SU907682A1

SU907682A1 - Устройство дл ограничени перенапр жений и токов короткого замыкани на высоковольтной подстанции

Info

Publication number: SU907682A1
Application number: SU802954437A
Authority: SU
Inventors: Иван Иванович Магда; Адольф Иванович Назаров
Original assignee: Производственное Энергетическое Объединение "Днепроэнерго"
Priority date: 1980-06-05
Filing date: 1980-06-05
Publication date: 1982-02-23

Description

Союз Советских Социалистических Республик	О ПИ С А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ	»1)907682
	(61) Дополнительное к авт. свид-ву
	(22)3аявлено 05.06.80 (21)2954437/24-07	(51 )М. Кл³
	с присоединением заявки № -	Н 02 Н 9/00
Государственный комитет
СССР	(23) Приоритет
по делам изобретений	Опубликовано 23.0282. Бюллетень № 7	(53) УДК621.316.
и открытий	Дата опубликования описания 23Д282	.937(088.8)

(72) Авторы . изобретения

И.И. Магда и А.И. Назаров (71) Заявитель

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНЬЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

И ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ

Изобретение может наити применение в электротехнике и энергетике, а именно на высоковольтных подстанциях, где необходимо ограничение токов короткого замыкания и внутренних перенапряжений.

Для ограничения тока короткого замыкания в подавляющем большинстве случаев включают в цепь короткого замыкания дополнительное индуктивное сопротивление. При этом для того, чтобы исключить или уменьшить неблагоприятное влияние токоограничивающего реактора на нормальный режим работы сети, этот реактор регулируют, шунтируют или компенсируют в нормальном режиме.

Известно устройство для заземления нейтрали трансформатора, снижающее не только коммутационные перенапряжения , но и повышающее быстродействие и эффективность ограничения токов однофазного короткого замыкания, содержащее насыщающийся реакПОДСТАНЦИИ тор, обмотка переменного тока которого включена в нейтраль обмотки силового трансформатора, а обмотка управления подсоединена к источнику постоянного тока, отличающееся тем, * что 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 параллельно защитному промежутку, а размыкающий контакт автомата гашения поля включен в цепь обмоФки управления постоянного тока £lj.

Недостатком указанного устройства является то, что дроссель насыщения подсоединен к нейтрали трансформатора через искровой промежуток, предварительно насыщенный реактор не ограничивает ток однофазного замыкания на землю, а в переходных режимах насыщения возможно з 907682 4 появление внутренних перенапряжений на изоляции оборудования.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее разрядник, трансформатор напряжения 5 и дроссель насыщения, подключенные к нейтрали трансформатора, причем последний подсоединен к нейтрали через шунтированный искровой промежуток, силовой трансформатор ю выполнен со вторичной обмоткой.соединенной в треугольник, в рассечку’ которого включена вторичная обмотка дросселя насыщения, а обмотка управления подсоединена к источнику постоянного тока ^2

Недостатком известного устройства является его сложность, наличие трансформатора напряжения и искового разрядника, шунтированного коммута- ₂₀ционным аппаратом, а также необходимость наличия источника постоянного тока.

Цель изобретения - упрощение существующего устройства. ₂₅

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции, содержащем защитный разрядник, ₃₀подсоединенный непосредственно к нейтрали силового трансформатора, снабженного обмоткой, соединенной в треугольник, дроссель насыщения, связанный с нейтралью трансформатора, и линейные коммутационные аппараты, ³⁵дроссель насыщения выполнен с оптайками, а силовой трансформатор снабжен дополнительной обмоткой включенной в рассечку обмотки, соединенной в треугольник, один из выводов которой подсоединен к отпайке дросселя насыщения , а другой - к его заземленному выводу.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемо- ⁴³го устройства.

