SU505080A1 - Управл емое токоограничивающее устройство - Google Patents

Description

(54) УПРАВЛЯЕМОЕ ТОКООГРАНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Управл емое токоограничивающее устройство относитс  к области энергетики, предназначено дл  ограничени  токов короткого замыкани  и может служить потребителем реактивной мощности.

К токоограничивающим устройствам предъ вл ютс  следующие требовани : при различных эксплуатационных режимах, устройство должно обладать минимальным сопротивлением; ограничение токов короткого замыкани  должно происходить автоматически в течение полупериода нарастани  тока короткого замыкани ; ограничивающее действие устройства не должно зависеть от момента возникновени  нарущени  нормального режима и сопровождатьс  по влением недопустимых перенапр жений; переход от режима короткого замыкани  к нормальному режиму должен быть достаточно быстрым и не сопровождатьс  недопустимыми перенапр жени ми.

К управл емым токоограпичивающим устройствам предъ вл етс  также требование быстрого изменени  сопротивлени  под действием управл ющего сигнала.

В насто щее врем  дл  ограничени  токов короткого замыкани  примен ютс  сухие реакторы (простые и сдвоенные), ограничители тока , масл ные реакторы, управл емые реакторы с подмагничиванием (стержневые и с вращающимс  магнитным полем).

Однако сухие и масл ные реакторы имеют больщие потери напр жени  и энергии в нормальном режиме работы, что налагает ограничение на величину индуктивного сопротивлени .

Ограничители тока работают на принципе гашени  дуги вставки взрывающимс  пиропатроном . В них потери напр жени  и энергии сведены до минимума, однако, они имеют сложное запальное устройство, большую стоимость , после отключени  короткого замыкани  требуют смены вставки. Ограничители тока примен ютс  в установках до 35 кв.

В зказанных токоограничивающих устройствах отсутствует регулирование индуктивного сопротивлени  в нормальном режиме работы.

Управл емый реактор с подмагничиванием отвечает требовани м, предъ вл емым к управл емым токоограничивающим устройствам. Он состоит из реактора с расщепленными стержн ми магнитопровода. На каждом расщепленном стерлсне намотана обмотка управлени . Силова  обмотка реактора обхватывает весь стержень магнитопровода. По силовой обмотке проходит переменный ток нагрузки. К обмоткам управлени  подводитс  посто нный ток от специального источника посто нного тока . Обмотки управлени  включены между собой встречно, чтобы избежать по влени  наведенного переменного тока в цепи подмагничивани . Электрическа  св зь между обмотками управлени  и обмоткой реактора отсутствует .

Известно, что индуктивное сопротивление реактора со стальным сердечником и содержание высших гармоник в токе нагрузки зависит от степени подмагничивани  посто нным током. Увеличение посто нного тока подмагничивани  уменьшает магнитную проницаемость стали реактора и, следовательно, индуктивное сопротивление реактора. Но высока  степень подмагничивани  требует увеличени  мош,ности источника посто нного тока и, таким образом, стоимости всего реактора. Кроме того, управл емый реактор с подмагничиванием слабо ограничивает ударный ток короткого замыкани .

Цель изобретени  - создание управл емого токоограничиваюш,его устройства без специального источника посто нного тока, с меньшими потер ми напр жени  и энергии в нормальном режиме работы и с большей эффективностью ограничени  ударного тока короткого замыкани .

Это достигаетс  благодар  тому, что обмотки управлени  каждой фазы соединены согласно-параллельно с соответствующей силовой обмоткой реактора и подсоединены к питающей сети посредством управл емых вентилей через блок управлеии  и трансформатор напр жени . Вентили снабжены запирающим блоком, содержащим измерительный элемент, анализатор направлени  тока и накопитель электрической энергии. Вход измерительного элемента подключен к питающей сети через трансформатор тока, выходы- к блоку управлени  и. входу анализатора направлени  тока, выход анализатора - к входу накопител  электрической энергии, второй вход которого подсоединен к трансформатору напр жени , а выходы соединены с выводами обмоток управлени .

На фиг. 1 показана схема трехфазного реактора .

Реактор содержит магнитопровод 1 и обмотку 2. Кажда  фаза реактора имеет расщепленные стержни, на которых наход тс  обмотки 3 и 4 подмагничивани . Обмотки подмагничивани  через управл емые вентили 5, 6 включены согласно-параллельно с обмоткой 2 реактора. Управление тиристорами осуществл етс  от блока 7 управлени , который питаетс  от трансформатора 8 напр жени . Быстродействующее запирающее устройство 9 включает: трансформатор 10 тока, измерительный элемент 11, анализатор 12 направлени  тока и накопитель электрической энергии - конденсатор 13.

