SU907680A1

SU907680A1 - Device for limiting overloads and short-circuiting currents at high-voltage substation

Info

Publication number: SU907680A1
Application number: SU802943822A
Authority: SU
Inventors: Адольф Иванович Назаров
Original assignee: Производственное Энергетическое Объединение "Днепроэнерго"
Priority date: 1980-06-25
Filing date: 1980-06-25
Publication date: 1982-02-23

Description

Союз Советских Социалистических РеспубликUnion of Soviet Socialist Republics

Государственный комитетState Committee

СССР вс делам изобретений и открытийUSSR all matters of inventions and discoveries

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25-06.80 (21) 2543822/24-07 с присоединением заявки № (23) ПриоритетDESCRIPTION OF THE INVENTION TO COPYRIGHT CERTIFICATE (61) Additional to ed. certificate-wu (22) Declared 25-06.80 (21) 2543822 / 24-07 with the addition of application No. (23) Priority

Опубликовано 23-02.82. Бюллетень №7Posted on 23-02.82. Bulletin No. 7

Дата опубликования описания 23-02.82 (>907680 (51 )М. Кл!Date of publication of the description 23-02.82 (> 907680 (51) M. Cl.

Н 02 Н 9/00 (53)УДК 621.316.H 02 H 9/00 (53) UDC 621.316.

.937(088.3) (72) Автор изобретения.937 (088.3) (72) Author of the invention

А.И. Назаров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ПОДСТАНЦИИ ₍ Изобретение может наити применение в электротехнике и энергетике,а именно, на высоковольтных подстанциях, где необходимо ограничение внутренних перенапряжений и токов короткого замыкания, превышающих в аварийных режимах допустимые расчетные величины.A.I. Nazarov (71) Applicant (54) A DEVICE FOR RESTRICTING OVERVOLTAGES AND SHORT CIRCUIT CURRENTS ON HIGH VOLTAGE SUBSTATIONS ₍ The invention can be applied in electrical engineering and power engineering, namely, on high-voltage substations where it is necessary to limit internal overvoltages and short-circuit currents, permissible design values.

Известно устройство для заземления нейтрали трансформатора.снижающее не только коммутационные перенапряжения, но и повышающее быстродействие и эффективность ограничения токов однофазного короткого замыкания, содержащее насыщающийся реактор, обмотка переменного тока которого включена в нейтраль обмоток силового трансформатора, а обмотка управления подсоединена к источнику постоянного тока, защитный промежуток, трансформатор тока и быстродействующий автомат, причем защитный промежуток и трансформатор тока включены в цепь обмотки переменного тока, замыкающий контакт быстродействующего автомата подсоединен параллельно защитному промежутку, а размыкающий контакт автомата гашения поля включен в цепь обмотки управления постоянного тока £ 1 ].A device for grounding the neutral of a transformer is known. It reduces not only switching overvoltages, but also increases the speed and efficiency of limiting single-phase short circuit currents, containing a saturable reactor, the AC winding of which is included in the neutral of the power transformer windings, and the control winding is connected to a direct current source, protective gap, current transformer and high-speed machine, and the protective gap and current transformer are included in the winding circuit AC line current, high-speed machine normally open contact connected in parallel to the protective gap, and a break contact field blanking machine included in the DC control winding circuit £ 1].

Недостатками устройства являются: предварительно насыщенный реактор не ограничивает ток однофазного короткого замыкания на землю и величину динамических воздействий на электрооборудование от ударных токов короткого замыкания;The disadvantages of the device are: a pre-saturated reactor does not limit the current of a single-phase short circuit to ground and the magnitude of the dynamic effects on electrical equipment from shock short-circuit currents;

в переходных режимах насыщения реактора, учитывая наличие только электрической связи его обмотки с обмотками высокого напряжения трансформатора, возможно возникновение резонансных и феррорезонансных пере напряжений на линиях электропередач, внутренних перенапряжений на изоляции электротехнического оборудования и коммутационных перенапряжений на линейных выключателях;in transient conditions of saturation of the reactor, taking into account only the electrical connection of its winding with the high voltage windings of the transformer, resonance and ferroresonant overvoltages may occur on power lines, internal overvoltages on the insulation of electrical equipment and switching overvoltages on linear switches;

предварительное насыщение реактора до начала возникновения перенапряжений опасной величины приводит к необходимости иметь независимый источник постоянного тока достаточной мощности;pre-saturation of the reactor before the onset of overvoltage of a dangerous magnitude leads to the need to have an independent DC source of sufficient power;