’Устройство содержит нейтраль 1 обмоток силового трансформатора, к которой подключена непосредственно обмотка 2 дросселя насыщения с от- ⁵⁰пайками, а в разомкнутый треугольник третичной обмотки 3 указанного транс· форматора подключена дополнительная обмотка 4, которая подсоединена, параллельно части обмотки дросселя, ⁵⁵параллельно всей обмотки дросселя подсоединен защитный разрядник 5 и отключение высоковольтных обмоток силового трансформатора от источника питания осуществляется коммутационными аппаратами 6.

При относительно малом напряжении на дросселе 2 его сердечник перемагничивается, не достигая насыщения, и ток через сопротивление 4 протекает весьма незначительной величины. Следовательно, наличие определенной величины сопротивления обмотки 4 в третичной обмотке 3 в комплексе с сопротивлением обмотки дросселя 2 способствует, при допустимых уровнях напряжения на нейтрали 1 высоковольтных обмоток силового трансформатора, эффективному ограничению мгновенно возникающей пиковой величины ударного тока короткого замыкания в результате увеличения результирующей величины сопротивления нулевой последовательности и снижения динамических воздействий на обмотки трансформаторов .

При достижении на дросселе 2 расчетной величины напряжения, максимально допустимой для изоляции нейтрали 1 силового трансформатора.сердечник достигает насыщения, ток через обмотку 4 увеличивается, а напряжение на дросселе 2 остается неизменным, чем обеспечивается ограничение токов короткого замыкания и внутренних перенапряжений. Такое комплексное воздействие защитного устройства обеспечивает одновременно ограничение резонансных перенапряжений и феррорезонансных явлений с частотой, близкой к 50 Гц и до совершенно безопасных для изоляции величин.

Напряжение насыщения дросселя 2 зависит также от частоты, при ее уменьшении эффективность насыщения возрастает и, следовательно, происходит относительное увеличение тока, протекающего через обмотку 4, чем обеспечивается исключение условий возникновения феррорезонансных явлений с частотой, близкой к 25 Гц.

При увеличении частоты приложенного напряжения к дросселю 2 по сравнению с промышленной частотой, эффективность насыщения снижается и, следовательно, происходит относительное снижение тока, протекающего через обмотку 4, чем обеспечивается исключение условий возникновения феррорезонансных явлений с частотой, близкой к 100 Гц.

Зависимость параметров индуктивного сопротивления предлагаемого защитного устройства и емкостного сопротивления линий электропередач от частоты напряжения в нейтрали силового трансформатора исключает вероятность возникновения резонансных и феррорезонансных перенапряжений не только при переходных, но и более тяжелых колебательных ¹ процессах в результате наличия отвеченных физических явлений в дросселе 2 насыщения без подмагничизания и указанных электрических связей между всеми элементами уст- > ройства.

Еще необходимо отметить, что после достижения полного насыщения сердечника дросселя и, следовательно, наличия максимально допустимой расчетной величины на обмотке дросселя 2, ток протекающий через обмотку 4 увеличивается более эффективно по сравнению с увеличением приложенного к указанной обмотке напряжения.Указанная техническая эффективность функционального взаимодействия между взаимными магнитными и электрическими явлениями устройства исключает необходимость в источнике постоянного тока и, следовательно, специальных устройств для гашения магнитного поля, а также соответствующих коммутационных аппаратов.

В случае мгновенного возникновения внутренних перенапряжений опасных величин, как правило повышенных частот по сравнению с промышленной частотой, срабатывает защитный разрядник 5 и ограничивает указанные перенапряжения. Более того, современные защитные разрядники отечественного производства обеспечивают надежное ограничение внутренних перенапряжений даже пониженных частот по сравнению с промышленной частотой в течение нескольких полупериодов. Этим требованиям вполне соответствуют магнитно-вентильные разрядники с использованием в качестве нелинейного сопротивления тервита и магнитного дутья, повышающих термическую, устойчивость. Таким образом, время успешной работы защитного разрядника 5 является достаточным для полной подготовки устройства к аварийным режимам сети.

Что касается защиты от перенапряжений вторичной обмотки, то в каждом конкретном случае она выполняется в зависимости от уровня ее изоляции.

