SU1072172A1 - Ограничитель сверхтока - Google Patents

Abstract

1. ОГРАНИЧИТЕЛЬ СВЕРХТОКА ,содержащий магнитопроводы с рабочими и подмагничивающими обмотками, причем две рабочие обмотки в каждой фазе соединены согласно-последовательно, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и снижени  материалоемкости, одна из рабочих обмоток в каждой фазе размещена на одном магнитопроводе с соответствующими рабочими обмотками других фаз, а подмагничивающа  обмотка, расположенна  на этом же магнитопроводе, и выключенные встречно с ней согласно-последовательно соединенные подмагничивающие обмотки всех фаз других магнитопроводов подйлючены к источнику посто нного тока. 2. Ограничитель по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве источника посто нного тока использованы нсыщающиес  при сверхтоках трансформаторы тока, собранные в звезду и подключенные к трехфазному мостовому выпр мителю, с искусственной нулевой точкой и с линейным реактором в цепи выхода моста.

Description

tc

ю

Изобретение относитс  к энергетике и предназначено дл  ограничени  токов короткого замыкани  в электрических сет х.

Известны устройства дл  ограничени  сверхтоков в электрических сет х, содержащие магнитопроводы с рабочими и управл ющими обмотками 1.

Недостатками данных устройств  вл ютс  сложность магнитопроводов (четырехстержневой магнитопровод в каждой фазе), наличие в каждой фазе двух обмоток управлени  и двух рабочих обмоток, что определ ет относительно больщое падение напр жени  в нормальном режиме работы и,следовательно , пониженную эффективность, а также необходимость схем управлени  и принудительной коммутации тиристоров.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство, в котором в каждой фазе имеютс  две группы магнитопроводов с рабочими и подмагничивающими обмотками. Рабочие обмотки обеих групп магнитопроводов соединены согласно-последовательно и включены в цепь фазных проводов. Подмагничивающие обмотки всех фаз магнитопровбдов первой группы соединены между собой согласнопоследовательно и включены встречно с соединенными согласно-последовательно подмагничивающими обмотками второй группы магнитопроводов 2.

Недостатками известного устройства  вл ютс  сложность и бОльща  материалоем-, кость,так как дл  трехфазной сети требуетс  шесть отдельных магнитопроводов, каждый с рабочими и подмагничивающими обмотками , а также необходимость отдельного источника посто нного тока дл  питани  подмагничивающих обмоток.

Цель изобретени  - упрощение устройства и снижение материалоемкости путем уменьшени  числа магнитопроводов и подмагничивающих обмоток.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ограничителе сверхтока, содержащем магнитопроводы с рабочими и подмагничивающими обмотками, причем две рабочие обмотки в каждой фазе соединены согласно-последовательно , одна из рабочих обмоток в каждой фазе размещена на одном магнитопроводе с соответствующими рабочими обмотками других ф.аз, а подмагничивающа  обмотка, расположенна  на этом же магнитопроводе , и включенные встречно с пей согласно-последовательно соединенные подмагничивающие обмотки всех фаз других магнитопроводов подключены к источнику посто нного тока.

Кроме того, в качестве источника посто нного тока применены трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены в фазные провода, во вторичных цеп х трансформаторы тока собраны в звезду с нулевым выводом и подключены к трехфазному

мостовому выпр мителю с искусственной нулевой точкой, к которой подсоединен нулевой вывод трансформаторов тока, а в цепи выпр мительного тока установлен реактор с воздушным зазором в магнитопроводе.

На чертеже представлена схема предлагаемого ограничител .

Ограничитель содержит один магнитопровод 1 с трем  рабочими обмотками 2

и одной подмагничивающей обмоткой 3, три

магнитопровода 4 с рабочими 2 и подмагничивающими 3 обмотками; источник 5 посто нного тока , включающий в себ  трансформаторы 6 тока в каждой фазе, трехфазный мостовой выпр митель 7 с искусственной нулевой точкой и линейный реактор 8.

Ограничитель работает следующим образом .

В нормальном режиме подмагничивающие обмотки 3 обтекаютс  посто нным током от выпр мител  7. Ампервитки подмагничивающих обмоток 3 выбраны больше ампервитков рабочих обмоток 2 в нормальном режиме. Магнитопроводы 1 и 4 насыщены , и изображающие точки на их характеристиках намагничивани  наход тс  за коленом перегиба при любой полуволне рабочего тока. Потокосцепление рабочих обмоток практически не измен етс  и дл  сети их индуктивное сопротивление мало.

Параметры трансформаторов 6 тока и их вторична  нагрузка выбраны таким образом, что они насыщаютс  при превыщении первичного тока выще максимального рабочего тока, например, в 1,5-2 раза. Поэтому при коротком замыкании вьшр мленный вторичный ток не возрастает выше этой величины.