необходимость увеличения сопротивления предварительно насыщенного реактора до оптимальной величины перед отключением линейным выключателем тока короткого замыкания приводит к необходимости иметь в цепи постоянного тока специальный автомат гашения магнитного поля; невозможность одновременного комплексного воздействия устройства на ограничение и при необходимости снижения параметров колебательных процессов по току и напряжению до безопасных величин;the need to increase the resistance of the pre-saturated reactor to an optimal value before the short circuit current is switched off by a linear circuit breaker leads to the need to have a special magnetic field blanking circuit in the DC circuit; the impossibility of the simultaneous complex effect of the device on limiting and, if necessary, reducing the parameters of the oscillatory processes in current and voltage to safe values;

необходимость больших диапазонов коэффициентов регулирования и токоограничения, приводящих к необходимым габаритам устройства, соизмеримым с габаритами силовых трансформаторов аналогичных мощностей.the need for large ranges of regulation coefficients and current limitation, leading to the necessary dimensions of the device, commensurate with the dimensions of power transformers of similar capacities.

Известно также устройство для ограничения токов короткого замыкания и перенапряжений на высоковольтной подстанции, содержащее трехфазный трансформатор последовательного включения, первичные обмотки каждой фазы которого включены в цепи соответствующих обмоток силового трансформатора, а вторичные обмотки соединены параллельно и шунтированы последовательно соединенными конденсатором и катушкой индуктивности, настроенными в нормальном режиме в резонанс напряжений., при этом конденсатор шунтирован параллельно соединенными нелинейным ферромагнитным элементом и выпрямительным блоком , выпрямительный блок выполнен в виде моста, одна диагональ которого подключена к конденсатору,а к второй диагонали подключена обмотка управления насыщающегося реактора£ 2 ].A device is also known for limiting short-circuit currents and overvoltages at a high-voltage substation, comprising a three-phase series transformer, the primary windings of each phase of which are included in the circuit of the corresponding windings of the power transformer, and the secondary windings are connected in parallel and shunted in series with a capacitor and an inductor configured in normal voltage resonance mode., while the capacitor is shunted in parallel connected non-linear ferromagnetic element and rectifier unit, the rectifier unit is made in the form of a bridge, one diagonal of which is connected to the capacitor, and the control winding of the saturable reactor £ 2] is connected to the second diagonal.

Недостатками устройства являются: электрические характеристики ограничивающегося дросселя насыщения с подмагничиванием от источника постоянного тока, находящегося в функциональной зависимости от режима трансформатора последовательного включения приводят к необходимости его подключения к нейтрали высоко4 вольтных обмоток силового трансформатора через искровой промежуток; необходимость увеличения сопротивления предварительно насыщенного 5 реактора до оптимальной величины приводит к необходимости сохранения в цепи постоянного тока специального автомата гашения магнитного поля;The disadvantages of the device are: the electrical characteristics of the limiting saturation inductor with magnetization from a direct current source, which is functionally dependent on the series transformer mode, make it necessary to connect it to the neutral of the high-voltage windings of the power transformer through the spark gap; the need to increase the resistance of the pre-saturated 5 reactor to the optimum value leads to the need to maintain a special magnetic field suppression automaton in the DC circuit;

,0 невозможность одновременного комплексного воздействия устройства на основе функционального взаимодействия его элементов на ограничение и при необходимости снижение пара15 метров колебательных процессов по напряжению и току до резонансных величин;, 0 the impossibility of a simultaneous complex effect of the device based on the functional interaction of its elements on the limitation and, if necessary, reduction of a pair of 15 meters of oscillatory processes in voltage and current to resonance values;

необходимость больших диапазонов коэффициентов регулирования и τόκο2Q ограничения, приводящих к необходимым габаритам устройства, соизмеримым с габаритами силовых трансформаторов аналогичных мощностей;the need for large ranges of control coefficients and τόκο2Q restrictions, leading to the necessary dimensions of the device, commensurate with the dimensions of power transformers of similar capacities;

