SU489176A1

SU489176A1 - Device for limiting short circuit currents

Info

Publication number: SU489176A1
Application number: SU1963473A
Authority: SU
Inventors: Александр Алексеевич Азовцев; Юрий Владимирович Блохин; Натан Борисович Гурвич; Евгений Борисович Келлер; Георгий Иванович Китаенко; Пантелей Григорьевич Мещеряков
Original assignee: Предприятие П/Я В-2156
Priority date: 1973-10-05
Filing date: 1973-10-05
Publication date: 1975-10-25

Description

Изобретение относитс к электротехкике , в частности к токоограничивающим оR Т1ЯОР11Г Л Т и V ГпГМ ГЧГЧГТг-и titrtvi n .tfr-rtt f устройствам, используемым в сет х переменного тока Дл ограничени токов ко роткого замыкани . Известны устройства дл ограничени токов короткого замыкани , состо ище из токоогран11чивающего активного сопротивлени , сверхпровод щего коммутационного блока, который шутирует активное сопротивление, индуктивной катушки с автоматическим выключателем, предназначенных дл удержани сверхпровод щего коммутационного устройства в состо нии нормальной проводимости, и выключател , превышающего ток в пепи сверхпровод щего коммутационного устройства. Применение активного сопротивлени дл ограничени тока короткого замыкани требует значительных габаритов устройств св зано с выделением значительной активной мощности и перегрузкой первичного двигател . Кроме того, использование специальной индуктивной катушки , ап (удержани сверхпровод щегокоммутационкого блока в состо ли нормальной лровс -1 nTT..ir-v,-.r.- „ - 1 димости и вод ного охлаждени токоограничивающего активного сопротивлени уве личивает габариты и число вспомогательиых элементов устройства, что отрицательно сказываетс на его надежности. Предложенное устройство отличаетс от известных тем, что дл упрощени устройства , повышени его надежности и ликвидации выделени значительной активной мощности за врем короткого замыкани токоогранич1тающее сопротивление Bbinojtнено в виде реактивной катушки, расположенной коаксиально с коммутационным блоком; катушка реактора выполнена из сверхпроводника второго рода, например, из сплава ниоби -цирконий и размещена в одном крирстате с коммутационным уст ройством. На фиг. 1 дана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 .. даны зависимости критических значений тока 1 от напр женности магнитного потока Н дл сверхпроводников первого (крива а) и второго (крива 6) рода, Устройство состоит из тсжоограничЕн веющего реактора 1 и сверхпровод щего коммутационного блока 2, включенного параллельно реактору 1. Сверхпровод щий коммутационный блок 2 выполнен в виде двух катушек, соединенных между собой последовательно или параллельно и .намотанных встречно, что позвол е1 11о ностью исключать их индуктивное сопроти ление. Катушки сверхпровод щего коммутацио ного блока выполнены из сверхпроводника первого рода. Устройство расположено в теплоизолирующем криостате 3, предназначенном дл поддержани низкой темпера туры. В нормальном режиме работы системы благодар нулевому сопротивлению сверх- ) провод щего коммутационного блока 2 ток-нагрузки протекает по нему мину реактор1, Включение реактора в цепь системы в момент короткого замыкани осуществл етс в результате перехода сверхпровод щего коммутационного блока в состо ние нормальной проводимости за счет увеличени проход щего по нему тока выще критического значени . При этом сопротивление коммутационнсго блока ре ко возрастает. Ток короткого замыкани начинает протекать по реактору и ограничиваетс по величине его реактивным соп ротивлением. Поддержание сверхпровод ще го коммутационного блока 2 в состо нии нормальной проводимости до отключени тока короткого замыкани осуществл етс магнитным полем, создаваемым реакто ром 1, дл чего катушки реактора и ком мутационного блока расположены коаксиль но. После отключени тока короткого зам кани сверхпровод щий коммутационный блок 2 автоматически восстанавливает све провод щие свойства, и система реактор коммутационный аппарат возращаетс в ис ходное состо ние. Врем восстановлени :сверхпровод щих свойств при Обеспечении надлежащего охлаждени незначительно, Это позвол ет использовать реактор толь- i ко в кратковременном режту1е работы и уменьшить его объем и вес. С целью получени минимальных объема и веса обмотка реактора 1 может быть изготовлена также из сверхпроводника. В этом случае должен быть использован сверхпроводник второго рода, обладающий более высокими критическими параметрами по сравнению со сверхпроводниками первого рода (см. фиг. 2). В нормальном режиме работы ток будет также протекать .по коммутацирнному блоку 2 из сверхпро-. Iводника первого рода, так как обмотка I реактора обладает индуктивным сопротивлением , рассчитанным по условию ограничени тока короткого замыкани . Расположение сверхпровод щего реактора 1 в одном со сверхпровод щим коммутацион-. ным блоком теплоизолирующем криостате позвол ет получить минимальные объем и вес предложенного устройства. .Предмет изобретени 1.Устройство дл ограничени токов короткого замыкани , содержащее токоограничивающее сопротивление, щунтированное сверхпровод щим коммутационным блоком, отличающеес тем, что, с целью упрощени , повышени надежности и ликвидации выделени значительной активной мощности за врем короткого замыкани , токоограничивающее сопротивление выполнено в виде реактивной катущки, расположеной коаксиально с коммутационным устройством . 