SU598505A1 - Устройство дл защиты мощных преобразовательных установок - Google Patents

Abstract

1о УСТРОЙСТВО'дл  ЗАПЩТЫ МОЩНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК, в контур аварийного тока которых включены вентили, например, дл  плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередачи, содержащее регулируемые искровые промежутки с силовыми электродами из низкоом- ного материала, отличающе е- с   тем, что, с целью повьшени  надежности, защиты от аварийных токов и перенапр жений^ в контур аварийного тока включены предохранители, каждый из которых вместе с вентил ми зашунтирован искровым промежутком,2о Устройство по По1, отличающе е с   тем, что искровой промежуток выполнен двухэлектродным в виде полусфер»'Зо Устройство по По 1, о т л и ч а^ ю щ е е с   тем, что предохранители включены в рассечку питающих цепей преобразовател .4. Устройство по По 1, о т л и ч а- ю Щ е ее   тем, что предохранитель •включен в рассечку цепи посто нного тока, а шунтирующий искровой лроме- жуток выполнен трехэлектродным в ви- 'де полусфер, расположенных продольными ос ми в горизонтальной плоскостипод углом 120 друг к другу, при этом третий электрод подключен к общей точке преобразовател  и предохранител  ,5о Устройство по По 1, о т л и ч 3-ю щ е е с   тем, что искровой промежуток может быть вьтолнен четырех- электродным в виде полусфер, при этом три электрода расположены продольными ос ми в горизонтальной плоскости под углом 120" друг к другу и подключены к вводам переменного тока преобразовател , а четвертый размещен на вертикальной оси разр дного промежутка с одной стороны от горизонтально расположенных электродов и подключен к полюсу посто нно1''о тока преобразовател .6. Устройство по ПП.1 и 4, о т - личающеес  тем, что'искровой промежуток выполнен п тиэлект- родным., лри этом п тый электрод jsas*- мещен на вертикальной оси разр дного промежутка с одной стороны от горизонтально расположенных элек?гро- дов и подключен к другому полюсу посто нного тока преобразовател  о7» Устройство по пп.1 и 2, о т - личающеес  тем, что, с целью быстродействи  оно снабжено трансформатором, а искровой промежуток снабжен двум  пoджиJaющими• электродами из высокоомного материала, выполненными в виде цилиндров с закругленными кра ми диаметром,, много меньшим диаметра по'лусфер силовых электродов, которые подключены к вторичной обмотке трансформатора, первична  обмотка которого подключена к самосто тельному источник ^о9сдсо00сд о ел>&

Description

ку питани  через коммутирующее устрОЙСТВОо

8о Устройство по ппо1,2 и 7, отличающеес  тем, что электроды установлены на оси, перпендикул рной к оси силовых электродов и проход щей через центр искрового промежутка , симметрично относительно этого центра.

9, Устройство по пПо 1,4 и 7, отличающеес  тем, что по,п(жигающие электроды установлены на оси, образованной пересечением двух вертикальных плоскостей одна из которых проходит через горизонтальную ось одного из силовых электродов , а друга  - через пр мую, соедин ющую точки, наход щиес  на серединах дуг полусфер двух других силовых

электродов, сверху и снизу на одинаковых рассто ни х от силовых электродов ,

10о Устройство по пп„ 1,5,6 и 7, отличающеес  тем, что поджигающие электроды установлены в вертикальной плоскости, проход щей через горизонтальную ось одного из силовых электродов так, что их оси образуют угол не больше 90, биссектрисой которого  вл етс  горизонтальна  ось одного из силовых электродов, при этом искровой промежуток, образованный поджигающими электродами, совпадает с центром искрового промежутка между силовыми электродами, причем вертикально расположенные силовые электроды выполнены регулируемыми о

