содержит гаситель скачков напряжения, преобразователь частоты и варистор.
Недостаток данного устройства заключается в ограниченности его применения только для распределительной сети и защиты от скачков напряжения и невозможности его использования для защиты от резонанса частоты силового трансформатора.
Известно и другое устройство, содержащее отпайки, обмотки трансформатора, ограничитель перенапряжения, контактный разъем, первую часть разъема, монтажный узел, вторую часть выводы трансформатора и подключенные к ним ограничители перенапряжения.
Последнее из перечисленных технических решений наиболее близкое к описываемому.
Его недостаток заключается в необеспечении надежности из-за отсутствия гашения высоких частот в диапазоне собственных резонансных частот силового трансформатора, а установленный ограничитель перенапряжений нелинейный в нейтраль силового трансформатора не полностью обеспечивает защиту обмоток трансформатора.
Целью изобретения является повышение надежности работы силового трансформатора за счет исключения возникновения резонанса в обмотках при поступлении высокочастотных сигналов от питающей сети, равной собственной резонансной частоте силового трансформатора.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты изоляции обмоток силовых трансформаторов, содержащее измерительные устройства 1, 2 и 3, входы 10, 11 и 12 которых подключены к фазам высоковольтной сети соответственно, а выходы 20, 21, 22 соединены с входами устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот 4, отличающееся тем, что содержит фильтро-компенсирующее устройство 5, управляющие входы 23, 24 и 25 которого подключены к выходам устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот 4, а входы 13, 14 и 15 фильтро-компенсирующего устройства соединены с фазами высоковольтной сети соответственно, выходы 16, 17 и 18 фильтро-компенсирующего устройства соединены с фазами высоковольтной обмотки трансформатора соответственно, выход 19 фильтро-компенсирующего устройства заземлен, а в нейтраль обмоток высокого напряжения силового трансформатора дополнительно установлен нелинейный ограничитель перенапряжений 26.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 представлена структурная схема устройства для предотвращения отказов силовых трансформаторов от поступления в их обмотки высокочастотных сигналов из распределительных сетей с изолированной нейтралью при возникновении в них аварийных режимов, на Фиг. 2 представлена поясняющая схема фильтро-компенсирующего устройства
Устройство для предотвращения отказов силовых трансформаторов от поступления в их обмотки высокочастотных сигналов из распределительных сетей с изолированной нейтралью при возникновении в них аварийных режимов (Фиг. 1) содержит 1,2 и 3 -измерительные устройства - однофазные трансформаторы напряжения для выявления появления резонансных частот; 4 - устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот; 5 - фильтро-компенсирующее устройство; 6 -защищаемый силовой трансформатор.
Фильтро-компенсирующее устройство представляет собой устройство, рассчитанное на номинальное напряжение рассматриваемой сети с изолированной нейтралью. Оно состоит из подключаемых по фазно переключающим устройством поперечно подключенных на каждой фазе перестраиваемых емкостей, индуктивностей и активного сопротивления. Полное сопротивление фаз фильтро-компенсирующего устройства на резонансной частоте меньше резонансной частоты защищаемого электрооборудования.
При изменении параметров схемы системы «распределительная сеть - трансформатор» производится перерасчет и изменение уставок значения комплексного сопротивления элементов фильтро-компенсирующего устройства, которое позволит предотвратить возникновение перенапряжения при изменившихся параметрах системы. Переключения в ФКУ выполняются при помощи переключающих по фазных устройств, управляемых с устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот, задающими параметрами для которого являются данные о собственных частотах силовых трансформаторов и распределительной сети, взятых с баз данных для каждого сетевого предприятия и данных по результатам определения комплексных сопротивлений и частоты в системе «распределительная сеть-трансформатор» при пуско-наладочных испытаниях и измерениях специализированной лабораторией (службой).
Измерительные устройства 1, 2 и 3 представляют собой однофазные трансформаторы напряжения и служат для контроля высокочастотных сигналов, генерируемых дефектами в распределительной сети.
Параметры элементов фильтро-компенсирующего устройства подбираются и подключаются переключающими устройствами 27, 28 и 29, получающими сигнал от программируемого устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот 4, величина перестройки которого рассчитываются на основе базы данных резонансных частот силового трансформатора и подключенной к ней распределительной сети «Сеть», исходя из условий недопущения возникновения резонансных явлений защищаемой высоковольтной обмотки трансформатора 6, путем отвода высокочастотного напряжения через подключаемую фазу фильтро-компенсирующего устройства поврежденной фазы на землю за счет подбора полного сопротивления фаз фильтро-компенсирующего устройства на резонансной частоте меньше резонансной частоты защищаемого электрооборудования, что способствует недопущению возникновения резонанса в обмотке силового трансформатора и сохранению работоспособности обмотки.
