UA19274U - Device for limiting short-circuit currents and overvoltages - Google Patents
Device for limiting short-circuit currents and overvoltages Download PDFInfo
- Publication number
- UA19274U UA19274U UAU200605844U UAU200605844U UA19274U UA 19274 U UA19274 U UA 19274U UA U200605844 U UAU200605844 U UA U200605844U UA U200605844 U UAU200605844 U UA U200605844U UA 19274 U UA19274 U UA 19274U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- voltage
- winding
- windings
- relay
- terminals
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 80
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 5
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000006229 Nazarov cyclization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель належить до галузі енергетики і призначена для захисту електроустановок у мережах 2 110-750КВ, де необхідне обмеження струмів короткого замкнення та перенапруг при наявності автотрансформаторів або трансформаторів великих потужностей, підвищення вимикальної спроможності існуючих повітряних вимикачів, виключення (усунення) ймовірності виникнення резонансних та ферорезонансних явищ при неповнофазних режимах і повному забезпеченні системи шин, скорочення по терміну перехідних та усунення можливості виникнення коливальних процесів при можливому розвитку аварійних режимів. 70 Для обмеження однофазних струмів короткого замкнення у переважній більшості випадків рекомендується використовувати індуктивні опори, а з метою виключення ймовірності виникнення недопустимих перенапруг розміри індуктивностей змінюються випрямленим током, механічним шунтуванням частини котушок у обмотці або компенсацією індуктивності відповідною ємністю.The useful model belongs to the field of energy and is intended for the protection of electrical installations in 2 110-750KV networks, where it is necessary to limit short-circuit currents and overvoltages in the presence of autotransformers or high-power transformers, increase the breaking capacity of existing air switches, exclude (eliminate) the possibility of resonance and ferroresonance phenomena with incomplete phase modes and full provision of the bus system, reduction in the term of transients and elimination of the possibility of oscillatory processes with the possible development of emergency modes. 70 To limit single-phase short-circuit currents, it is recommended to use inductive resistances in the vast majority of cases, and in order to exclude the possibility of unacceptable overvoltages, the inductance sizes are changed by rectified current, mechanical shunting of a part of the coils in the winding, or inductance compensation with a suitable capacity.
Відомий пристрій заземлення нейтралі трансформатора (1. Авторське свідоцтво СРСР Мо864423. Пристрій 12 для обмеження струмів короткого замкнення та перенапруг на високовольтній підстанції, автор Назаров А.І. (Аналог)), який підвищує швидкість обмеження струмів однофазного короткого замкнення, а також знижує комутаційні перенапруги, яке містить дросель насичення, обмотка перемінного струму якого підімкнута у нейтраль високовольтної обмотки силового трансформатора через іскровий проміжок, який при необхідності шунтується замикаючим контактом швидкодійного автомата, а обмотка управління під'єднана до джерела постійного току через нормально замкнений контакт автомата гасіння поля, причому з метою підвищення ефективності обмеження названих струмів і перенапруг, дросель насичення обладнаний додатковою обмоткою, яка магнітне зв'язана з обмотками дроселя і під'єднана у розсічку трикутника обмоток силового трансформатора.The well-known device for grounding the neutral of the transformer (1. Copyright certificate of the USSR Mo864423. Device 12 for limiting short-circuit currents and overvoltages at a high-voltage substation, author A.I. Nazarov (Analog)), which increases the speed of limiting single-phase short-circuit currents, and also reduces switching overvoltage, which contains a saturation choke, the alternating current winding of which is connected to the neutral of the high-voltage winding of the power transformer through a spark gap, which, if necessary, is shunted by the closing contact of the high-speed circuit breaker, and the control winding is connected to the direct current source through the normally closed contact of the field extinguishing circuit breaker, and in order to increase the effectiveness of limiting the mentioned currents and overvoltages, the saturation choke is equipped with an additional winding, which is magnetically connected to the choke windings and connected to the triangle section of the power transformer windings.