На фиг. 2 представлена принципиальна  схема запирающего устройства.

Запирающее устройство состоит из трансформатора с двум  обмотками (10, 10), которые подключаютс  к первичным обмоткам импульсных датчиков 14 и 15 тока (каждый совмещает элементы 11, 12). Обмотки подмагничивани  датчиков 14, 15 через дроссель 16 соединены с источником 17 посто нного тока. Уставка тока срабатывани  датчиков регулируетс  подмагничивающими ампер-витками. Выходные обмотки импульсных датчиков тока через вентили 18, 19 подключаютс  к цеп м управлени  тиристоров 20, 21. Конденсатор 13 зар жаетс  от источника 17 посто нного тока через сопротивление 22. Разр д конденсатора

13 происходит при отпертом тиристоре 20 или 21 через импульсный трансформатор 23, вентили 24 или 25, конденсаторы 26 или 27 на вентили 5 или 6, в зависимости от направлени  тока короткого замыкани .

Дл  понижени  напр жени , прикладываемого к вентил м 5, 6 в режиме короткого замыкани , и, следовательно, дл  уменьшени  числа последовательно соединенных управл емых вентилей, обмотки подмагннчивани  3, 4

и реактора 2 соединены согласно.

В нормальном режиме работы установки на управл емые вентили 5, 6 подаютс  импульсы управлени  от блока 7. Управл емые вентили открываютс  и пропускают полуволны тока

нагрузки. По обмоткам подмагничивани  протекает выпр мленный ток нагрузки, который создает подмагничивание стали магнитопровода . Индуктивное сопротивление токоограничивающего устройства уменьшаетс . Измен  

угол открыти  управл емых вентилей, можно измен ть индуктивное сопротивление.

В режиме короткого замыкани  ток в трансформаторе 10 увеличиваетс  до тока уставки, срабатывает измерительный элемент 11 и запускает анализатор 12 направлени  тока, а также снимает импульсы управлени  с управл емых вентилей 5, 6. Анализатор направлени  тока управл ет пол рностью разр да накопител  электроэнергии (конденсатора).

В результате разр да к тиристору, наход щемус  в данный момент в открытом состо нии, прикладываетс  мощный импульс обратной пол рности. Провод щий управл емый вентиль запираетс  раньше, чем ток короткого

замыкани  достигнет максимального значени . Ток короткого замыкани  протекает только через обмотки 2 реактора и ограничиваетс .

Соответственно, на принципиальной схеме запирающего устройства при превышении током короткого замыкани  в обмотках 10, 10 трансформатора тока уставки срабатывают датчики 14 или 15, в зависимости от направлени  тока короткого замыкани . Величина тока уставки регулируетс  подмагннчивающими ампер-витками, подключенными через дроссель 16 к источнику 17 посто нного тока. С выходных обмоток датчиков тока импульсы тока через вентили 18 или 19 подаютс  па тиристоры 20 или 21. При открытии тиристора 20 или

21 происходит разр д зар женной от источника посто нного тока конденсаторной батареи, через импульсный трансформатор 23, вентили 24 или 25, конденсаторы 26 или 27 на силовые управл емые вентили 5 или 6. К управл емому вентилю, наход щемус  в данный момент в открытом состо нии, прикладываетс  мощный импульс обратной пол рности. Управл емый вентиль запираетс , и ток короткого замыкани  проходит только по обмотке 2 реактора .

Управл емое реакторное устройство может найти применение на электростанци х дл  ограничени  токов короткого замыкани  и регулировани  напр жени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Управл емое токоограничивающее устройство , содержащее реактор с расщепленным магнитопроводом с обмотками пра15ле11и  на каждом стержне магнитопровода, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени5; потерь напр жени  и энергии в нормальном режиме работы и увеличени  эффективности ограничени  токов короткого замыкани , обмотки управлени  каждой фазы соединены согласнопараллельно с соответствующей силовой обмоткой реактора и подсоединены к питающей сети носредством управл емых вентилей через блок управлени  и трансформатор напр жени , указанные вентили снабжены запирающим блоком, содержащим измерительный элемент , анализатор направлени  тока и накопитель электрической энергии, причем вход измерительного элемента нодсоединен к питающей сети через трансформатор тока, выходы подсоединены к блоку управлени  п входу анализатора направлени  тока, выход которого подсоединен к входу накопител  электрической энергии, второй вхоп, котпрого подсоеданен к трансформспору напр жени , а выходы подсоединены к выводам обмоток унравленп .