Данные для программирования устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот 4 управления и составления базы данных собственных резонансных частот подбираются следующим образом:
1) Производятся экспериментальные исследования по установлению диапазона частотных характеристик силовых трансформаторов I и II габаритов, как наиболее распространенных в сельских распределительных электрических сетях.
2) Составляется программа расчета резонансных частот для вышеуказанных типов силовых трансформаторов. Используя результаты экспериментальных исследований и теоретических расчетов формируется банк данных резонансных частот для трансформаторов I и II габаритов.
3) Производятся экспериментальные исследования по выявлению характерных частот в распределительной сети с изолированной нейтралью, близких к резонансной частоте силового трансформатора, при ненормальных режимах работы. Разрабатывается программа расчета характерных частот в распределительной сети с изолированной нейтралью, близких к резонансной частоте силового трансформатора при различных режимах работы. Результаты расчета сравниваются с полученными экспериментальными данными, составляется банк данных частот, близких к резонансной частоте силовых трансформаторов I и II габаритов.
4) Производится анализ полученных значений спектров резонансных частот силовых трансформаторов I и II габаритов и генерируемых частот в распределительной электрической сети с изолированной нейтралью и определяется диапазоны совпадения с резонансными частотами силовых трансформаторов.
Ограничитель напряжения нелинейный 26, установленный в нейтрали обмоток высокого напряжения (фиг. 1) защищают обмотки высокого напряжения от амплитудных значений импульсных перенапряжений, поступающих с воздушных линий при атмосферных перенапряжениях.
Сущность заявляемого изобретения поясняется:
Фиг. 1 - Функциональная схема защиты от перенапряжения устройства для предотвращения отказов силовых трансформаторов от поступления в их обмотки высокочастотных сигналов из распределительных сетей с изолированной нейтралью при возникновении в них аварийных режимов;
Фиг. 2 - Поясняющая схема фильтро-компенсирующего устройства.
Где: 6 - защищаемый силовой трансформатор; 5 - фильтро-компенсирующее устройство; 1, 2 и 3 - измерительные устройства для выявления появления резонансных частот; 4 - устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот; 26 - ограничитель перенапряжения нелинейный; 27, 28 и 29 - переключающие устройства; L - индуктивность, С - емкость, R - резистор.
Таким образом, введение новых модулей и связей позволило существенно повысить надежность работы силового трансформатора путем устранения резонансных частот защищаемого электрооборудования.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания заявки:
1. Патент РФ №2 505 901, М. кл. Н02Н 7/04, 2014.
2. Патент РФ №2 508 589, М. кл. H02J 3/01, М. кл. Н02Н 9/04, 2014.
Claims (1)
- Устройство для защиты изоляции обмоток силовых трансформаторов, содержащее измерительные устройства (1), (2) и (3), входы (10), (11) и (12) которых подключены к фазам высоковольтной сети соответственно, а выходы (20), (21), (22) соединены с входами устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот (4), отличающееся тем, что содержит фильтро-компенсирующее устройство (5), управляющие входы (23), (24) и (25) которого подключены к выходам устройства микропроцессорного контроллера с регистратором резонансных частот (4), а входы (13), (14) и (15) фильтро-компенсирующего устройства соединены с фазами высоковольтной сети соответственно, выходы (16), (17) и (18) фильтро-компенсирующего устройства соединены с фазами высоковольтной обмотки трансформатора соответственно, выход (19) фильтро-компенсирующего устройства заземлен, а в нейтраль обмоток высокого напряжения силового трансформатора дополнительно установлен нелинейный ограничитель перенапряжений (26).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125520A RU2722284C1 (ru) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | Устройство для предотвращения отказов силовых трансформаторов от поступления в их обмотки высокочастотных сигналов из распределительных сетей с изолированной нейтралью при возникновении в них аварийных режимов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125520A RU2722284C1 (ru) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | Устройство для предотвращения отказов силовых трансформаторов от поступления в их обмотки высокочастотных сигналов из распределительных сетей с изолированной нейтралью при возникновении в них аварийных режимов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2722284C1 true RU2722284C1 (ru) | 2020-05-28 |