Недоліками вказаного пристрою є необхідність використання джерела постійного струму, приєднання у нормальному режимі дроселя насичення до нейтралі високовольтних обмоток силового трансформатора через іскровий проміжок, при пробої якого виникають перенапруги високих частот, які порушують рівномірний розподіл пт) напруг між витками у котушках, між котушками обмоток та між обмотками трансформатора, неможливість попередньо насиченого дроселю обмежувати струм однофазного короткого замкнення, ймовірність виникнення резонансних та ферорезонансних явищ у перехідних режимах насичення дроселя з появою тривалих коливальних процесів на живлячій системі шин, а внаслідок цього, у всій електричне зв'язаній мережі. ЗThe disadvantages of the specified device are the need to use a direct current source, to connect the saturation choke in normal mode to the neutral of the high-voltage windings of the power transformer through a spark gap, in the event of a breakdown of which high-frequency overvoltages occur, which disrupt the uniform distribution of pt) voltages between the turns in the coils, between the coils of the windings and between the windings of the transformer, the impossibility of the pre-saturated choke to limit the current of a single-phase short circuit, the probability of resonance and ferroresonance phenomena in the transition modes of choke saturation with the appearance of long-term oscillatory processes on the bus power supply system, and as a result, in the entire electrically connected network. WITH
Відносно близьким до пропонованої корисної моделі є пристрій, який має дросель насичення з відпайками (2. -Relatively close to the proposed useful model is a device that has a saturation choke with solder pads (2. -
Авторське свідоцтво СРСР Мо907682. Пристрій для обмеження перенапруг і струмів короткого замкнення на високовольтній підстанції, автори І.І. Магда, А.І. Назаров. - автори. (Аналог)), який підмикається в нейтраль сч високовольтних обмоток безпосередньо та змінює розмір свого індуктивного опору в залежності від змінювання дз напруги між виводами обмотки, з'єднаної по схемі розімкнутого трикутника, які шунтуються індуктивністю додаткової обмотки, причому один з виводів вказаної обмотки приєднаний до відпайки дросель насичення, я..00С077 другий до його заземленого виводу.Author's certificate of the USSR Mo907682. A device for limiting overvoltages and short-circuit currents at a high-voltage substation, authors I.I. Magda, A.I. Nazarov. - authors. (Analog)), which is connected to the neutral of the high-voltage windings directly and changes the size of its inductive resistance depending on the change in the voltage dz between the terminals of the winding connected according to the open triangle scheme, which are shunted by the inductance of the additional winding, and one of the terminals of the indicated winding is connected before desoldering the saturation choke, I..00C077 the second to its grounded terminal.
Даний пристрій прийнятий за аналог (прототип).This device is considered an analog (prototype).
Його основними недоліками є неможливість глухого заземлення нейтралі високовольтних обмоток і « ефективного зниження індуктивного опору між виводами обмотки, з'єднаної по схемі розімкнутого трикутника, з З 70 метою обмеження перенапруг та недостатнє обмеження однофазних токів короткого замкнення у зв'язку зі с зниженням результуючого індуктивного опору в нейтралі при паралельному з'єднанні частини обмотки дроселюIts main disadvantages are the impossibility of blind grounding of the neutral of high-voltage windings and "effective reduction of the inductive resistance between the terminals of the winding connected according to the open triangle scheme, with the aim of limiting overvoltages and insufficient limitation of single-phase short-circuit currents due to the reduction of the resulting inductive resistance in neutral when a part of the throttle winding is connected in parallel
Із» насичення індуктивного між виводами вказаної обмотки.From" saturation of the inductive between the terminals of the indicated winding.
Крім цього пропонуємий пристрій має певну ступінь електромагнітної енерційності при переході від режиму обмеження однофазних токів короткого замкнення до їх відключення лінійними комутаційними апаратами, робота яких у таких випадках ускладнюється при виникненні вищевказаних явищ та процесів, які приводять до - розвитку аварій у циклічно-каскадних послідовностях. (се) Найбільш близькими до пропонуємої корисної моделі є пристрій ІЗ. Авторське свідоцтво СРСР Мо1594643,In addition, the proposed device has a certain degree of electromagnetic energy during the transition from the mode of limiting single-phase short-circuit currents to their disconnection by linear switching devices, the operation of which in such cases is complicated when the above-mentioned phenomena and processes occur, which lead to - the development of accidents in cyclic-cascade sequences. (se) The closest to the proposed useful model is the IS device. Author's certificate of the USSR Mo1594643,
Пристрій для обмеження струмів короткого замкнення та перенапруг, автори С.А. Юхимчук, В.В. Кущ, А... о Назаров. (Прототип)), який містить резисторну установку і захисний розрядник, з'єднані паралельно та -І 20 під'єднані безпосередньо між нейтраллю високовольтних обмоток і землею, причому резисторна установка виконана у вигляді дільника напруги, який містить два послідовно з'єднаних резистора, між спільною точкою т» яких та землею з'єднані паралельно відповідні реактор і конденсатор.A device for limiting short-circuit currents and overvoltages, authors S.A. Yukhymchuk, V.V. Kush, A... about Nazarov. (Prototype)), which contains a resistor unit and a protective arrester, connected in parallel and -I 20 is connected directly between the neutral of the high-voltage windings and the ground, and the resistor unit is made in the form of a voltage divider, which contains two resistors connected in series, between the common point t» of which and the ground, the corresponding reactor and capacitor are connected in parallel.
