SU907654A1 - Устройство дл ограничени перенапр жений и токов короткого замыкани на высоковольтной подстанции - Google Patents

Description

TOMaia подсоединен параллельно защитному промежутку, а размыкающий контакт включен в цепь обмотки управлени  посто нного тока 7.,

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что предварительно насыщенный реактор не ограничивает ток однофазного и двухфазного короткого замыкани  на землю и величину динамических воздействий на электрооборудование от ударных токов короткого замыкани . В переходных режимах насыщени  реактора возможно возникновение резонансных и феррорезонансных перенапр жений на лини х электропередам, внутренних перенапр жений наизол ци электротехнического оборудовани  и коммутационных перенапр жений на линейных выключател х, Предварительное насыщение реактора до начала возникновени  перенапр жений опасной веЛИЧИНЫ1 приводит к необходимости имет независимый источник питани  посто нного тока. Необходимость увеличени  сопротивлени  предварительно насыщенного реактора до оптир1альной величины перед отключением тока короткого замыкани  линейным выкпючателем приводит к необходимости иметь в цепи посто нного тока специальный автомат гашени  магнитного пол .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  ограничени  токов короткого замыкани , и перенапр жений на высоковольтной подстанции , повышающее эффективность ограничени , благодар  наличию трехфазного трансформатора последовательного включени , первичные обмотки каждой фазы которого включень в цепи соответству ощих обмоток силового трансфоматора , а вторичные обмотки соединены параллельно и шунтированы последовательно соединенными конденсатором и катушкой индуктивности, настроенными в нормальном режиме в резонанс напр жений, при этом конденсатор шунтирован параллельно соединенными нелинейным ферромагнитным элементом и выпр мительным блоком, выпр мительный блок выполнен в виде моста, одна диагональ которого подключена к конденсатору, а к второй диагонали подключена обмотка управлени  насыщающегос  реактора 3

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что электрические характеристики ограничивающегос  дроссел  насыщени  с подмагничиванием от источника посто нного тока, наход щегос  в функциональной зависимости от режима трансформатора последовательHorjo включени , привод т к необходимости его подключени  к нейтрали высоковольтных обмоток силового трансформатора через искровой промежуток. Необходимость увеличени  сопротивлени  предварительно насыщенного реактора до оптимальной величины приводит к необходимости сохранени  в цепи посто нного тока специального автомата гашени  магнитного пол . Невозможность одновременного комплексis ного воздействи  устройства на ограничение и при необходимости снижение параметров колебательных процессов по напр жению и току до безопасных величин. Необходимость больших диапазонов коэффициентов регулировани  и токоограничени , привод щих к габаритам устройства,соизмеримым с габаритами силовых трансформаторов аналогичных мощностей . При максимальных токах короткого замыкани  эффективность ограничени  внутренних перенапр жений снижаетс .

Цель изобретени  - обеспечение более эффективного ограничени  ударных токов, параметров аварийных токов и опасных перенапр мений не только при переходных, но и колебательных процессах до безопасных величин, исключение веро тности возникновени  резонансных и феррорезонансных перенапр жений на лини х электропередач , внутренних перенапр жений на изол ции электротехнического оборудовани  и коммутационных перенапр жений на выключател х, отказ от искрового промежутка и, естественно, от автомата гашени  пол , снижение необходимого диапазона изменени  параметров реактора и его габаритов, а, следовательно , существенное ограничение электрических потерь и результирующее повышение быстродействи  работы всего устройства.