при возникновении максимальных 25 токов короткого замыкания эффективность ограничения внутренних перенапряжений снижается, а уровень динамической устойчивости электротехнического оборудования оказывается ₃₀ ниже расчетных величин.when a maximum of 25 short-circuit currents occurs, the efficiency of limiting internal overvoltage decreases, and the level of dynamic stability of electrical equipment is ₃₀ below the calculated values.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ограничения токов короткого замыкания и перенапряжений на высоковольтной подстанции , содержащее насыщающийся реактор, ³⁵ рабочая обмотка которого через искровой промежуток, включена в нейтраль силового трансформатора, вторичная обмотка которого включена в разомкнутый треугольник, в рассечку которого включена вторичная обмотка насыщающего реактора, обмотка управления которого подсоединена к источнику постоянного тока.Closest to the proposed one is a device for limiting short-circuit currents and overvoltages at a high-voltage substation, containing a saturable reactor, ³⁵ whose working winding through the spark gap is included in the neutral of the power transformer, the secondary winding of which is included in an open triangle, in the cut of which a secondary winding of the saturating a reactor whose control winding is connected to a direct current source.

В нейтраль силового трансформатора подключен также разрядник и трансформатор напряжения £3].A surge arrester and voltage transformer £ 3] are also connected to the neutral of the power transformer.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

предварительное насыщение реактора ” до начала возникновения перенапряжений опасной величины приводит к необходимости иметь независимый источник постоянного тока;pre-saturation of the reactor ”before the onset of overvoltage of a dangerous magnitude leads to the need to have an independent DC source;

необходимость увеличения сопротив⁵⁵ ления предварительно насыщенного реактора до оптимальной величины приводит к необходимости сохранения в цепи постоянного тока специаль5 кого автомата гашения магнитного поля;the need to increase the resistance of ^{55 of the} pre-saturated reactor to the optimum value leads to the need to maintain a special magnetic field quenching automaton in the DC circuit;

электрические характеристики ограничивающего дросселя насыщения с подмагничиванием от источника постоянного тока приводят к необходимости его подключения к нейтрали высоковольтных обмоток силового трансформатора через искровой промежуток ;the electrical characteristics of the saturation limiting inductor with magnetization from a direct current source lead to the need to connect it to the neutral of the high-voltage windings of the power transformer through the spark gap;

невозможность одновременного комплексного воздействия устройства на основе функционального взаимодействия его элементов на ограничение и при необходимости снижение параметров колебательных процессов по напряжению и току до безопасных величин;the impossibility of the simultaneous complex impact of the device on the basis of the functional interaction of its elements to limit and, if necessary, reduce the parameters of the oscillatory processes in voltage and current to safe values;

необходимость больших диапазонов коэффициентов регулирования и токоограничения приводящих к необходимым габаритам устройства , соизмеримым с габаритами силовых трансформаторов аналогичных мощностей;the need for large ranges of regulation coefficients and current limitation leading to the necessary dimensions of the device, commensurate with the dimensions of power transformers of similar capacities;

при возникновении максимальных токов короткого замыкания эффективность ограничения внутренних перенапряжений снижается.when maximum short-circuit currents occur, the efficiency of limiting internal overvoltages decreases.