Изобрете1чие относитс  к технике защиты прео(5разователей от сверхтоков и перенапр жений и может найти применение дл  защиты высоковольтных преобразователей, например, устаноБОК дл  плавки гололеда посто нным и пульсирующим токами на воздушных лини х электропередачи, а также основ ного оборудовани  энергосистемы в режиме плавки Известны устройства дл  затдиты мощных преобразовательных установок, в контур аварийного тока которых включены вентили, содержащие регулируемые искровые промежутки с силовыми электродами из низкоомного материала с Однако такие устройства недоста точно надежны в работе и имеют низкое быстродействие с Дл  повышени  надежности защиты от аварийных токов и перенапр жений в предлагаемом устройстве в контур аварийного тока включены предохранители каждый из которых вместе с вентил ми зашунтирован искровым промежутком. Предохранитель, помимо функций св его пр мого назначени , вьшолн ет следующие дополнительные функции: ге нерирует перенапр жени , которые npii вод т к срабатыванию искрового промежутка, дуга которого шунтирует цепь предохранител ; г;ри сработ чвшем искровом промежутке: падение напр жени  на дуге предохранител  приводит К принудительному перераспределению аварийного тока между искровым промежутком и вентилем Искровой промежуток, во-перэых, обеспечивает возможность дугогашенил в предохранителе при протекании через него однопол рного тока амплитудой в несколько килоампер и более под действием рабочего посто нного напр жени  в дес тки киловольт и более, так как вместо полного рабочего напр жени  к предохранителю прикладьшаетс  только напр жение дуги в искровом промежутке, и, во-вторых, выполн ет функции шунта дл  токов в вентиле даже в случае протекани  сверхтоков без перенапр жений,. Искровой промежуток, может быть выполнен двухэлектродным в виде полусфер о Предохранители могут быть включены в рассечку питаюгдих цепей преобразовател о На фиго1-13 даны принципиальные схемы описываемого устройства с различными вариантам- конструктивного выполнени  разр дньж промежутков; на фиг,, 14 - графикд по сн ющий его работу. На фиг., 1 представлена принципиальна  схема устройства, где в цепь аварийного контура вентил  1 преобразовател  последовательно включен предохранитель 2, зашунтированный вместе с вентилем искровым промежутком Между вентилей и предохранителем в общем случае мажет находитьс  элект рический узел На фиг„2 изображен случай, когда защищаемый преобразователь имеет небольшое количество вентилей (плеч при этом целесообразно последовательное включение предохранител  2 цепи каждого вентил  (плеча) 1 и шунтирование предохранител  и венти л  искровым промежутком 3. На фиГоЗ показана схема устройст ва с включением предохранител  2 в рассечку питающей цепи преобразовател  и шунтированием его плеча 1 и предохранител  искровым промежутком Зо На фиг.4 дана схема, в которой предохранитель 2 установлен в рассечку цепи посто нного тока сложного преобразовател  1. При этом пр дохранитель и преобразователь зашун тированы трехэлектродным искровым промежутком, выполненным -электродами 4-6 о Два электрода подключены непосредственно к полюсам преобразо вател , а третий - к цепи посто нно го тока после предохранител  о На фиг о 5 показан пример выполнени  искрового промежутка трехэлектродным в виде полусфер, оси которых лежат в одной плоскости Дл  предох ранени  искровых промежутков от атмосферных осадков они помещены в закрытый кожух 7. На фиг о6 дана схема устройства дл  защиты трехфазного преобразовател , примен ема J если необходима защита плеч, подключенных только к одному полюсу (например, в схема;х Шткевича, схемах трехвентильного подвода, некоторых схемах дл  плавк гололеда посто нным и пульсирующим токами)о При этом искровые промежут ки выполнены четырьм  электродами 4-6 и 8. Три электрода 4-6 подключе ны к вводам переменного тока преобразовател , а четвертый электрод 8 - к полюсу посто нного тока преоб разовател . Искровые промежутки, об разованные этими -электродами, шунти руют плечи преобразовател  с последовательно включенными предохраните л ми 2, На показан пример выполнени  искрового промежутка четырехэлектродныМо Три электрода 4-6, под 5 ключенных к вводам переменного тока преобразовател , выполнены в виде полусфер, расположенных продольными ос ми в горизонтальной плоскости под углом 120 друг к другу, а четвертый электрод 8 размещен на вертикальной оси разр дника под,горизонтально расположенными электродами, образу  с каждым из них одинаковые промежутки. Все электроды помещены в закрытый кожух 7. На фиг о8 дана схема дл  шунтировани  техфазного мостового преобразовател  как со стороны переменного, так и со стороны посто нного тока. Шунтирующие искровые промежутки вьН полнены п тью электродами. Электроды 4-6 подключены к вводам переменного тока преобразовател , а электроды 8 и 9 - к полюсам посто нного тока преобразовател „ Искровые промежутки , образованные этими электродами , Ш5ШТИРУЮТ вентили плеч преобразовател  с последовательно включенными предохранител ми. На фиг„9 показан пример конструктивного выполнени  искрового промежутка п тиэлектродным. Электроды 4-5д подключенные к вводам переменного тока преобразовател , установлены продольными ос ми в горизонтальной плоскости под углом 120° друг к другу , а электроды 8 и 9, подключенные к полюсам посто нного тока преобразовател , установлены на вертикальной оси разр дника сверху и снизу от горизонтально расположенных электродов , образу  с ними искровые промежутки . Все электроды помещены в закрытый кожух 7, Предложенное устройство работает следующим образом. При по влении сверхтока в цепи с вентил ми установленные в контуре аварийного тока предохранители начинают разрывать ток, что приводит к по влению на них напр жений, обуславливающих срабатывание шунтирующего вентиль и предохранитель.искрового промежутка. Шунтирование дуги в предохранителе дугой искрового лро : межутка облегчает гашение дуги в ; предохранителе и отключение тока лонг реждени  в цепи вентил  Дуга в иск- ровом промежутке гаснет с момента отключени  тока ловреждени  выключателем преобразовател .

Приход щие грозовые и коммутационные перенапр жени  ограничивает искровой промежуток о

С целью обеспечени  стабильности пробивных напр жений искровые проме жутки выполн ютс  с конфигурацией шар-шар. Дл  этого электродам искровых промежутков, изготовленным из термостойкого низкоомного материала , например графита, придана шарообразна  рабоча  поверхность.