Family
ID=71067841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019125520A RU2722284C1 (ru) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | Устройство для предотвращения отказов силовых трансформаторов от поступления в их обмотки высокочастотных сигналов из распределительных сетей с изолированной нейтралью при возникновении в них аварийных режимов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2722284C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2501931A1 (fr) * | 1981-03-11 | 1982-09-17 | Cables De Lyon Geoffroy Delore | Dispositif de protection contre les impulsions electromagnetiques a front raide |
| US4777555A (en) * | 1986-07-11 | 1988-10-11 | Les Cables De Lyon | Device for protecting an electric power line against high transient overvoltages |
| RU2505901C1 (ru) * | 2012-08-01 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Марийский государственный университет" | Устройство защиты силовых трансформаторов от перенапряжений |
| RU2508589C2 (ru) * | 2008-11-14 | 2014-02-27 | Дженерал Электрик Компани | Система и способ для подавления резонанса |
-
2019
- 2019-08-12 RU RU2019125520A patent/RU2722284C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2501931A1 (fr) * | 1981-03-11 | 1982-09-17 | Cables De Lyon Geoffroy Delore | Dispositif de protection contre les impulsions electromagnetiques a front raide |
| US4777555A (en) * | 1986-07-11 | 1988-10-11 | Les Cables De Lyon | Device for protecting an electric power line against high transient overvoltages |
| RU2508589C2 (ru) * | 2008-11-14 | 2014-02-27 | Дженерал Электрик Компани | Система и способ для подавления резонанса |
| RU2505901C1 (ru) * | 2012-08-01 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Марийский государственный университет" | Устройство защиты силовых трансформаторов от перенапряжений |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6251322B2 (ja) | 電力系統保護用の連続無停止ａｃ接地システム | |
| WO2019139973A1 (en) | Temporary overvoltage and ground fault overvoltage protection based on arrester current measurement and analysis | |
| EP2553480B1 (en) | Improvements introduced in monitoring system of dielectric state of high voltage equipments with capacitive insulation, such as condensive bushings, current transformers, potential transformers and similar | |
| CA2898791C (en) | Measuring system for continuously monitoring a high-voltage bushing | |
| EP2686691A1 (en) | A method for detecting earth faults | |
| Burgess et al. | Minimising the risk of cross-country faults in systems using arc suppression coils | |
| US6778375B1 (en) | Hybrid MOV/gas-tube AC surge protector for building entrance | |
| CN107658860B (zh) | 配电网系统故障抑制方法及装置、计算机存储介质及设备 | |
| CN1244819C (zh) | 交联聚乙烯电力电缆外护套绝缘在线检测装置 | |
| CN104833841B (zh) | 一种变电站侵入过电压检测方法 | |
| RU2738469C1 (ru) | Способ определения фидера с однофазным замыканием на землю в трехфазных электрических сетях с неэффективно заземленной нейтралью | |
| US20130229733A1 (en) | Lightening Protection Apparatus Using TN-C Common Ground | |
| RU2722284C1 (ru) | Устройство для предотвращения отказов силовых трансформаторов от поступления в их обмотки высокочастотных сигналов из распределительных сетей с изолированной нейтралью при возникновении в них аварийных режимов | |
| Cristaldi et al. | Monitoring of power transformer bushings in high voltage substations | |
| JP2013079974A (ja) | 接地系統接続状態確認方法 | |
| Varetsky | Overvoltages in MV industrial grid under ground faults | |
| Škuletić et al. | Analysis of surge protection performance in low-voltage AC systems with capacitive load | |
| He | Discussions on factors influencing the effective protection distance of SPD to loads | |
| Skibinski et al. | Part I: Application guidelines for high resistance grounding of low voltage common AC Bus and common DC BUS PWM drive systems | |
| JP6736454B2 (ja) | 対地電圧検出装置 | |
| Papp et al. | Arc Suppression Coils-The key component of modern earthfault protection systems | |
| Widagdo et al. | Analysis of Determining the Surge Arrester Protective Distance for Protection on 60 MVA Power Transformers at the 150 KV Main Substation in Surabaya Barat | |
| CN116073345B (zh) | 一种智能型综合接地管理系统 | |
| Shevchenko et al. | Overview of selection methods for surge arresters 6–750 kV | |
| TANOUE et al. | Effect of Rectifier on Transient Characteristics of Transformer at DC Substation for Electric Railway |