Цель изобретения - обеспечение более эффективного ограничения ударных токов, опасных перенапряжений не только при переходных, но и колебательных процессах до безопасных величин, эффективное изменение результирующей величины сопротивления нулевой последовательности, исключение вероятности возникновения резонансных и феррорезонансных перенапряжений на линиях электропередач, внутренних перенапряжений на изоляции электротехнического оборудования и коммутационных перенапряжений на выключателях, отказ от специального источника постоянного тока и естественно автомата гашения поля, снижение необходимого диапазона изменения параметров реактора и его габаритов, а следовательно, существенное ограничение электрических потерь и результирующее повышение быстродействия работы всего устройства.The purpose of the invention is the provision of more effective limitation of shock currents, dangerous overvoltages not only during transient, but also oscillatory processes to safe values, effective change in the resulting resistance value of the zero sequence, eliminating the likelihood of resonant and ferroresonant overvoltages on power lines, internal overvoltages on the insulation of electrical equipment and switching overvoltages on switches, refusal of a special source of pos oyannogo current and field blanking machine naturally, decrease the required range of variation of parameters of the reactor and its dimensions and, consequently, a significant limitation of electrical losses and the resulting increase in speed of the entire device.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции, содержащее насыщающийся реактор, рабочая обмотка которого включена в нейтраль первичной обмотки силового трансформатора, вторичная обмотка которого соединена в разомкнутый треугольник, а обмотка управления насыщающегося реактора подсоединена к источнику постоянного тока, снабжено дополнительным трехфазным трансформатором, первичные обмотки которого включены последовательно с обмотками силового трансформатора, а одноименные выводы вторичных обмоток соединены параллельно между собой двумя последовательно соединенными ферромагнитными элементами с противоположными вольтамперными характеристиками, и конденсатором, а источник питания выполнен в виде выпрямительного поста, при этом конденсатор подсоединен параллельно нелинейному ферромагнитному элементу с максимальным напряжением насыщения, нелинейный ферромагнитный элемент с минимальным напряжением насыщения подсоединен к диагонали выпрями тельного моста, при этом к этой же диагонали подсоединены выводы вторичной обмотки силового трансформатора, соединенной в разомкнутый треугольник , а ко второй диагонали выпрямительного моста подсоединена обмотка управления насыщающегося реактора.This goal is achieved in that a device for limiting overvoltages and short circuit currents at a high voltage substation containing a saturable reactor, the working winding of which is included in the neutral of the primary winding of the power transformer, the secondary winding of which is connected in an open triangle, and the control winding of the saturated reactor is connected to a constant source current, equipped with an additional three-phase transformer, the primary windings of which are connected in series with the power windings of the second transformer, and the terminals of the same name of the secondary windings are connected in parallel with two serially connected ferromagnetic elements with opposite current-voltage characteristics, and a capacitor, and the power source is made in the form of a rectifier post, while the capacitor is connected in parallel with a nonlinear ferromagnetic element with a maximum saturation voltage, a nonlinear ferromagnetic element with a minimum saturation voltage is connected to the diagonal of the rectification bridge of the bridge, while on the same diagonal, the leads of the secondary winding of the power transformer connected in an open triangle are connected, and the control winding of the saturated reactor is connected to the second diagonal of the rectifier bridge.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.The drawing shows a circuit diagram of the proposed device.

Устройство содержит нейтраль 1 первичной обмотки силового трансформатора, к которой подключена непос- . редственно обмотка 2 переменного тока насыщающегося реактора с подмагничиванием, силовые обмотки 3 трансформатора последовательного включения включены в силовые цепи переменного тока и магнитно связаны с управляющими обмотками 4, параллельно которым включен контур, состоящий из последовательно соединенных нелинейного ферромагнитного элемента 5 минимального напряжения насыщения и конденсатора 6, параллельно конденсатору подключен нелинейный ферромагнитный элемент 7 максимального напряжения насыщения, выпрямительный блок 8 подключен одной диагональю к обмотке 9 управления насыщающегося реактора, а другой диагональю к ферромагнитному элементу 5, вторичная обмотка 10 силового трансформатора, соединенная в треугольник, подключена параллельно выпрямительному блоку со стороны питания.The device contains neutral 1 of the primary winding of the power transformer, to which is connected nepos. only the alternating current winding 2 of a saturable reactor with magnetization, the power windings 3 of the series transformer are included in the AC power circuits and magnetically connected to the control windings 4, in parallel with which is connected a loop consisting of a nonlinear ferromagnetic element 5 of minimum saturation voltage and a capacitor 6 connected in series parallel to the capacitor is connected a nonlinear ferromagnetic element 7 of the maximum saturation voltage, the rectification unit 8 is connected one diagonal to the control winding of a saturable reactor 9, and the other diagonal of the ferromagnetic member 5, the secondary winding 10 of power transformer connected in a triangle, connected in parallel with the rectifier unit from the power supply.

В нормальном режиме работы сохраняется оптимальная величина сопротивления обмотки 2 переменного тока насыщающегося реактора в нейтрали 1 первичной обмотки силового трансформатора, резонанс напряжений у последовательно соединенных нелинейного ферромагнитного элемента 5 и конденсатора 6, шунтирующих вторичные обмотки 4 трехфазного трансформатора последовательного включения, а также наличие оптимальной величины напряжения на нелинейном ферромагнитном элементе 5 и, следовательно, на разомкнутом треугольнике вторичной обмотки 10, которые обеспечивают готовность защитного устройства к работе по ограничению как перенапряжений, так и токов короткого замыкания в зависимости от характера возникающих аварийных режимов.In normal operation, the optimal value of the resistance of the winding 2 of the alternating current saturating reactor in neutral 1 of the primary winding of the power transformer is maintained, the voltage resonance of the nonlinear ferromagnetic element 5 and the capacitor 6 connected in series, shunting the secondary windings 4 of the three-phase series transformer, as well as the presence of the optimal voltage value on a nonlinear ferromagnetic element 5 and, therefore, on an open triangle of the secondary winding 10, which e ensure the readiness of the protective device to work on limiting both overvoltage and short circuit currents, depending on the nature of the arising emergency conditions.