Спільними з прототипом ознаками є наявність активних опорів відповідних розмірів пристосовано до реальних мереж вказаних напруг, які в певній мірі сприяють зниженню терміну загасання перехідних та 29 ймовірності виникнення коливальних процесів з небезпечними для ізоляції електрообладнання розмірами с струмів та перенапруг підвищених частот, а наявність паралельно з'єднаних реактора і конденсатора спільно з вказаними активними опорами обмежують негативні впливи електромагнітних параметрів при резонансних і ферорезонансних явищах.Common features with the prototype are the presence of active resistances of appropriate sizes adapted to real networks of the specified voltages, which to a certain extent contribute to reducing the damping time of transients and 29 the probability of the occurrence of oscillatory processes with currents and overvoltages of high frequencies that are dangerous for the insulation of electrical equipment, and the presence in parallel of combined reactor and capacitor together with the indicated active resistances limit the negative effects of electromagnetic parameters during resonance and ferroresonance phenomena.
Однак, ефективність обмеження одноразових токів короткого замкнення резисторами у нейтралі 60 високовольтних обмоток силового трансформатору знижена порівняно з індуктивністю вказаних обмоток геометричного у першому і арифметичному у другому випадках при однаковому розмірі допустимої напруги на ізоляції їхньої нейтралі.However, the effectiveness of limiting one-time short-circuit currents by resistors in the neutral 60 of the high-voltage windings of the power transformer is reduced compared to the inductance of the specified geometric windings in the first and arithmetic in the second cases with the same size of the allowable voltage on the insulation of their neutral.
При виникненні грозових перенапруг шунтування одного з двох послідовно з'єднаних резисторів паралельно з'єднаним конденсатором може бути причиною теплового пошкодження резистора, який зашився, струмом бо блискавки, розмір якого досягати кількох десятків кілоампер.In the event of lightning overvoltages, shunting of one of two series-connected resistors by a parallel-connected capacitor can be the cause of thermal damage to the resistor, which is closed, by a lightning current, the size of which can reach several tens of kiloamperes.
Комутаційні перенапруги, які виникають в результаті неповнофазних режимів роботи вимикачів або обрив фаз живлячих ліній електропередачі можуть бути причиною підвищених напруг промислової частоти в нейтралі високовольтних обмоток силового трансформатора, які призводять до пробою ізоляції конденсатора.Switching overvoltages that occur as a result of incomplete phase modes of operation of switches or interruption of phases of power transmission lines can be the cause of increased industrial frequency voltages in the neutral of the high-voltage windings of the power transformer, which lead to breakdown of the capacitor insulation.
Виникнення ферорезонансних явищ внаслідок повного обезструмлення системи шин повітряними вимикачами з наявністю ємнісних дільників напруги на їхніх віддільних та збереженням в схемі індуктивностей високовольтних обмоток з глухим заземленням нейтралі електромагнітного трансформатора напруги контролю ізоляції призводить до коливальних процесів підвищених струмів та напруги високих частот між конденсатором і реактором, які призводять до пошкодження високовольтної ізоляції реактора. 70 Можливі тривалі впливи резонансних явищ по напрузі між індуктивністю високовольтних обмоток силового трансформатора та ємністю конденсатора, а також резонансних явищ по струму між ємністю конденсатора та індуктивністю реактора можуть бути причиною пошкодження розрядника з подальшим пошкодженням ізоляції у високовольтних обмотках силового трансформатора.The occurrence of ferroresonance phenomena as a result of the complete de-energization of the bus system by air switches with the presence of capacitive voltage dividers on their individual parts and the preservation of the inductances of high-voltage windings in the circuit with blind grounding of the neutral of the electromagnetic insulation voltage transformer leads to oscillatory processes of increased currents and high-frequency voltages between the capacitor and the reactor, which lead to damage to the high-voltage insulation of the reactor. 70 Possible long-term effects of resonance phenomena in terms of voltage between the inductance of the high-voltage windings of the power transformer and the capacity of the capacitor, as well as resonance phenomena in terms of current between the capacity of the capacitor and the inductance of the reactor can be the cause of damage to the arrester with subsequent damage to the insulation in the high-voltage windings of the power transformer.
Вказані недоліки є причиною різної зміни у відносно широких межах ефективності результуючого заземлення нейтралі мережі при виникненні аварійних режимів та їх можливого розвиту у циклічно-каскадній послідовності по причині відмов у роботі сучасних пристроїв релейного захисту, автоматики та телемеханіки, які виконані на напівпровідниках.These shortcomings are the cause of various changes in the effectiveness of the resulting grounding of the network neutral in the event of emergency modes and their possible development in a cyclical-cascade sequence due to failures in the operation of modern devices of relay protection, automation and telemechanics, which are made on semiconductors.