В данном устройстве возможно применение низковольтных предохранителей на большие номинальные токи имеюпщх небольшое восстанавливающее напр жение В .этом случае искровой промежуток включенный .параллельно предохранителю и вентилю, дл  облегчени  его срабатывани , необходимо поджигать от постороннего источника напр жени  о Поджиг искрового промежутка , кроме того, способствует повшению быстродействи  устройства Схма такого устройства представлена на фиг.10. В искровом промежутке, если он один, или в одном из искровых промежутков, если электродов, образующих промежутки, несколько, устанавливают два поджигающих элект рода 10 и 11 из высокоомного материла , вьшолненных в виде, цилиндров диаметром на один-два пор дка меньшим диаметра полусфер силовых электродов Поджигающие электроды имеют закругленные рабочие поверхности, образующие поджигающий искровой промежуток , и подключены к обмотке высокого напр жени  трансформатора 12 напр жени , обмотка низкого напр жени  которого подключена через коммутирующие устройства 13 к независимому источнику 14 напр жени .

Применение высокоомного материала дл  вспомогательных электродов способствует быстродействию срабатывани  искрового промежутка как при выполнении электродов из высокоомного материала (см. кривую а на фиго 14), так и при вьшолнении их из низкоомного материала (см. кривую б на фиг,14), в одинаковых прочих услови х

На фиго11-13 показаны примеры расположени  поджигающих электродов в двух-, трех- и п тиэлектродных промежутках

Все силовые и поджигающие электроды в различных схемах предлагаемого устройства имеют возможность небольшого перемещени  йдоль своих осей, а также дополнительно в двух плоскост х, что обеспечивает регулировку искровых промежутков между электродами

.З

Фиг. г

НУ

Фиг. 6

i

7

.

74 X Jj

,

V V

f

Фиг. 8

Фиг.З

Л

W

5 -(7

- в «/л г/г.//

«7

12

Фиг. 10 Чг/г. /

//

Claims (10)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МОЩНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК, в контур аварийного тока которых включены вентили, например, для плавки гололеда на проводах воздушных линий электропередачи, содержащее регулируемые искровые промежутки с силовыми электродами из низкоомного материала, отличающе ес я тем, что, с целью повышения надежности, защиты от аварийных токов и перенапряжений^ в контур аварийного тока включены предохранители, каждый из которых вместе с вентилями зашунтирован искровым промежутком.

2. Устройство по п.1, о т л и чающее с я тем, что искровой промежуток выполнен двухэлектродным в виде полусфер.

'

3. Устройство по п.1, о т л и ч а~ ю щ е е с я тем, что предохранители включены в рассечку питающих цепей преобразователя.

4. Устройство по п.1, о т л и ч аю Щ е е с я тем, что предохранитель включен в рассечку цепи постоянного тока, а шунтирующий искровой промежуток выполнен трехэлектродным в виде полусфер, расположенных продольными осями в горизонтальной плоскости под углом 120° друг к другу, при этом третий электрод подключен к общей точке преобразователя и предохранителя .

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что искровой промежуток может быть выполнен четырехэлектродным в виде полусфер, при этом три электрода расположены продольными осями в горизонтальной плоскости под углом 120° друг к другу и подключены к вводам переменного тока преобразователя, а четвертый размещен на вертикальной оси разрядного промежутка с одной стороны от горизонтально расположенных электродов и с подключен к полюсу постоянного тока преобразователя.

6. Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что'искровой промежуток выполнен пятиэлектродным., лри этом пятый -электрод размещен на вертикальной оси разрядного промежутка с одной стороны от горизонтально расположенных -электродов и подключен к другому полюсу постоянного тока преобразователя.

7. Устройство по пп.1 и 2, о т -* личающееся тем, что, с целью быстродействия оно снабжено Трансформатором, а искровой промежуток снабжен двумя поджигающими электродами из высокоомного материала, выполненными в виде цилиндров с закругленными краями диаметром,, много меньшим диаметра полусфер силовых электродов, которые подключены к вторичной обмотке трансформатора, первичная обмотка которого подключена к самостоятельному источник/

SU ,„. 598505 ку питания через коммутирующее устройство,,

8 о Устройство по пп.1,2 и 7, от- личающееся тем, что электроды установлены на оси, перпендикулярной к оси силовых электродов и проходящей через центр искрового промежутка, симметрично относительно этого центра. 10

9 о Устройство попп, 1,4 и 7, отличающееся тем, что поджигающие электроды установлены на оси, образованной пересечением двух вертикальных плоскостей, одна 15 из которых проходит через горизонтальную ось одного из силовых электродов, а другая - через прямую, соединяющую точки, находящиеся на серединах дуг полусфер двух других силовых 20 электродов, сверху и снизу на одинаковых расстояниях от силовых электродов .

10. Устройство по пп„ 1,5,6 и 7, отличающееся тем, что поджигающие электроды установлены в вертикальной плоскости, проходящей через горизонтальную ось одного из силовых электродов так, что их оси образуют угол не больше 90°, биссектрисой которого является горизонтальная ось одного из силовых электродов, при этом искровой промежуток, образованный поджигающими электродами, совпадает с центром искрового промежутка между силовыми электродами, причем вертикально расположенные силовые электроды выполнены регулируемыми.