Поставленна 5 цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  ограничени  перенапр нений и токов короткого замыкани  на высоковольтной подстанции, содержащем нгсыьдающийс  реактор, рабоча  обмотка которого включена в нейтраль обмотки силового трансформатора, трехфазный трансформатор, первичные обмотки каждой фазы которого включе . ны последооательно в цепи соответствуЮ1ДИХ обмоток силового трансформатора а вторичные обмотки соединены параллельно и шунтированы последовательно соединенными нелинейными.элементом и конденсатором, параллельно которому подсоединен нелинейный ферромагнитны элемент и выпр мительный блок, выпол ненный в виде моста, к одной диагона ли которого подсоединена обмотка управлени , насы1даю1Щ1Йс  реактор снабжен дополнитепьной обмоткой магнитно св занной с обмотками этого реактора втора  диагональ выпр мительного моста подсоединена параллельно нелинейному Ферромагнитному элементу, а дополнительна  обмотка подсоединена параллельно конденсатору. На чертеже изображена принципиаль на  электрическа  схема предлагаемого устройства. К нейтрали 1 обмотки силового трансформатора подключена непосредст венно обмотка 2 переменного тока насыщающегос  реактора с подмагничиванием , силовые обмотки 3 трансформато ра последовательного включени  включены в силовые цепи переменного тока и магнитно св заны с управл ющими обмотками Ц, параллельно которым включен контур,состо щий из последов тельно соединенных нелинейного ферромагнитного элемента 5 с минимальным напр жением насыщени , и конденса тора 6, параллельно конденсатору под ключен нелинейный ферромагнитный эле мент 7 с максимальным напр жением на сыщени , выпр мительный блок 8 подключен одной диагональю к обмотке уп равлени  9 насыщающегос  реактора, другой диагональю - к ферромагнитному элементу 5, дополнительна  обмотка 10 магнитно св зана с обмотками насыщающегос  реактора и подключена параллельно конденсатору 6. В нормальном режиме работы оптимальна  величина сопротивлени  обмот ки 2 nepefABHHoro тока насыщающегос  реактора в нейтрали 1 обмотки силового трансформатора и резонанс напр жений у последовательно соединенных нелинейного ферромагнитного эле мента 5 и конденсатора 6 обеспечивают готовность защитного устройства к работе по ограничению как перенапр жений , так и токов короткого замыкани  .в зависимости от характера возникающих аварийных режимов. При возникновении перенапр жений в сети возросшие токи в обмотках 3 трансформатора последовательного включени  привод т к увеличению токов в цеп х управл кхдих обмоток j указанного трансформатора и повышению напр жени  не нелинейном ферромагнитном элементе 5 что в свою очередь приводит к срабатыванию выпр мительного блока 8, по влению посто нного тока в обмотке управлени  9 и, как следствие,доаварийному снижению величины сопротивлени  обмотки 2 переменного тока насыщающегос  реактора. Более того, снижение противодействующих магнитных потоков, создаваемых управл ющими обмотками k в результате нарушени  резонанса напр жений между последовательно соединенными нелинейным ферромагнитным элементом 5 и конденсатором (, способствует увеличению сопротивлений силовых обмото-к 3, что в свою очередь обеспечивает не только дополнительное снижение перенапр жений 1зоздействую1цих на изол цию всего электротехнического оборудовани , но и одновременную предварительную подготовку защитного устройства к ограничению токов короткого замыкани  в случа х их возникновени . Следовательно, при возникновении перенапр жений в сети автоматически снижаетс  величина сопротивлени  нулевой последовательности, что в свою очередь обеспечивает снижение перенапр жений воздействующих на изол цию подстанционного электрооборудовани  благодар  комплексному воздействию устройства на основе функционального взаимодействи  между обмоткой 2 переменного тока насыщающегос  реактора, обмотками 3 и Ц трансформатора последовательного включени , нелинейным ферромагнитным элементом 5, конденсатором 6 и выпр мительным блоком 8, обеспечипающим своевременное по вление посто нного тока в обмотке управлени  9При возникновении в сети токов короткого замыкани  и их протекани  через об ютку 2 переменного тока насыщающегос  реактора по вл ютс  максимально допустимые расчетные величины напр жений на дополнительной обмотке 10, привод щих к мгновенному возникновению резонанса токов между параллельно соединенными нелинейным ферромагнитным элементом 7 и конденсатором 6, что приводит к весьма эффективному увеличению сопротивлени  в цеп х управл ющих обмоток h и н оснойе указанных сЬизимеских  влений переходу силовых обмоток 3 трансформатора последовательного включени  в режим реакторов с вытекаюцей отсюда эффективностью ограничени  токов короткого замыкани  до отключени  коммутационных аппаратов. Более того, увеличение напр жени  на параллельном контуре обеспечивает снижение напр жени  на нелинейном.ферромагнитном элементе 5 ниже величины напр жени  срабатывани  выпр мительного блока 8, что в свою очередь обеспечивает свое .временное увеличение сопротивлени  обмотки 2 переменного тока насыщаю-/ щегос  реактора.

Следовательно, при по влении токов короткого замукани  в сети автома тически повышаетс  результирующа  величина сопротивлени  нулевой последовательности благодар  комплексному воздейстоию устройства на основе функционального взаимодействи  между обмоткой 2 переменного тока насыщающегос  реактора, обмотками З и k трансформатора последовательного включени , дополнительной обмоткой 10, обеспечивающей по вление резонансного KOHfypa между нел иней рома гни т ным элементом 7 и конденсатором 6, а также отсутствие выпр мленного тока в обмотке управлени  3.

Таким образом, предлагаемое устройство дл  ограничени  перенапр жений и токов короткого замыкани  на высоковольтной подстанции оказывает комплексное воздействие на изменение результирую1чей величины сопротивле .ни  нулевой последовательности при любых аварийных режимах в сет х и колебательных процессах за необходимый период времени.

Экономический эффект выражаетс , по предварительным реальным подсчетам , только за исключени  необходимости замены коммутационных аппаратов напр жением 150-330 кС суммой в пределах 1,6 млн. руб. и силовых трансформаторов указанного напр жени  суммой в пределах 2, млн, руб.

по системе Днепроэнерго, а эффективность снижени  экономических убытков , в результате повышени  надежности работы электрических сетей дл  указанной энергосистемы с учетом сельской электрификации составл ет ,1 млн. руб. в год.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 78387, кл. Н 02 Н 1/0ь 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 550713, кл. И 02 В 1/16, Н 02 Н 9/0 1977.

3.Авторское свидетельство СССР по за вке Ь 2743053/2t-07,

кл. Н 02 8 1/16-, Н 02 Н 9/02, 1979