Більш того, комбінований вплив електромагнітних процесів при аварійних режимах з виникненням тривало діючих перехідних і коливальних процесів не обмежуються до безпечних розмірів з врахуванням ефекту 2о Кумулятивності по причині відсутності необхідних функціональних зв'язків між елементами пристрою за допомогою відповідних колу керування, датчиками яких можуть бути вимірювальні трансформатори струму та напруги.Moreover, the combined influence of electromagnetic processes in emergency modes with the occurrence of long-lasting transient and oscillating processes is not limited to safe dimensions, taking into account the effect of 2o Cumulativeness due to the lack of necessary functional connections between the elements of the device using the appropriate control circuits, the sensors of which can be measuring current and voltage transformers.
В основу корисної моделі покладені реальні експериментальні дослідження в діючих електричних мережах 150-330-750КВ енергосистеми "Дніпроенерго". Поставлене завдання розробити назву корисної моделі ов Конструкцію пристрою з ефективними зв'язками напруги і струмів між його елементами безпосередньо і існуючим електрообладнанням в мережі вказаних напруг як у промисловій, так і підвищених частотах, тобто забезпечити о, захисному пристрою електромагніту сумісність з раніш встановленими трансформаторами на підстанціях і вже існуючими розподільними та магістральними лініями електропередач вказаних напруг.The useful model is based on real experimental studies in the operating 150-330-750KV electrical networks of the Dniproenergo power system. The task was to develop the name of a useful model of the Device design with effective voltage and current connections between its elements directly and the existing electrical equipment in the network of the specified voltages both in industrial and high frequencies, i.e. to ensure compatibility of the electromagnet protective device with previously installed transformers on substations and already existing distribution and trunk power lines of the indicated voltages.
Прийнято рішення про доцільність спрощення схем керування роботою елементів пристрою на основі «гA decision was made on the expediency of simplifying the control schemes of the device elements on the basis of "g
Зо Контролю струмів та напруг з використанням вимірювальних пристроїв і засобів релейного захисту, існуючих на підстанціях. -From Control of currents and voltages with the use of measuring devices and means of relay protection existing at substations. -
Більш того, вперше розроблені ефективні функціональні зв'язки між обмотками автотрансформатору, с послідовно з'єднаними обмотками відповідно напруги струмообмежуючого реактора, обмотками трансформатора напруги контролю ізоляції, активними опорами, підєднаними у аварійних режимах між ме) з5 нейтраллю високовольтних обмоток автотрансформатора і землею, а також між виводами його обмотки низької - пре напруги та однієї з обмоток вказаного реактора, тобто використані позитивні ефекти комбінованих сполучень індуктивностей та активних опорів з результуючою ємністю мережі за допомогою кіл керування з усуненням можливих негативних впливів.Moreover, for the first time, effective functional connections between the autotransformer windings, with windings connected in series according to the voltage of the current-limiting reactor, insulation control voltage transformer windings, active resistances connected in emergency modes between the neutral of the high-voltage autotransformer windings and the ground, were developed for the first time, and also between the terminals of its low-pre-voltage winding and one of the windings of the specified reactor, that is, the positive effects of the combined combinations of inductances and active resistances with the resulting capacity of the network are used using control circuits to eliminate possible negative effects.
Пристрій обмежує до безпечних розмірів параметрів електромагнітних процесів всього спектра частот при « струмах короткого замкнення та внутрішніх перенапруг зі скороченням терміну перехідних і усуненням в с коливальних процесів в електричних мережах вказаних напруг.The device limits the parameters of electromagnetic processes of the entire frequency spectrum to safe sizes in the case of short-circuit currents and internal overvoltages with a reduction in the transient period and elimination of oscillatory processes in electrical networks of the indicated voltages.
Вся заявлена сукупність суттєвих відмінних ознак забезпечує досягнення технічного результату, який ;» забезпечує корисну модель при її виконанні.The entire declared set of significant distinguishing features ensures the achievement of a technical result that;" provides a useful model in its execution.
Наявність електромагнітних, електричних, ємнісних та функціональних режимних зв'язків між елементами пристрою та діючим на підстанціях електротехнічним обладнанням забезпечує відповідність запропонованого - технічного рішення критерію.The presence of electromagnetic, electric, capacitive and functional mode connections between the device elements and the electrotechnical equipment operating at the substations ensures compliance of the proposed technical solution with the criterion.