Рассмотрим работу ограничител  при двухфазном коротком замь1кании.

При межфазовых коротких замыкани х, не св занных с землей, магнитопровод 1 в ограничении тока не участвует. При двухфазном коротком замыкании фазные токи равны по величине и противоположны по фазе. В рабочей обмотке магнитопровода 4 одной из фаз ток короткого замыкани  совпадает с направлением подмагничивающего тока, а в другой фазе направлен навстречу.

В результате первый магнитопровод еще более насыщаетс , а другой выходит из насыщени . Выход сердечника из насыщени  означает переход изображающей точки на вертикальный участок характеристики намагничивани . Дальнейшее ее движение

происходит в услови х равенства рабочих и подмагничивающих ампервитков. Индуктивность реактора 8 выбрана достаточной, чтобы трансформацией в цепь подмагничивани  можно было пренебречь. Тогда ток в

первичной цепи не может возрасти выще величины приведенного к числу витков рабочей обмотки подмагничивающего тока. ЭДС контура короткого замыкани  практически приложена к рабочей обмотке ненасыщенного магнитопровода. Параметры магнитопровода и число витков рабочей обмотки выбраны так, чтобы перемагничивани  магнитопровода при этом не происходило. При изменении пол рности первичного тока короткого замыкани  в следующем полупериоде участвующие магнитопроводы мен ютс  рол ми: первый сердечник выходит из насыщени , а второй насыщаетс . В этой полуволне тока короткого замыкани  ЭДС контура тока приложена к первому магнитопроводу .

Аналогично ограничитель работает и при трехфазном коротком замыкании. В работе участвуют все три магнитопровода,которые коммутируют через интервал, равный 1/3 периода, в соответствии с направлением тока.

При однофазных коротких замыкани х в работу вступает магнитопровод 1. В одной полуволне тока, если она совпадает с направлением подмагничивающего тока, насыщен магнитопровод 1, а один из магнитопроводов 4 выходит из насыщени  и ограничивает рост тока. В другой полуволне магнитопроводы 4 и 1 мен ютс  рол ми.

Сердечник BcfynaeT в работу также при двухфазных замыкани х с землей. В сет х с изолированной нейтралью его установка не требуетс .

Пороговое значение тока короткого замыкани , выше которого ограничитель ограничивает его, определ етс  величиной тока, при котором происходит насыщение трансформаторов тока. Дл  регулировани  его в

определенном диапазоне во вторичные фазные провода трансформаторов тока можно, например, включить дроссели с регулированием их индуктивности.

Ограничители сверхтоков могут быть применены в энергосистемах. С ростом энергосистем возрастают токи короткого замыкани . Возросщие токи короткого замыкани  превыщают отключающую способность выключателей, в св зи с чем требуетс  их замена на более мощные. Установкой в энергосистемах нескольких ограничителей сверхтока, например в цепи щиносоединительных выключателей, можно снизить токи короткого замыкани  до допустимого уровн . Это позвол ет отказатьс  от замены выключателей и другого оборудовани , в чем и состоит экономическа  целесообразность установки ограничителей. Установка ограничителей позвол ет устанавливать более деШевую аппаратуру и на вновь вводимых энергетических объектах.

Кроме того, применение предлагаемых ограничителей позвол ет иметь более высокое остаточное напр жение при коротком замыкании, что повыщает устойчивость и надежность параллельной работы генераторов .

В низковольтных промышленных сет х применение ограничителей сверхтока дает возможность, например, включать несколько трансформаторов на параллельную работу , использу  существующую коммутационную аппаратуру. Это позвол ет оптимизировать загрузку трансформаторов, повысить надежность электроснабжени  и сэкономить резервную трансформаторную мощность.

Claims (2)

1. ОГРАНИЧИТЕЛЬ СВЕРХТОКА,содержащий магнитопроводы с рабочими и подмагничивающими обмотками, причем две рабочие обмотки в каждой фазе соединены согласно-последовательно, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения материалоемкости, одна из рабо чих обмоток в каждой фазе размещена на одном магнитопроводе с соответствующими рабочими обмотками других фаз, а подмагничивающая обмотка, расположенная на этом же магнитопроводе, и включенные встречно с ней согласно-последовательно соединенные подмагничивающие обмотки всех фаз других магнитопроводов подключены к источнику постоянного тока.

2. Ограничитель по π. 1, отличающийся тем, что в качестве источника постоянного тока использованы нсыщающиеся при сверхтоках трансформаторы тока, собранные в звезду и подключенные к трехфазному мостовому выпрямителю, с искусственной нулевой точкой и с линейным реактором в цепи выхода моста.

SU ,,,, 1072172