SU907681A1 - Устройство дл ограничени перенапр жений и токов короткого замыкани на высоковольтной подстанции - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и энергетике и может быть применено на высоковольтных подстанциях, где необходимо ограничение внутренних перенапряжений и токов короткого замыкания.

Известно устройство для заземления нейтрали трансформатора, снижающее не только коммутационные перенапряжения , но и повышающее быстродей-. ствие 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, при этом оно снабжено защитным промежутком, трансформатором тока и быстродействующим автоматом, защитный промежуток и трансформатор тока включены в цепь обмотки переменного тока, причем замыкающий контакт быстродействующего автомата подсоединен парал2 лельно защитному промежутку, а размыкающий контакт автомата гашения по ля включен в цепь обмотки управления постоянного тока [1 J ⁵ Это устройство обладает следующими недостатками:

- предварительно насыщенный реактор не ограничивает ток однофазного короткого замыкания на землю и вели-

Ю - чину динамических воздействии на электрооборудование от ударных токов короткого замыкания;

- в переходных режимах насыщения реактора, учитывая наличие только ^,s электрической связи его обмотки с обмотками высокого напряжения трансформатора , возможно возникновение резонансных и феррорезонансных перенапряжений на линиях электропередачи, внутренних перенапряжений на изоляцию электротехнического оборудования и коммутационных перенапряжений на линейных выключателях;

- предварительное насыщение реактора до начала возникновения перенапряжений опасной величины приводит к необходимости иметь независимый источник постоянного тока достаточной мощности;

- необходимость увеличения сопротивления предварительного насыщенного реактора оптимальной величины перед отключением линейным выключателем тока короткого замыкания приводят к необходимости иметь в цепи постоянного тока специальный автомат гашения магнитного поля.

Наиболее близким к изобретению является устройство для ограничения токов короткого замыкания и перенапряжений на высоковольтной подстанции, содержащее реактор, подключенный через искровой промежуток к нейтрали силового трансформатора, к которой также подключен разрядник и трансформатор напряжения, силовой трансформатор выполнен со вторичной обмоткой, соединенной в треугольник, в рассечку которой включена вторичная обмотка реактора, обмотка управления которого подключена к источнику постоянного тока [2}.

Недостатки устройства состоят в следующем:

- предварительное насыщение реактора до начала возникновения перенапряжений опасной величины приводит к необходимости иметь независимый источник постоянного тока;

- необходимость увеличения сопротивления предварительно насыщенного реактора до оптимальной величины приводит к необходимости сохранения в цепи постоянного тока специального автомата гашения магнитного поля’,

- 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;

- 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;

- необходимость больших диапазонов коэффициентов регулирования и токоограничения, приводящих к необходимым габаритам устройства, соизмеримым с габаритами силовых трансформаторов аналогичных мощностей;

- при возникновении максимальных токов короткого замыкания эффективность ограничения внутренних перенапряжений снижается.

Цель изобретения - упрощение уст10 ройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции, 15 содержащее насыщающийся реактор, рабочая обмотка которого Включена в нейтраль первичной обмотки силового трансформатора, последовательно соединенные нелинейные ферромагнитные 20 элементы, включенные в разомкнутый треугольник вторичной обмотки с противоположными вольт-амперными характеристиками, конденсатор, подключенный параллельно к ферромагнитному 2$ элементу, имеющему максимальное напряжение насыщения, насыщающийся реактор снабжен дополнительной обмот*· кой, магнитосвязанной с рабочей обмоткой и обмоткой управления, подключенной параллельно конденсатору, а источник постоянного тока выполнен |в виде моста, одна диагональ которого подключена к обмотке управления насыщающего реактора, а другая к выводам нелинейного ферромагнитного элемента с минимальным напряжением насыщения.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.

К нейтрали 1 первичной обмотки силового трансформатора подключена непосредственно обмотка 2 переменного тока насыщающегося реактора с подмагничиванием, а в разомкнутой треугольник вторичной обмотки 3 силового трансформатора включены последовательно соединенные нелинейные ферромагнитные элемент 4 с минимальным напряжением насыщения и элемент 5 с максимальным напряжением насыщения, параллельно элементу 5 подключен конденсатор 6, выпрямительный блок 7 подключен одной диагональю к обмотке 8 управления насыщающегося реактора, а другой диагональю - к ферромагнитному элементу 4, а дополни тельная обмотка 9 подключена параллельно конденсатору 6.

В нормальном режиме работы оптимальные величины сопротивлений обмотки 2 переменного тока насыщающего- 5 ся реактора в нейтрали 1 первичной обмотки и последовательно соединенных ферромагнитных элементов 4 и 5 в разомкнутом треугольнике вторичной обмотки 3 обеспечивают необходимый ю режим работы нейтрали сети согласно расчетных параметров.

При возникновении перенапряжений в сети напряжение на разомкнутом треугольнике вторичной обмотки 3 15 увеличивается до максимально допустимой расчетной величины, обеспечивающей увеличение напряжения на ферромагнитном элементе 4 до уровня срабатывания выпрямительного блока 7, 20 а, следовательно, питания обмотки управления 8 постоянным током достаточной величины и снижения величины сопротивления обмотки 2 переменного тока насыщающегося реактора. Более 25 того, величина напряжения срабатывания выпрямительного блока 7 обеспечивает одновременно резонанс напряжений между последовательно соединенными ферромагнитным элементом 4 и 30 конденсатором 6, что приводит к эффективному закорачиванию разомкнутого треугольника обмотки 3 в результате снижения результирующего напряжения и увеличения тока. Следовательно, при возникновении перенапряжений в сети автоматически снижается результирующая величина сопротивления нулевой последовательности.

При возникновении в сети токов короткого замыкания и их протекания через обмотку 2 переменного тока насыщающегося реактора появляются максимально допустимые расчетные веЛичи-_<5 ны напряжений на дополнительной обмотке 9» приводящих к мгновенному возникновению резонанса токов между параллельно соединенными ферромагнитным элементом 5 и конденсатором б, что приводит к увеличению результирующего сопротивления разомкнутого треугольника обмотки 3» а увеличение напряжения на параллельном контуре обеспечивает снижение напряжения на ферромагнитном элементе 4 ниже величины напряжения срабатывания блока 7» что в свою очередь обеспечивает увеличение соп ротивления обмотки 2 переменного тока насыщающегося реактора до отключения комутационных аппаратов.

Следовательно, при появлении токов короткого замыкания в сети автоматически повышается результирующая величина сопротивления нулевой последовательности .

Положительный эффект заключается в том, что предложенное устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции оказывает комплексное воздействие на изменение результирующей величины сопротивления нулевой последовательности при любых аварийных режимах в сетях и колебательных процессах за необходимый период времени, при меньшем количестве оборудования по сравнению с известным устройством.

Claims (1)

1.Авторское свидетельство СССР №550713, кл. Н 02 Н 9/02, 19772 ,Авторское свидетельство СССР по за вке № 2786832/2 -07,

5 кл. Н 02 Н 9/02, 1979.

1/У