По відмінним суттєвим ознакам був проведений пошук відомих рішень в науці і техніці. Відомих рішень не се) знайдено. Отже, заявлене рішення відповідає критерію. ко На Фіг.1 подана електромагнітна схема пристрою обмеження струмів короткого замкнення та внутрішніх 5р перенапруг, яка містить автотрансформатор, високовольтна обмотка (ВН) 1 якого під'єднана за допомогоюA search for well-known solutions in science and technology was carried out on the basis of significant essential features. No known solutions were found. Therefore, the declared decision meets the criterion. Figure 1 shows an electromagnetic diagram of the device for limiting short-circuit currents and internal overvoltages, which contains an autotransformer, the high-voltage winding (HV) 1 of which is connected using
Ш- комутаційних апаратів 2 до живлючої системи шин 3, обмотка середньої напруги (СН) 4 під'єднана за допомогою ї» комутаційних апаратів 5 до живлячої системи шин б та обмотка низької напруги (НН) 7 з'єднана по схемі розімкнутого трикутника, трансформатор напруги контролю ізоляції, високовольтна обмотка (ВН) 8 якого з'єднана по схемі зірки з глухим заземленням нейтралі... та приєднана до живлячої системи шин, основна обмотка низької напруги (НН-1) 9 з'єднана по схемі зірки з виведеним нульовим проводом та додаткова обмотка низької напруги (НН-2) 10 з'єднана по схемі розімкнутого трикутника, струмообмежуючий реактор, який с складається з двох послідовно з'єднаних обмоток 11 і 12 відповідних класів напруги, причому високовольтний вивід реактора приєднаний безпосередньо до нейтралі високовольтних обмоток автотрансформатора, а між його середнім та нульовим виводами приєднані безпосередньо виводи обмотки НН автотрансформатора та бо Коло, яке складається з послідовно з'єднаних шунтуючого комутаційного апарата 13 та активного опору 14, заземлюючий комутаційний апарат 15 з послідовно з'єднаним опором 16 та обмежувач перенапруг 17 між нейтраллю обмоток (ВН, СН) автотрансформатора та землею; коло керування шунтуючим комутаційним апаратом, одна з яких містить трансформатор струму 18 в глухозаземленій нейтралі обмотки ВН трансформатора напруги з реле струму в його вториннім колі, реле часу 20 та проміжним реле 21, а друга 65 містить реле напруги 22 між виводами обмотки НН-2 та проміжне реле 23; коло керування заземлюючим комутаційним апаратом, містить реле напруг 24, 25, 26 та проміжне реле 27.Sh- of switching devices 2 to the supply system of buses 3, the medium voltage winding (MV) 4 is connected with the help of y" switching devices 5 to the supply system of buses b and the low voltage winding (LV) 7 is connected according to the open triangle scheme, transformer insulation control voltage, the high-voltage winding (HV) 8 of which is connected in a star scheme with a blind grounding of the neutral... and connected to the bus power supply system, the main low-voltage winding (НН-1) 9 is connected in a star scheme with an output zero wire and an additional low-voltage winding (НН-2) 10 is connected according to an open triangle scheme, a current-limiting reactor, which consists of two series-connected windings 11 and 12 of the corresponding voltage classes, and the high-voltage output of the reactor is connected directly to the neutral of the high-voltage windings autotransformer, and between its middle and zero terminals, the terminals of the LV winding of the autotransformer are connected directly, and the circuit, which consists of series-connected shunt coils tation device 13 and active resistance 14, grounding switching device 15 with series-connected resistance 16 and overvoltage limiter 17 between the neutral of the windings (LV, LV) of the autotransformer and the ground; the control circuit of the shunt switching apparatus, one of which contains a current transformer 18 in the dead-grounded neutral of the HV winding of the voltage transformer with a current relay in its secondary circuit, a time relay 20 and an intermediate relay 21, and the second 65 contains a voltage relay 22 between the terminals of the HV-2 winding and intermediate relay 23; control circuit of the grounding switchgear, contains voltage relays 24, 25, 26 and intermediate relay 27.
Найбільш економічним варіантом здійснення корисної моделі є застосування струмообмежуючого реактору, з двома послідовно з'єднаними обмотками з виводами відповідних класів напруги стосовно до рівнів ізоляції високовольтних та низьковольтної обмоток автотрансформаторів та трансформаторів великих потужностей.The most economical option for the implementation of a useful model is the use of a current-limiting reactor with two serially connected windings with terminals of the appropriate voltage classes in relation to the insulation levels of high-voltage and low-voltage windings of autotransformers and high-power transformers.
Обмотки реактору при розробленій схемі їх з'єднань забезпечують електричний зв'язок між трансформаторними обмотками силового трансформатору, яка надає можливість більш ефективної стабілізації і магнітних потоків у стрижнях магнітопроводів при аварійних режимах, забезпечуючу скорочення часу перехідних та усунення виникнення коливальних процесів з одночасним використанням при необхідності шунтуючого опору для виключення виникнення резонансних та ферорезонансних явищ при однофазних струмах короткого /о замкнення.The reactor windings, with the developed scheme of their connections, provide an electrical connection between the transformer windings of the power transformer, which provides the possibility of more effective stabilization and magnetic fluxes in the cores of the magnetic conductors in emergency modes, ensuring the reduction of transient time and the elimination of the occurrence of oscillating processes with simultaneous use if necessary shunt resistance to exclude the occurrence of resonance and ferroresonance phenomena with single-phase short-circuit currents.
