SU42190A1 - Устройство дл защиты электрических установок от сверхтоков - Google Patents

Description

Уже предлагалось примен ть резонансные контуры, включаемые последовательно в линии передачи электрической энергии, дл  защиты этих линий от сверхтока. В предлагаемом устройстве, с целью осуществлени  в контуре резонанса токов лишь при определенной перегрузке в защищаемой линии, реактор или конденсатор, составл ющие элементы контура, выполнены, согласно изобретению, автоматически измен ющимис , в зависимости от нагрузки реактивным или, соответственно, емкостным сопротивлением.

Предлагаемое устройство изображено на фиг. 1 и 2 чертежа в двух формах выполнени .

Устройство состоит из одного или нескольких идентичных резонансных контуров, включенных последовательно в линию, защищаемую от сверхтока. Число контуров определ етс  параметрами и режимом работы (главным образом , напр жением) защищаемой системы . В зависимости от характера системы, устройство включаетс  или непосредственно в цепь (фиг. 1),или через понижающий трансформатор (фиг. 2), работающий по принципу трансформатора тока.

(418)

Каждый из резонансных контуров устройства состоит из включенных параллельно катушки самоиндукции с ферромагнитным сердечником и конденсатора (статического или синхронного).

Один из этих двух элементов (или оба) выполн етс  с автоматически измен ющимс  в зависимости от нагрузки реактивным сопротивлением.

Реактор с автоматически измен ющимс  при изменении нагрузки реактивным сопротивлением может быть выполнен одним из известных способов. Например, автор считает возможным применить дл  сердечника катушки такой материал, который обладает магнитной проницаемостью, завис щей от индукции в широких пределах; така  катушка так рассчитываетс , что при нормальной силе тока она создает весьма слабое магнитное поле, и магнитна  проницаемость ее сердечника близка к „начальному значению. При этом сопротивление катушки невелико и значительно меньше сопротивлени  конденсатора. Ток цепи протекает почти целиком по катушке. При увеличении силы тока в цепи будет увеличиватьс  также ток в катушке, а вместе с ним и ее магнитна  проницаемость и реак«Si

тивное сопротивление. Режим работы контуров будет приближатьс  к режиму резонанса токов, вследствие чего сопротивление устройства будет возрастать .

Стабильный режим работы системы наступит при некоторой силе тока в цепи, величина которой может быть предопределена соответствующей конструкцией устройства. Из изложенного следует, что при такой конструкции реактора работа ограничител  в высокой степени зависит от свойств сердечника катушки. Дл  получени  желаемого эффекта материал сердечника должен обладать следующими качествами: а) начальна  магнитна  проницаемость материала должна быть небольшой и оставатьс  приблизительно посто нной при изменении силы тока от нул  до нормальной величины; б) при увеличении силы тока сверх нормальной величины магнитна  проницаемость должна быть, по возможности, большой; в) материал должен обладать малыми удельными потер ми (потер ми на гистерезис и токи Фуко). Автор указывает , что из существующих в насто щее врем  сплавов дл  изготовлени  сердечника катущки может быть применен , например, сплав железа с никелем (50о/о Fe, бО/о Ni), дающий достаточный перепад магнитной проницаемости (начальна  проницаемость пор дка 3000, максимальна  проницаемость пор дка 70000). Еще больший перепад проницаемости дает сплав Fe с Si ( iimax 20000). В случае применени  первого из указанных сплавов рактивное сопротивление катушки может быть доведено, приблизительно, до 23-кратной начальной величины. Достаточный перепад магнитной проницаемости дает также чистое железо и р д других сплавов. Автор не сомневаетс , что сплавы, изготовленные специально дл  сердечника катушки, позвол т измен ть ее реактивное сопротивление в еще более широких пределах. Располага  емкостью в 100 JiF, можно, даже в случае применени  первого из указанных сплавов, получить сопротивление контура свыше 200 ом (дл  f 50 герц) при начальном сопротивлении пор дка 7 ом. Изготовление катушки соответствующей реактивности не представл ет затруднений даже в случае применени  менее магнитных материалов, чем примененный сплав.

Относительно конструктивного оформлени  устройства могут быть высказаны следующие общие соображени :

а)катушка должна обладать малым активным сопротивлением, т. е. ее обмотка должна состо ть из небольшого числа витков толстой медной проволоки , а сердечник должен быть выполнен в виде пакета листов или проволок;

б)в качестве частей устройства (катушка , конденсатор) могут быть использованы в отдельных случа х элементы системы, ток которой подлежит ограничению . Окончательный выбор материала и конструкции устройства должен производитьс  отдельно дл  каждого частного случа  его применени . Стандартные типы устройства могут быть установлены после экспериментального исследовани  его работы в различных услови х, чем определитс  также область его применени .

В частности может быть исследовано вли ние несинусоидальности напр жени  на работу устройства, вли ние присутстви  железа в резонансном контуре на работу всей системы и т. п. В результате исследовани  могут быть намечены меропри ти , гарантирующие надежность работы устройства, может быть выработана методика его расчета и могут быть точно формулированы все требовани , предъ вл емые к материалу сердечника катушки.

Устройство может быть выполнено и иначе. При наличии конденсаторов большой емкости устройство может быть сконструировано дл  работы на нисход щей части кривой ( (//) материала сердечника реактора.

Резонансные контуры устройства могут состо ть из катушек посто нного сопротивлени  и конденсаторов, емкость которых автоматически измен етс  при изменении силы тока (например, синхронный конденсатор с автоматической регулировкой силы тока возбуждени  или статический конденсатор, диэлектрик которого обладает переменной диэлектрической посто нной).

Ограничитель может быть сконтруирован так, чтобы его сопротивление, при соответствующем включении ограничител ,  вл лось функцией напр жени  сети.

Как указывает автор, предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами:

1) оно строго лимитирует силу тока в цели, уничтожает возможность возникновени  в системе слишком больших токов, в частности, токов короткого замыкани ; при условии достаточной надежности работы предлагаемого устройства конструкци  генерирующих, передающих и приемных устройств может быть сильно упрощена и удешевлена; в частности, применение предлагаемого устройства позволит значительно снизить разрывную мощность масл ных выключателей, обусловить уменьшение механических усилий, испытываемых элементами системы при коротком замыкании, уменьшить нагрев элементов системы токами короткого замыкани , уменьшить вли ние линий передачи на провода слабого тока и позволит значительно облегчить конструкцию защитного заземлени  системы;

2) устройство позвол ет производить выключение поврежденных элементов системы при сравнительно небольшой силе тока, что в корне мен ет и упрогЦает систему защиты; 3) устройство обладает небольшим сопротивлением при нормальной силе тока и не затрудн ет регулировани  напр жени  в системе; 4) сопротивление устройства возрастает автоматически и притом совершенно плавно, без каких-либо скачков или толчков.

Предмет изобретени .

Устройство дл  защиты электрических установок от сверхтоков, состо щее из электрического контура, включенного последовательно в защищаемую линию и составленного из параллельно соединенных реактора и конденсатора, отличающеес  тем, что, с целью осуществлени  в контуре резонанса токов лишь при определенной перегрузке в защищаемой линии, реактор или конденсатор выполнены с автоматически измен ющимс  в зависимости от нагрузки реактивным или, соответственно, емкостным сопротивлением.

cpur.l

ОЗигЕ.