В условиях эксплуатации электротехнического оборудования возможно снижение прочности изоляции в результате ее старения или невыделенных дефектов по целому ряду причин, что может привести не только к электрическому пробою при кратковременных внутренних перенапряжениях, но и к тепловому пробою при длительных повышенных напряжениях, сопровождающихся возникновением токов короткого замыкания. Предлагаемая рабо та защитного устройства успешно ограничивает результирующую величину тока короткого замыкания, обеспечивая успешное отключение коммутационных аппараторов 6.

Таким образом, предлагаемое устройство на высоковольтной подстанции оказывает комплексное воздействие на ограничение внутренних перенапряжений и токов короткого замыкания, возникающих в условиях эксплуатации электрических сетей.

Claims

по вление внутренних перенапр жений на изол ции оборудовани . Наиболее близким к изобретению вл етс устройство, содержащее разр дник, трансформатор напр жени и дроссель насыщени , подключенные к нейтрали трансформатора, причем последний подсоединен к нейтрали через шунтированный искровой промежуток , силовой трансформатор Выполнен со вторичной обмоткой.сое диненной в треугольник, в рассечку которого включена вторична обмотка дроссел насыщени , а обмотка управ лени подсоединена к источнику посто нного тока 2 . Недостатком известного устройств вл етс его сложность, наличие трансформатора напр жени и исковог разр дника, шунтированного коммутационным аппаратом, а также необходимость наличи источника посто нно тока. Цель изобретени - упрощение существующего устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл ограничен перенапр жений и токов короткого замыкани на высоковольтной подстан ции, содержащем защитный разр дник подсоединенный непосредственно к нейтрали силового трансформатора, снабженного обмоткой, соединенной в треугольник, дроссель насыщени , св занный с нейтралью трансформатор и линейные коммутационные аппараты, дроссель насыщени выполнен с оптай ками, а силовой трансформатор снабж дополнительной обмоткой включенной рассечку обмотки, соединенной в треугольник, один из выводов которо подсоединен к отпайке дроссел насыщени , а другой - к его заземленному выводу. На чертеже изображена принципиал на электрическа схема предлагаемо го устройства. Устройство содержит нейтраль 1 обмоток силового трансформатора, .к которой подключена непосредственно обмотка 2 дроссел насыщени с отпайками , а в разомкнутый треугольни третичной обмотки 3 указанного тран форматора подключена дополнительна обмотка 4, котора подсоединена параллельно части обмотки дроссел , параллельно всей обмотки дроссел подсоединен защитный разр дник 5 и отключение высоковольтных обмоток 24 силового трансформатора от источника питани осуществл етс коммутационными аппаратами 6. При относительно малом напр жении на дросселе 2 его сердечник перемагничизаетс , не достига насыщени , и ток через сопротивление протекает весьма незначительной величины . Следовательно, наличие определенной величины сопротивлени обмотки k в третичной обмотке 3 в комплексе с сопротивлением обмотки дроссел 2 способствует, при допустимых уровн х напр жени на нейтрали 1 высоковольтных обмоток силового трансформатора, эффективному ограничению мгновенно возникающей пиковой величины ударного тока короткого замыкани в результате увеличени результирующей величины сопротивлени нулевой последовательности и снижени динамических воздействий на обмотки трансформаторов . При достижении на дросселе 2 расчетной величины напр жени , максимально допустимой дл изол ции нейтрали 1 силового трансформатора,сердечник достигает насыщени , ток через обмотку k увеличиваетс , а напр жение на дросселе 2 остаетс неизменным , чем обеспечиваетс ограничение токов короткого замыкани и внутренних перенапр жений. Такое комплексное воздействие защитного устройства обеспечивает одновременно ограничение резонансных перенапр жений и феррорезонансных влений с частотой, близкой к 50 Гц и до совершенно безопасных дл изол ции величин. Напр жение насыщени дроссел 2 зависит также от частоты, при ее уменьшении эффективность насыщени возрастает и, следовательно, происходит