При всіх можливих різновидах внутрішніх перенапруг різних частот ефективність їх обмеження забезпечується не тільки підключенням вказаного шунтуючого опору, а й включенням у нейтраль високовольтних обмоток силового трансформатора заземлюючого опору за допомогою напружних та струмкових кіл керування, які реагують на змінювання вказаних параметрів між виводами низьковольтних та в нейтралі високовольтної обмоток трансформатора напруги відповідно з наявністю у вказаних колах відповідних пристроїв релейного захисту.With all possible types of internal overvoltages of different frequencies, the effectiveness of their limitation is ensured not only by connecting the specified shunt resistance, but also by including the high-voltage windings of the power transformer of the grounding resistance in the neutral with the help of voltage and current control circuits that respond to changes in the specified parameters between the terminals of the low-voltage and in the neutral of the high-voltage winding of the voltage transformer in accordance with the availability of the relevant relay protection devices in the indicated circles.
З метою підвищення ефективності обмеження грозових, а також внутрішніх перенапруг у початковий момент їх виникнення між нейтраллю високовольтних обмоток силового трансформатора та землею приєднаний обмежувач напруг.In order to increase the effectiveness of limiting lightning storms, as well as internal overvoltages at the initial moment of their occurrence, a voltage limiter is connected between the neutral of the high-voltage windings of the power transformer and the ground.
Крім того, наявність практично двоступеневого струмообмежуючого реактору в нейтралі високовольтних обмоток автотрансформатора, виводи одного з яких з'єднані з виводами розімкнутого трикутника обмотки низької напруги вказаного трансформатора, а також використання шунтуючого та заземлюючого активних опорів з комутаційними апаратами, кола керування яких зв'язані з обмотками трансформатора напруги контролю ізоляції на системі шин високої напруги забезпечують одночасну ефективність обмеження однофазних струмів об Короткого замкнення та внутрішніх перенапруг до цілковито безпечних розмірів одночасно в мережах високої, - середньої та низької напруги.In addition, the presence of an almost two-stage current-limiting reactor in the neutral of the high-voltage windings of the autotransformer, the terminals of one of which are connected to the terminals of the open triangle of the low-voltage winding of the specified transformer, as well as the use of shunting and grounding active resistances with switching devices, the circuits of which are connected to the control windings of the insulation voltage control transformer on the high-voltage busbar system ensure the simultaneous effectiveness of limiting single-phase currents about short-circuits and internal overvoltages to completely safe sizes at the same time in high-, medium- and low-voltage networks.
При нормальному режимі роботи електричних мереж пристрій знаходиться у оптимальному режимі обмеження можливих струмів однофазних коротких замкнень завдяки наявності обмоток 11 та 12 струмообмежуючого реактора у нейтралі обмоток 1 та 4 автотрансформатора, приєднаних за допомогою («р зо комутаційних апаратів 2 та 5 до живлючої З та живленої 6 системам шин відповідно, з одночасною можливістю обмеження внутрішніх перенапруг в живлючій та живленій мережах завдяки схемі розімкнутого трикутника його - обмотки низької напруги 7, яка шунтується однією з реакторних обмоток 12. Обмеження раптово виникаючих с грозових перенапруг та внутрішніх перенапруг у початковій стадії їх виникнення забезпечується обмежувачем перенапруг 17 в нейтралі високовольтних обмоток автотрансформатора. МеIn the normal mode of operation of electrical networks, the device is in the optimal mode of limiting possible currents of single-phase short circuits due to the presence of windings 11 and 12 of the current-limiting reactor in the neutral of windings 1 and 4 of the autotransformer, which are connected by means of (r) of switching devices 2 and 5 to the feeder Z and the fed 6 bus systems, respectively, with the simultaneous possibility of limiting internal overvoltages in the feeding and fed networks thanks to the open triangle scheme of its low-voltage winding 7, which is shunted by one of the reactor windings 12. The limitation of suddenly arising from lightning overvoltages and internal overvoltages in the initial stage of their occurrence is ensured surge limiter 17 in the neutral of the high-voltage windings of the autotransformer
В момент виникнення однофазного струму короткого замкнення на живлючих фідерах систем шин З або 6 «- обмотки 11 та 12 струмообмежуючого реактора раптово знижують його розмір до моменту відключення пошкодженої лінії однофазними комутаційними апаратами та усуває ймовірність виникнення кілометричних ефектів у процесі комутацій при короткому замкненні фази лінії електропередач на певній відстані від системи шин в результаті резонансних явищ між напругами сумарних індуктивностей силових трансформаторів та « 70 ємностей ліній електропередач, враховуючи ємності вказаних систем шин. в с Однак при роботі автотрансформатора з неповним навантаженням, яке приближується до режиму холостого ходу, можливі виникнення стабільних і навіть зростаючих по розміру коливальних напруг промислової частоти на ;» обох системах шин в процесі відключення пошкодженої лінії, яка призводить до підвищення розмірів напруги, які відновлюються, над розмірами ізоляційної міцності та контактах, які розходяться, комутаційних