RU99116048A - Устройство и способ, относящиеся к защите объекта от сверхтоков посредством понижения сверхтока - Google Patents

Claims (47)

1. Устройство в электросиловой установке, предназначенное для защиты объекта (1), подключенного к электрической сети (3) или другому оборудованию, включенному в электросиловую установку, от связанных со сбоями сверхтоков, причем устройство содержит выключающее устройство (4) на линии (2) между объектом и сетью/оборудованием, отличающееся тем, что линия (2) между объектом и выключающим устройством подсоединена к устройству (5) для понижения сверхтоков, которое выполнено с возможностью понижения сверхтока с помощью устройства (11-13) для обнаружения режима сверхтока за период времени, существенно меньший по сравнению с полным временем отключения выключающего устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выключающее устройство (4) образовано автоматическим выключателем.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что устройство (5) для понижения сверхтоков содержит дивертор (7) сверхтока для отвода сверхтоков на "землю" (8) или же к другому устройству, имеющему более низкий потенциал по сравнению с сетью/оборудованием.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что дивертор (7) сверхтока содержит переключающее средство (10), подключенное между "землей" или указанным более низким потенциалом и линией между объектом (1) и сетью/оборудованием (3).

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что переключающее устройство (10) содержит, по меньшей мере, один полупроводниковый элемент.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что переключающее устройство (10а) содержит межэлектродный зазор (24) и средство (25), выполненное с возможностью вызова или, по меньшей мере, инициации электрической проводимости в межэлектродном зазоре или, по меньшей мере, в его части.

7. Устройство по п. б, отличающееся тем, что указанное средство (25) выполнено с возможностью вызова или, по меньшей мере, инициации электрической проводимости в межэлектродном зазоре и с возможностью придания зазору или его части формы плазмы.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что указанные элементы (25), выполненные с возможностью вызова или, по меньшей мере, инициации электрической проводимости в межэлектродном зазоре или его части, включают в себя, по меньшей мере, один лазер.

9. Устройство по любому предшествующему пункту, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный выключатель (6), расположенный на линии между выключающим устройством (4) и объектом, причем указанный дополнительный выключатель расположен между устройством (5) для понижения сверхтоков и объектом (1) и выполнен с возможностью отключения меньших напряжений и токов по сравнению с выключающим устройством (4) и, следовательно, способен обеспечить меньшее время отключения по сравнению с выключающим устройством, и что дополнительный выключатель выполнен с возможностью осуществления отключения, когда сверхток в направлении или от объекта (1) будет понижен с помощью устройства (5) для понижения сверхтоков, но существенно раньше по сравнению с выключающим устройством.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что оно содержит блок (14) управления, присоединенный к устройству (11-13) обнаружения и к дополнительному выключателю (6), чтобы обеспечить приведение в действие дополнительного выключателя для отключения, когда с помощью устройства обнаружения будет установлено, что сверхток в направлении объекта или от объекта (1) находится ниже заданного уровня.

11. Устройство по любому из пп. 9-10, отличающееся тем, что дополнительный выключатель (6) содержит выключатель (15), параллельно которому подсоединена линия (17) шунтирования, имеющая один или более элементов (18), предназначенных для того, чтобы избежать дуг при разделении контактов выключателя (15) за счет того, что линия (17) шунтирования выполнена с возможностью принятия проводимого тока от контактов.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что указанный один или более элементов в линии (17) шунтирования выполнены с возможностью замыкания для перевода в проводящее состояние посредством управления от блока (14) управления.

13. Устройство по п. 11 или 12, отличающееся тем, что указанные один или более элементов (18) образованы управляемыми полупроводниковыми элементами.

14. Устройство по любому из пп. 11-13, отличающееся тем, что указанные один или более элементов (18) предусмотрены, по меньшей мере, с одним разрядником (30).

15. Устройство по любому из пп. 11-14, отличающееся тем, что разъединитель (20) для гальванической развязки расположен последовательно с указанными одним или более элементами (18).

16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что разъединитель (20) связан с блоком (14) управления для обеспечения управления разъединителем для размыкания разъединителя после того, как осуществлено управление выключателем (15) для замыкания выключателя (15), и указанные один или более элементов (18) переведены в состояние размыкания линии (17) шунтирования.

17. Устройство по любому предшествующему пункту, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один разрядник (22) для защиты от перенапряжений подключен параллельно устройству (5) для понижения сверхтоков.

18. Устройство по любому предшествующему пункту, отличающееся тем, что два устройства для понижения сверхтоков расположены с обеих сторон объекта для защиты объекта с двух сторон.

19. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит блок (14) управления, подсоединенный к устройству (5) для понижения сверхтоков и к устройству (11-13) для обнаружения режима сверхтока, причем указанный блок (14) управления выполнен с возможностью управления устройством для понижения сверхтоков для включения его на основе информации от устройства для обнаружения режима сверхтока, когда это необходимо для защиты.

20. Устройство по п. 19 и одному или более из пп. 10, 12 и 16, отличающееся тем, что один и тот же блок (14) управления выполнен с возможностью управления устройством (5) для понижения сверхтоков и дополнительным выключателем (6) на основе информации от устройства (11-13) для обнаружения режима сверхтока.

21. Устройство по любому предшествующему пункту, отличающееся тем, что защищенный объект (1) представляет собой вращающуюся электрическую машину с магнитной цепью.

22. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что вращающаяся электрическая машина представляет собой генератор, двигатель или синхронный компенсатор.

23. Устройство по п. 22, отличающееся тем, что генератор представляет собой гидрогенератор или турбогенератор.

24. Устройство по любому из пп. 21-23, отличающееся тем, что магнитная цепь вращающейся электрической машины рассчитана на высокое напряжение.

25. Устройство по любому из пп. 21-24, отличающееся тем, что магнитная цепь включает в себя обмотку (27), содержащую, по меньшей мере, один токонесущий провод (28), вокруг которого расположен слой (30) электрической изоляции из твердого изоляционного материала, причем вокруг изолирующего слоя выполнен наружный слой (31) из полупроводникового материала, что внутренний слой (29) полупроводникового материала расположен внутри изолирующего слоя (30), и что указанный, по меньшей мере, один провод расположен внутри внутреннего слоя (29).

26. Устройство по п. 25, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из внутреннего и наружного слоев (29, 31) имеет коэффициент теплового расширения, по существу равный коэффициенту теплового расширения изоляционного материала.

27. Устройство по любому из пп. 25 и 26, отличающееся тем, что внутренний слой (29) находится в электрическом контакте с указанным, по меньшей мере, одним проводом (28).

28. Устройство по любому из пп. 25-27, отличающееся тем, что наружный слой (31) по существу образует эквипотенциальную поверхность.

29. Устройство по любому из пп. 21-28, отличающееся тем, что магнитная цепь вращающейся электрической машины содержит обмотку, образованную с помощью кабеля (27).

30. Устройство по любому из пп. 21-29, отличающееся тем, что вращающаяся электрическая машина прямо подключена к электрической сети (3), которая рассчитана на высокое напряжение, предпочтительно 36 кВ и более.

31. Устройство по любому из пп. 25-30, отличающееся тем, что магнитная цепь содержит один или более сердечников (32), имеющих пазы (36) для обмотки.

32. Устройство по п. 25, отличающееся тем, что обмотка также содержит металлический экран и кожух.

33. Устройство по любому из пп. 21-32, отличающееся тем, что магнитная цепь расположена в статоре и/или роторе вращающейся электрической машины.

34. Устройство по любому из пп. 25-28, отличающееся тем, что наружный полупроводниковый слой (31) заземлен.

35. Устройство по п. 25 или 34, отличающееся тем, что наружный полупроводниковый слой (31) разрезан на ряд частей, каждая из которых заземлена.

36. Устройство по п. 34 или 35, отличающееся тем, что при заземлении наружного полупроводникового слоя (31) электрическое поле машины снаружи полупроводникового слоя как в пазах (36), так и в зоне торца катушки будет близко к нулю.

37. Устройство по любому из пп. 25-36, отличающееся тем, что в том случае, когда кабель содержит несколько проводов, они транспонированы.

38. Устройство по п. 27, отличающееся тем, что токонесущий провод/провода (28) содержит/содержат как неизолированные, так и изолированные одножильные провода, скрученные в ряд слоев.

39. Устройство по п. 27, отличающееся тем, что токонесущий провод/провода (28) содержит/содержат как неизолированные, так и изолированные жилы, транспонированные в ряд слоев.

40. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что пазы (36) выполнены с рядом цилиндрических отверстий (38), разделенных более узким участком (39) между цилиндрическими отверстиями.

41. Устройство по п. 40, отличающееся тем, что поперечное сечение цилиндрических отверстий (38) пазов, начиная от задней части (34) сердечника, выполнено непрерывно уменьшающимся.

42. Устройство по п. 40, отличающееся тем, что поперечное сечение цилиндрических отверстий (38) пазов, начиная от задней части (34) шихтованного сердечника, выполнено прерывисто уменьшающимся.

43. Применение устройства согласно любому предшествующему пункту для защиты вращающейся электрической машины, имеющей магнитную цепь, от связанных со сбоями сверхтоков.

44. Способ, предназначенный для защиты объекта (1) в электросиловой установке, подключенного к электрической сети (3) или другому оборудованию, включенному в электросиловую установку, от связанных со сбоями сверхтоков, причем на линии между объектом и сетью/оборудованием установлено выключающее устройство (4), отличающийся тем, что устройство (5) для понижения сверхтоков, подключенное к линии между объектом (1) и выключающим устройством (4), приводят в действие для понижения сверхтока, когда устройство (11-13), предназначенное для обнаружения режима сверхтока, обнаружит такой режим, в пределах периода времени, существенно меньшего по сравнению с временем отключения выключающего устройства (4).

45. Способ по п. 44, отличающийся тем, что сверхтоки отводят на "землю" (8) или в ином случае к другому устройству, имеющему более низкий потенциал по сравнению с сетью/оборудованием, с помощью устройства (5) для понижения сверхтоков.

46. Способ по п. 44 или 45, отличающийся тем, что дополнительный выключатель (6), который расположен на линии между выключающим устройством и объектом и между устройством (5) для понижения сверхтоков и объектом (1), приводят в действие и выполняют размыкание после того, как сверхток в направлении или от объекта (1) будет понижен с помощью устройства (5) для понижения сверхтоков.

47. Способ по любому из пп. 44-46, отличающийся тем, что устройство для понижения сверхтоков используют для защиты объекта в виде вращающейся электрической машины, имеющей магнитную цепь, в частности, генератора, двигателя или синхронного компенсатора.