относительное увеличение тока, протекающего через обмотку Ц, чем обеспечиваетс исключение условий возникновени феррорезонансных влений с частотой, близкой к 25 Гц. При увеличении частоты приложенного напр жени к дросселю 2 по сравнению с промышленной частотой, эффективность насыщени снижаетс и, следовательно, происходит относительное снижение тока, протекающего через обмотку , чем обеспечиваетс исключение условий возникновени феррорезонансных влений с частотой, близкой к 100 Гц. 5 Зависимость параметров индуктивного сопротивлени предлагаемого защитного устройства и емкостного сопротивлени линий электропередач частоты напр жени внейтрали силового трансформатора исключает веро тность возникновени резонансных и феррорезонансных перенапр жений не только при переходных, но и более т желых колебательных процессах в результате наличи отвеченных физических влений в дросселе 2 насыщени без подмагничизани и указанных электрических св зей между всеми элементами устройства . Еще необходимо отметить, что пос достижени полного насыщени сердеч ника дроссел и, следовательно, наличи максимально допустимой расчет ной величины на обмотке дроссел 2, ток протекающий через обмотку k уве личиваетс более эффективно по срав нению с увеличением приложенного к указанной обмотке напр жени .Указанна техническа эффективность функционального взаимодействи между взаимными магнитными и электрическими влени ми устройства исключ ет необходимость в источнике посто ного тока и, следовательно, специал ных устройств дл гашени магнитног пол , а также соответствующих коммутационных аппаратов. В случае мгновенного возникновени внутренних перенапр жений опасных величин, как правило повышенных частот по сравнению с промышленной частотой, срабатывает защитный разр дник 5 и ограничивает указанные перенапр жени . Более того, современные защитные разр дники отечественного производства обеспечивают надежное ограничение внутренних перенапр жений даже пониженных частот по сравнению с промышленной час тотой в течение нескольких полупериодов . Этим требовани м вполне соответствуют магнитно-вентильные разр дники с использованием в качестве нелинейного сопротивлени тервита и магнитного дуть , повышаю щих термическую, устойчивость. Таким образом, врем успешной работы защитного разр дника 5 вл етс доста точным дл полной подготовки устройства к аварийным режимам сети. 2 Что касаетс защиты от перенапр жений вторичной обмотки, то в каждом конкретном случае она выполн етс в зависимости от уровн ее изол ции. В услови х эксплуатации электротехнического оборудовани возможно снижение прочности изол ции в результате ее старени или невы вленных дефектов по целому р ду причин, что может привести не только к электрическому пробою при кратковременных внутренних перенапр жени х, но и к тепловому пробою при длительных повышенных напр жени х, сопровож- дающихс возникновением токов короткого замыкани . Предлагаема работа защитного устройства успешно ограничивает результирующую величину тока короткого замыкани , обеспечива успешное отключение коммутационных аппараторов 6. Таким образом, предлагаемое устройство на высоковольтном подстанции оказывает комплексное воздействие на ограничение внутренних перенапр жений и токов короткого замыкани , возникающих в услови х эксплуатации электрических сетей. Формула изобретени Устройство дл ограничени перенапр жений и токов короткого замыкани на высоковольтной подстанции, содержащее защитный разр дник,подсоединенный непосредственно к нейтрали силового трансформатора, снабженного обмоткой, соединенной в треугольник , дроссель насыщени , св занный с нейтралью трансформатора, и линейные коммутационные аппараты, отличающеес тем, что, с целью упрощени устройства, дроссель насыщени выполнен с отпайками, а силовой трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, включенной в рассечку обмотки, соединенной в треугольник, один из выводов которой подсоединен к отпайке дроссел насыщени , а другой - к его заземленному выводу. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР tr 550713, кл. н 02 н S/02, э.
2.Авторское свидетельство СССР о за вке Г 273б832/24-07, кл. Н 02 Н 9/02, 1979.