апаратів з подальшим пошкодженням камер гасіння та їхнім повним руйнуванням. - Але у цьому випадку між відповідним лінійним та нульовим виводами основної вторинної обмотки 9 спрацьовує одне з існуючих реле напруги 24, 25 або 26, які приводять до спрацювання без витримки часу ік проміжне реле 27 та вмиканню заземлюючого комутаційного апарата 15 з активним опором 16, яке усуває безWhen a single-phase short-circuit current occurs on the feeding feeders of the 3 or 6" bus systems, windings 11 and 12 of the current-limiting reactor suddenly reduce its size until the moment of disconnection of the damaged line by single-phase switching devices and eliminates the possibility of kilometer effects in the process of switching in the event of a short circuit of a phase of the power line at a certain distance from the bus system as a result of resonance phenomena between the voltages of the total inductances of power transformers and "70 capacities of power transmission lines, taking into account the capacities of the specified bus systems. в с However, when the autotransformer operates with an incomplete load, which approaches the idle mode, stable and even increasing in size oscillating voltages of the industrial frequency at ;" both bus systems in the process of disconnecting the damaged line, which leads to an increase in the voltage values that are restored, above the dimensions of the insulation strength and the diverging contacts of the switchgear with subsequent damage to the extinguishing chambers and their complete destruction. - But in this case, between the corresponding linear and zero terminals of the main secondary winding 9, one of the existing voltage relays 24, 25 or 26 is triggered, which lead to the activation without delay of the intermediate relay 27 and the switching on of the grounding switching device 15 with an active resistance 16, which eliminates without
ГІ витримки часу коливання напруг, отже забезпечує з встановленою витримкою часу успішне відключення Короткого замкнення комутаційним апаратом, яке виключає можливі розвитку аварійних режимів. ш- Слід відзначити можливість виникнення перенапруг при неповнофазних режимах в електричних мережах ї» внаслідок невдалих включень або відключень однофазних комутаційних апаратів, а також при холостих режимах або обривах фаз ліній електропередач без струмів коротких замикань.The GI of the voltage fluctuation time delay ensures, with the set time delay, the successful disconnection of the short circuit by the switching device, which excludes the possible development of emergency modes. ш- It should be noted the possibility of overvoltages in incomplete phase modes in electrical networks due to unsuccessful switching on or off of single-phase switching devices, as well as in idle modes or interruptions of phases of power transmission lines without short-circuit currents.
При вказаних режимах виникає напруга нульової послідовності між виводами додаткової вторинної обмотки дв 10 трансформатора напруги, яка призводить до спрацювання реле напруги 22 та проміжного реле 23, які призводять до вмикання шунтуючого комутаційного апарата 13 з активним опором 14, яке знижує напругу при с вказаних режимах до безпечних значень завдяки підвищенню ефективності заземлення нейтралі автотрансформатора.In the specified modes, a zero-sequence voltage occurs between the terminals of the additional secondary winding 2 10 of the voltage transformer, which leads to the operation of the voltage relay 22 and the intermediate relay 23, which lead to the switching on of the shunt switching device 13 with an active resistance 14, which reduces the voltage in the specified modes to safe values due to the improvement of the efficiency of the grounding of the neutral of the autotransformer.
При повному обезточенню системи шин повітряними вимикачами з вказаними ємнісними дільниками напруг бо на віддільниках при збереженні на обезточених шинах трансформатора напруги контролю ізоляції виникають ферорезонансні явища між результуючою ємністю дільників напруги і нелінійною індуктивністю високовольтних обмоток трансформатора напруги з глухим заземленням нейтралі, які призводять до появи небезпечних по розміру перенапруг на обезточеній системі шин і струмів у нейтралі вказаних обмоток з подальшим їх пошкодженням, отже усуненням можливості швидкого повторного вмикання системи шин під навантаження. Крім б ТОГО, ферорезонансні явища з наявністю підвищених навантажень на обезточеній системі шин навіть без пошкоджень трансформаторів напруги блокують роботу релейного захисту та виключають можливість Її повторного включення під навантаження.When the bus system is completely de-energized by air switches with the specified capacitive voltage dividers on the separators, when the insulation control voltage is maintained on the de-energized bus bars of the transformer, ferroresonance phenomena occur between the resulting capacitance of the voltage dividers and the nonlinear inductance of the high-voltage windings of the voltage transformer with a blind grounding of the neutral, which lead to the appearance of dangerous size of overvoltages on the de-energized bus system and currents in the neutral of the specified windings with subsequent damage to them, thus eliminating the possibility of quick reconnection of the bus system under load. In addition to THAT, ferroresonance phenomena with the presence of increased loads on the de-energized bus system even without damage to the voltage transformers block the operation of the relay protection and exclude the possibility of its re-engagement under load.