При возникновении перенапряжений в сети возросшие токи в обмотках 3 трансформатора последовательного включения приводят к увеличению токов в цепях управляющих обмоток 4 указанного трансформатора и повышению напряжения на линейном ферромагнитном элементе 5> что в свою очередь приводит к срабатыванию выпрямительного блока 8 и появлению постоянного тока в обмотке 8 управления.When overvoltages occur in the network, increased currents in the windings 3 of the series transformer lead to an increase in currents in the control winding circuits 4 of the specified transformer and an increase in voltage on the linear ferromagnetic element 5>, which in turn leads to the operation of the rectifier block 8 and the appearance of direct current in the winding 8 management.

Более того, параллельное подключение выпрямительного устройства 8 с несимметричной вольт-амперной характеристикой, обеспечивающей преимущественное увеличение тока по сравнению с ростом приложенного напряжения, и вторичной обмотки 10 силового трансформатора дают возможность интенсифицировать снижение противодействующего магнитного потока, создаваемого управляющими обмотками 4, увеличивать сопротивление силовых обмоток 3 уже при воздействии относительно незначительной величины тока по сравнению с его допустимым значением и одновременно переводить разомкнутый треугольник вторичной обмотки 10 практически в замкнутое состояние.Moreover, the parallel connection of the rectifier device 8 with an asymmetric current-voltage characteristic, which provides a predominant increase in current compared to an increase in the applied voltage, and the secondary winding 10 of the power transformer make it possible to intensify the decrease in the opposing magnetic flux created by the control windings 4, to increase the resistance of the power windings 3 already when exposed to a relatively insignificant amount of current compared to its permissible value and simultaneous change the open triangle of the secondary winding 10 practically into a closed state.

Следовательно, при возникновении перенапряжений в сети автоматически снижается результирующая величина сопротивления нулевой последовательности, благодаря комплексному воздействию устройства на основе Функцио8 нального взаимодействия между обмоткой 2 переменного тока насыщающегося реактора, вторичными обмотками 4 трансформ .тора последовального вклю5 чения, последовательным резонансным контуром, состоящим из нелинейного элемента 5 и конденсатора 6, выпрямительным блоком 8. и вторичной обмоткой 10 силового трансформатора.Therefore, when overvoltages occur in the network, the resulting value of the zero sequence resistance automatically decreases due to the complex effect of the device based on the functional interaction between the winding 2 of the alternating current saturable reactor, secondary windings 4 of the transformer of subsequent switching, and a sequential resonant circuit consisting of a nonlinear element 5 and capacitor 6, rectifier unit 8. and secondary winding 10 of the power transformer.

Ю При возникновении в сети токов короткого замыкания, особенно превышающих допустимые расчетные величины в мощных энергосистемах и их протекании через обмотки 2 переменно 15 го тока насыщающегося реактора 3 и трансформатора последовательного включения, появляется максимально допустимая расчетная величина напряжения на параллельном контуре, сос2о тоящем из нелинейного ферромагнитного элемента 7 с максимальным напря жением насыщения и конденсатора 6, что приводит к весьма эффективному увеличению сопротивления в цепях уп₂₅ равняющих обмоток 4 и переходу силовых обмоток 3 трансформатора последовательного включения в режим реакторов, а также обеспечивает эффективное снижение напряжения на нелинейном ферромагнитном элементе 5 ниже величины напряжения срабатывания выпрямительного блока 8, что в свою очередь обеспечивает увеличение сопротивления обмотки 2 переменного тока насыщающегося реактора.If short-circuit currents occur in the network, especially exceeding the permissible calculated values in powerful power systems and flowing through the windings 2 of the alternating 15th current of the saturating reactor 3 and the series transformer, the maximum permissible calculated value of the voltage on the parallel circuit, consisting of a nonlinear ferromagnetic element 7 with a maximum saturation voltage and capacitor 6, which leads to a very effective increase in resistance in the circuits yn ₂₅ equal to the current 4 and the transition of the power windings 3 of the series transformer into the reactor mode, and also provides an effective reduction of the voltage on the nonlinear ferromagnetic element 5 below the operating voltage of the rectifier unit 8, which in turn provides an increase in the resistance of the winding 2 of the alternating current of the saturable reactor.