2.Устройство по п. .1, о т л и ч а ющ е в с тем, что, с целью уменьшени объема и веса, катушка реактора выполнена из сверхпроводника второго рода, например , из сплава ниобий-цирконий и размещена в одном криостате с коммутационным устройством.This invention relates to electrical engineering, in particular, to current-limiting OR T1NLR11GLT and V GPGM HCCHGTG and titrtvi n .tfr-rtt f devices used in AC networks for limiting short-circuit currents. Devices are known for limiting short-circuit currents, consisting of current-carrying resistance, a superconducting switching unit that jokes resistance, an inductive coil with a circuit breaker, designed to keep the superconducting switching device in a state of normal conductivity, and a switch exceeding the current pes of superconducting switching device. The use of active resistance to limit the short-circuit current requires considerable device dimensions due to the release of significant active power and overload of the prime mover. In addition, the use of a special inductive coil, an (holding the superconductor of the switching unit in the normal state -1 nTT..ir-v, -. R.- „- 1, and water cooling of the current-limiting active resistance increases the size and number of auxiliary elements of the device, which adversely affects its reliability. The proposed device differs from the known ones in that, in order to simplify the device, increase its reliability and eliminate the release of significant active power during a short The Bbinojt cantilevered resistance is in the form of a reactive coil located coaxially with the switching unit, the reactor coil is made of a second-type superconductor, for example, from a niobium-zirconium alloy and placed in the same crystal with a switching device. Fig. 2 .. shows the dependences of the critical values of current 1 on the magnetic flux intensity H for superconductors of the first (curve a) and second (curve 6) kind, the device consists of the limit of the leading reactor 1 and a superconducting switching unit 2 connected in parallel to reactor 1. The superconducting switching unit 2 is made in the form of two coils interconnected in series or in parallel and wound oppositely, which makes it possible to eliminate their inductive resistance. The coils of the superconducting switching unit are made of a type I superconductor. The device is located in a heat insulating cryostat 3 designed to maintain a low temperature. In the normal operation of the system, due to the zero resistance of the super-) conductive switching unit 2, the current-load flows through it the mine reactor1. The reactor is switched on in the system circuit at the moment of short circuit due to the transition of the superconducting switching unit to the state of normal conductivity the increase in the current passing through it is higher than the critical value. At the same time, the resistance of the switching unit increases steadily. The short-circuit current begins to flow through the reactor and is limited by the magnitude of its reactive resistance. The superconducting switching unit 2 is maintained in the state of normal conductivity until the short circuit current is turned off by the magnetic field created by the reactor 1, for which the coils of the reactor and the switching unit are coaxial. After the short-circuit current is turned off, the superconducting switching unit 2 automatically restores the conductive properties, and the reactor system switching apparatus returns to its original state. The recovery time: superconducting properties while ensuring proper cooling is negligible. This allows the reactor to be used only in the short-term operation mode and to reduce its volume and weight. In order to obtain a minimum volume and weight, the winding of the reactor 1 can also be made of a superconductor. In this case, a superconductor of the second kind should be used, possessing higher critical parameters in comparison with superconductors of the first kind (see Fig. 2). In normal operation, the current will also flow through the switching unit 2 of the superpro. Ivodnika of the first kind, since the winding of the first reactor has inductive resistance, calculated on the condition of limiting the short circuit current. The location of the superconducting reactor 1 in one with the superconducting switching. The thermal insulating cryostat unit allows to obtain the minimum volume and weight of the proposed device. .Invention 1. A device for limiting short-circuit currents containing a current-limiting resistance suppressed by a superconducting switching unit, characterized in that, in order to simplify, increase reliability and eliminate the release of significant active power during a short-circuit time, the current-limiting resistance is made in the form of a reactive coils located coaxially with a switching device. 2. The device according to p .1, which is designed so that, in order to reduce the volume and weight, the reactor coil is made of a second type superconductor, for example, from niobium-zirconium alloy and is placed in one cryostat with switching device.

ЧH

J22J22

SISI

9 9

Vil2 1Vil2 1

HCHC

ut 2ut 2