Однак в даному випадку виникає струм у глухозаземленій нейтралі високовольтної обмотки 8 трансформатора напруги, отже і в первинній обмотці трансформатора струму 18, який призводить до спрацювання струмового реле 19 у його вторинних колах, з подальшим спрацюванням реле часу 20 та проміжного реле 21, яке містить шунтуючий комутаційний апарат 13 з активним опором 14, який усуває виникнення ферорезонансних явищ.However, in this case, a current arises in the dead-grounded neutral of the high-voltage winding 8 of the voltage transformer, and therefore in the primary winding of the current transformer 18, which leads to the operation of the current relay 19 in its secondary circuits, with the subsequent operation of the time relay 20 and the intermediate relay 21, which contains a shunt switching device 13 with active resistance 14, which eliminates the occurrence of ferroresonance phenomena.
Розроблені кола керування при різних можливих варіаціях виникнення аварійних режимів, а отже пристрій забезпечує надійність експлуатації існуючого електротехнічного обладнання, потрібну якість електричної 7/о енергії та зниження електричних втрат.Developed control circuits for various possible variations of the emergence of emergency modes, and therefore the device ensures the reliability of operation of the existing electrical equipment, the required quality of electrical energy and the reduction of electrical losses.
Дослідні моделі запропонованого пристрою використовувались для обмеження параметрів електромагнітних процесів при експериментальних дослідженнях їх ефективності у мережах вказаних напруг енергосистеми "Дніпроенерго".Experimental models of the proposed device were used to limit the parameters of electromagnetic processes during experimental studies of their efficiency in networks of the indicated voltages of the Dniproenergo power system.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200605844U UA19274U (en) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Device for limiting short-circuit currents and overvoltages |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200605844U UA19274U (en) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Device for limiting short-circuit currents and overvoltages |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA19274U true UA19274U (en) | 2006-12-15 |
Family
ID=37606261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200605844U UA19274U (en) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Device for limiting short-circuit currents and overvoltages |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA19274U (en) |
-
2006
- 2006-05-29 UA UAU200605844U patent/UA19274U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105594084B (en) | High-speed switch fault current limiter and current limiter system | |
| Hassan et al. | Review of ferroresonance in power distribution grids | |
| Mueller et al. | Switching phenomena in medium voltage systems-good engineering practice on the application of vacuum circuit-breakers and contactors | |
| Morton | Circuit breaker and protection requirements for DC switchgear used in rapid transit systems | |
| RU2284083C2 (en) | Device for compensation of one-phased capacity closing currents and for limiting internal overvoltages in high-voltage networks | |
| RU2643350C1 (en) | Distribution device in ac network | |
| Pawar et al. | Transient overvoltages in power system | |
| RU2706637C1 (en) | Device for protection of vacuum-switched equipment from overvoltage | |
| UA19274U (en) | Device for limiting short-circuit currents and overvoltages | |
| RU89783U1 (en) | CURRENT LIMITER | |
| RU2284084C2 (en) | Device for limiting parameters of electromagnetic processes in high-voltage networks | |
| RU2014706C1 (en) | Device for limiting of parameters of electromagnetic processes under emergency operation | |
| SU907682A1 (en) | Device for limiting overvoltages and short-circuiting currents at high-voltage substation | |
| RU2016458C1 (en) | Gear for termination of ferro-resonance processes in networks with insulated neutral | |
| RU2223581C1 (en) | Dc low-voltage power system | |
| RU2284082C2 (en) | Protective device for electrical equipment of high-voltage substations and power transmission lines | |
| RU2699019C1 (en) | Three-phase shunt reactor group | |
| Peelo | Current interrupting capability of air break disconnect switches | |
| UA15736U (en) | Device for protecting an earthed neutral power transformer and a voltage transformer for testing insulation | |
| CN104218555B (en) | A kind of three phase excitation incoming current suppression device and method | |
| RU1778857C (en) | Device for limiting ferroresontant and resonant processes | |
| UA15738U (en) | Device for limiting parameters of electromagnetic transients in emergency states of an earthed neutral system | |
| Balzer et al. | Switching of transformer limited faults in HV and EHV systems | |
| RU1836774C (en) | Internal surge and ferroresonance process limiting arrangement for systems with compensated capacitive fault-to earth current | |
| RU85762U1 (en) | HIGH VOLTAGE DISTRIBUTION DEVICE |