Более того, увеличение напряжения на указанном параллельном контуре, переходящем в резонансный режим, обеспечивает не только снижение напряжения на нелинейном ферромагнитном элементе 5, но и протекающего через него тока, что в свою очередь переводит одновременно треугольник вторичной обмотки 10 практически в разомкнутое состояние'без превышения электрическими параметрами допустимых величин.Moreover, an increase in the voltage on the specified parallel circuit, which goes into the resonant mode, provides not only a decrease in the voltage on the nonlinear ferromagnetic element 5, but also the current flowing through it, which in turn translates the triangle of the secondary winding 10 into a practically open state without exceeding electrical parameters of permissible values.

Следовательно,при появлении токов короткого замыкания, превышающих в аварийных режимах допустимые расчетные величины в сети, автоматически повышается результирующая величина сопротивления нулевой последовательности, благодаря комплексному воздействию устройства на основе ⁵⁵ функционального взаимодействия между обмоткой 2 переменного тока насыщающегося реактора, обмотками 3 и 4 трансформатора последовательного включения и вторичной обмоткой 10 силового трансформатора.Therefore, when short-circuit currents occur that exceed the permissible calculated values in the network in emergency conditions, the resulting value of the zero sequence resistance automatically increases due to the complex effect of the device based on ⁵⁵ functional interactions between the winding 2 of an alternating current of a saturable reactor and windings 3 and 4 of a series transformer and a secondary winding 10 of a power transformer.

Таким образом, предлагаемое комплексное устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого 5 замыкания на высоковольтной подстанции мощных электрических Сетей оказывает комплексное воздействие на изменение результирующей величины сопротивления нулевой последователь- ^,0ности при любых аварийных режимах в сетях и колебательных процессах за необходимый период времени.Thus, the proposed complex device for limiting surge currents and short circuit 5 on the high voltage electrical substation powerful Networks has a complex effect on the resulting change in the magnitude of zero sequence ^{impedance, 0} NOSTA for any emergency modes in networks and oscillatory processes for the required time period.

Результирующий, весьма существенный эффект неоспорим и выражается, ^,sпо предварительным реальным подсчетам, только за счет исключения необходимости замены коммутационных аппаратов напряжением 150-330 кВ суммой в пределах 1,8 млн.руб. и силовых 20 трансформаторов указанного напряжения суммой в пределах 2,6 млн.руб. по системе Днепроэнерго.The resulting, very significant effect is undeniable and is expressed,, ^s according to preliminary real estimates, only due to the elimination of the need to replace switching devices with a voltage of 150-330 kV in the amount of 1.8 million rubles. and power 20 transformers of the indicated voltage with a total of 2.6 million rubles. according to the Dneproenergo system.

Claims

Pre-saturation of the reactor before the onset of overvoltages of a dangerous magnitude makes it necessary to have an independent DC source of sufficient power; the need to increase the resistance of the pre-saturated reactor to an optimal value before switching off the short circuit current with a linear switch does not require a special automatic magnetic field quencher to have a DC circuit; the impossibility of the simultaneous complex effect of the device on limiting and, if necessary, reducing the parameters of oscillatory processes in current and voltage to safe values; the need for large ranges of regulation coefficients and current limiting, leading to the necessary dimensions of the device, commensurate with the dimensions of power transformers of similar capacity. It is also known a device for limiting short-circuit currents and overvoltages at a high-voltage substation, containing a three-phase series transformer, the primary windings of each phase of which are included in the circuits of the corresponding windings of the power transformer, and the secondary windings are connected in parallel and shunted by series-connected condenser and inductance coil, tuned in normal mode to voltage resonance., while the capacitor is shunted by parallel connected non By a ferromagnetic element and a rectifying unit, the rectifying unit is made in the form of a bridge, one diagonal is connected to the capacitor, and the control coil of the saturating reactor 2 is connected to the second diagonal. The device’s drawbacks are the electrical characteristics of the saturation limit droplet with biasing from a constant source current, which is functionally dependent on the mode of a series transformer, leads to the need to connect it to a high-level neutral4 in the voltage windings of the power transformer through the spark gap; the need to increase the resistance of the pre-saturated reactor to an optimum value leads to the need to maintain a special automatic quenching of the magnetic field in the DC circuit; the impossibility of a simultaneous complex effect of a device based on the functional interaction of its elements on limiting and, if necessary, reducing the parameters of oscillatory processes for voltage and current to resonant values; the need for large ranges of control and TO-limiting coefficients, leading to the necessary device dimensions, commensurate with the dimensions of power transformers of similar capacity; at the occurrence of maximum short-circuit currents, the effectiveness of limiting internal overvoltages decreases, and the level of dynamic stability of electrical equipment is lower than the calculated values. Closest to the present invention is a device for limiting short-circuit currents and overvoltages at a high-voltage substation, which contains a saturating reactor, the working winding of which through the spark gap is included in the neutral of the power transformer, the secondary winding of which is included in the open triangle, which has a secondary winding included in the slit saturating reactor, the control winding of which is connected to a direct current source. 8 the neutral of the power transformer is also connected to the arrester and the voltage transformer 3} The disadvantages of the known device are: pre-saturation of the reactor before the onset of overvoltages of a dangerous magnitude leads to the need to have an independent DC source; the need to increase the resistance of the pre-saturated reactor to the optimum value leads to the need to maintain a special automatic quenching of the magnetic field in the DC circuit; the electrical characteristics of the limiting throttle saturation with bias from a DC source make it necessary to connect it to the neutral of the high-voltage windings of the power transformer through a spark gap; the impossibility of the simultaneous complex effect of a device based on the functional interaction of its elements on limiting and, if necessary, reducing the parameters of oscillatory processes with respect to voltage and current to safe values; the need for large ranges of regulation coefficients and currents leading to the necessary device dimensions, commensurate with the dimensions of power transformers of similar capacity; when maximum short-circuit currents occur, the effectiveness of limiting internal overvoltages decreases. The purpose of the invention is to provide more effective limitation of shock currents, dangerous overvoltages not only during transient, but also oscillatory processes to safe values, effective change of the resulting value of zero sequence resistance, elimination of the likelihood of resonant and ferroresonant overvoltages on power lines, internal overvoltages isolation of electrical equipment and switching overvoltages on switches, the rejection of a special source current and, of course, automatic quenching of the floor, reduction of the required range of changes in the parameters of the reactor and its dimensions, and therefore a significant limitation of electrical losses and the resulting increase in speed of operation of the entire device. The goal is achieved by the fact that a device for limiting overvoltages and short-circuit currents to a high-voltage substation, containing a saturable reactor whose working winding is included in the neutral primary of the power transformer, the secondary winding of which is connected to an open triangle, and the control winding of the saturated reactor connects direct current, equipped with an additional three-phase transformer, the primary windings of which are connected in series with the windings of the forces the transformer, and the like terminals of the secondary windings are connected in parallel to each other by two series-connected ferromagnetic elements with opposite volt-ampere characteristics and a capacitor, and the power source is made in the form of a rectifying post, while the capacitor is connected in parallel to the nonlinear ferromagnetic element with a maximum saturation voltage, non-linear the ferromagnetic element with the minimum saturation voltage is connected to the diagonal of the rectifier bridge, while The same diagonal is connected to the terminals of the secondary winding of a power transformer connected to an open triangle, and to the second diagonal of the rectifying bridge is connected the control winding of the saturable reactor. The drawing shows a circuit diagram of the proposed device. The device contains a neutral 1 primary winding of a power transformer, to which is connected nepod-. The alternating current winding 2 of the saturating reactor with bias, the power windings 3 of the series-switching transformer are included in the AC power circuits and are magnetically connected to the control windings, in parallel to which a circuit is connected consisting of serially connected nonlinear ferromagnetic element 5 of the minimum saturation voltage and the capacitor 6, parallel to the capacitor connected nonlinear ferromagnetic element 7 maximum saturation voltage, rectifying unit 8 One diagonal to the winding 9 of the control of the saturating reactor, and the other diagonal to the ferromagnetic element 5. The secondary winding 10 of the power transformer connected in delta is connected in parallel to the rectifier unit from the supply side. In normal operation, the optimum value of the resistance of the winding 2 of the alternating current of the saturating reactor in neutrons 1 of the primary winding of the power transformer, the voltage resonance of the series-connected nonlinear ferromagnetic element 5 and the capacitor 6, shunting the secondary windings of the three-phase transformer of series connection, as well as the presence of optimal voltage value on the nonlinear ferromagnetic element 5 and, consequently, on the open triangle of the secondary winding 10, which s readiness to provide a protective device to work as a limitation of overvoltages and short-circuit current depending on the nature of emergency conditions arise. When overvoltages occur in the network, the increased currents in the windings 3 of the series transformer lead to an increase in currents in the control windings 4 of the specified transformer and an increased voltage on the linear ferromagnetic element 5, which in turn leads to the operation of the rectifier unit 8 and to the direct current in the control winding 8. Moreover, parallel connection of a rectifying device 8 with an asymmetrical current-voltage characteristic, which provides a predominant increase in current compared to an increase in the applied voltage, and the secondary winding 10 of the power transformer make it possible to intensify the reduction of the counter magnetic flux generated by the control windings 4 to increase the resistance of the power windings 3 already when exposed to a relatively small amount of current compared with its allowable value and one TERM re led open delta secondary winding 10 almost in a closed state. Consequently, when overvoltages occur in the network, the resulting zero-sequence resistance is automatically reduced due to the complex effect of the device based on the Functional interaction between the alternating current winding 2 of the saturating reactor, the secondary windings of the transformer, the sequential switching torus, a series resonant circuit consisting of a nonlinear element 5 and the capacitor 6, the rectifying unit 8. and the secondary winding 10 of the power transformer. When a short circuit current appears in the network, especially exceeding the allowable design values in powerful power systems and flowing through the AC windings 2 of the saturating reactor 3 and the series-connected transformer, the design value of the voltage on a parallel circuit consisting of a nonlinear ferromagnetic appears element 7 with a maximum saturation voltage and capacitor 6, which leads to a very effective increase in resistance in the circuits of the control windings Cu and transition lauryl winding 3 of the transformer serially connected reactors in mode, and also provides effective reduction of stress on the nonlinear ferromagnetic element 5 below the actuation voltage rectifying unit unit 8, which in turn provides an increase in the winding resistance 2 AC saturable reactor. Moreover, an increase in the voltage on the specified parallel circuit, passing to the resonant mode, provides not only a decrease in the voltage on the nonlinear ferromagnetic element 5, but also the current flowing through it, which in turn simultaneously translates the secondary winding triangle 10 into an almost open state reduction without electromy parameters exceeding allowable values. Consequently, when short-circuit currents appear exceeding the allowable design values in the network in emergency mode, the resulting value of the zero sequence resistance automatically increases due to the complex effect of the device based on the functional interaction between the AC winding 2 of the saturating reactor, the windings 3 and the series transformer and the secondary winding 10 of the power transformer. Thus, the proposed complex device for limiting overvoltages and short-circuit currents at a high-voltage substation of high-power electrical networks has a complex effect on changing the resulting resistance value of zero sequence in any emergency conditions in networks and oscillatory processes for the required period of time. The resulting very significant effect is indisputable and is expressed, according to preliminary real counting, only by eliminating the need to replace switching devices with a voltage of 150-330 kV in the amount of 1.8 million rubles. and power transformers of the specified voltage in the amount of 2.6 million rubles through the Dneproenergo system. Apparatus of the Invention A device for limiting the stresses and short-circuit currents to a high-voltage substation, containing a saturating reactor, the working winding of which is included in the neutral of the primary winding of a power transformer, the secondary winding of which is connected in an open triangle, and the control winding of the saturating reactor is connected to the source post current, characterized in that, in order to simplify the device and increase its speed, it is equipped with an additional three-phase transformer , the primary windings of which are connected in series with the windings of the power transformer, and the like terminals of the secondary windings are connected in parallel to each other by two series-connected nonlinear ferromagnetic elements with opposite volt-ampere characteristics, and a capacitor, and the power source is in the form of a rectifying bridge, while the capacitor is connected in parallel to the non-linear a ferromagnetic element with a maximum saturation voltage, a nonlinear ferromagnetic element with a minimum nym saturation voltage is connected to the diagonal of the bridge rectifying unit, wherein the diagonal to the same secondary winding terminals connected power Transfrm | ematora connected to open delta, while the second diagonal of the bridge rectifying unit connected saturable reactor control winding. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR N 5507U, cl. H 02 H 9/02, 1S77.

2. The author's certificate of the USSR on the application, cl. H 02 H E / 02, 1979.

3. USSR author's certificate in application K 2786832/2 1-07, cl. And 02 H S / 02, 1979.

prVN

4 3

/

prvx.

.9