UA20022U

UA20022U - Compensating device based on a transformer and a reactor for limiting parameters of electromagnetic processes in high-voltage and low-voltage networks

Info

Publication number: UA20022U
Application number: UAU200606283U
Authority: UA
Inventors: Oleksandr Mykolaiov Andriienko; Dmytro Volodymyrovy Zhuravliov; Adolf Ivanovych Nazarov
Original assignee: Univ Zaporizhia Nat Technical
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2007-01-15

Abstract

The proposed compensating device based on a transformer and a reactor for limiting parameters of electromagnetic processes in high-voltage and low-voltage networks contains a three-winding power transformer, a capacitor bank, an earthing switch, a compensating reactor with a control unit, a shunting disconnector, and voltage suppressors. The high-voltage, medium-voltage, and low-voltage windings of the transformer are connected according to a star circuit with a neutral terminal, a close delta circuit, and a star circuit with a neutral terminal. The capacitors of the capacitor bank are connected according to a star circuit with a neutral terminal. The earthing switch is inserted between the neutral terminal of the high-voltage winding of the transformer and the earthing circuit via two resistors connected in series. The compensating reactor is connected in parallel to the resistor in the circuit of the earthing switch. The shunting disconnector is inserted between the terminals of the medium-voltage winding of the transformer. The neutral terminal of the high-voltage winding of the transformer is connected to the neutral terminal of the capacitor bank. The neutral terminal of the low-voltage winding of the transformer is connected directly to the earthing circuit. The voltage suppressors are inserted between the phase terminals and the neutral terminal of the low-voltage winding of the transformer via a resistors and capacitors that forms a three-phase high-pass filter.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель належить до галузі електротехніки і призначена для захисту електроустановок і ліній 2 електропередач у мережах 6-220КВ з ізольованою і 110-220кВ з ефективною заземленою нейтралями, а також у мережах низької напруги до 1000 В з заземленою нейтраллю шляхом обмеження до безпечних розмірів напруг, струмів (струму) і частот при мінливих режимах енергосистем, технологічних режимах підприємств, аварійних станах, дугових і комутаційних перенапругах, ферорезонансних і резонансних явищах, перехідних і коливальних процесах, включаючи несиметричні та неповнофазні режими. 70 Відомий пристрій обмеження параметрів електромагнітних процесів при технологічних та аварійних режимах у високовольтних електричних мережах промислових підприємств Патент України Мо29262, НО2Н 7/04, 9/00, 1998), що містить силовий трансформатор, первинна обмотка якого з'єднана по схемі "зірка" з виведеною нейтраллю, а вторинна обмотка - по схемі "розімкнутий (розімкнений) трикутник", однофазний високовольтний реактор, з'єднаний з виводами вторинної обмотки. При цьому нейтраль первинної обмотки приєднана до високовольтного 12 вводу реактору, а його низьковольтний вивід заземлений. Пристрій забезпечує підвищення надійності роботи високовольтних мереж 6-10кВ промислових підприємств та зниження (зменшення) витрат на захист електрообладнання.The useful model belongs to the field of electrical engineering and is intended for the protection of electrical installations and 2 power transmission lines in 6-220 kV networks with isolated and 110-220 kV with effective grounded neutrals, as well as in low-voltage networks up to 1000 V with a grounded neutral by limiting voltages to safe sizes, currents (current) and frequencies in variable regimes of power systems, technological regimes of enterprises, emergency conditions, arcing and switching overvoltages, ferroresonance and resonance phenomena, transient and oscillatory processes, including asymmetric and incomplete phase regimes. 70 A known device for limiting the parameters of electromagnetic processes during technological and emergency modes in high-voltage electrical networks of industrial enterprises Patent of Ukraine Мо29262, НО2Н 7/04, 9/00, 1998), which contains a power transformer, the primary winding of which is connected according to the "star" scheme with the removed neutral, and the secondary winding - according to the "open (open) triangle" scheme, a single-phase high-voltage reactor connected to the terminals of the secondary winding. At the same time, the neutral of the primary winding is connected to the high-voltage 12 input of the reactor, and its low-voltage output is grounded. The device provides increased reliability of high-voltage 6-10kV networks of industrial enterprises and a reduction (decrease) in costs for the protection of electrical equipment.

Однак пристрій має суттєві (значні) недоліки: 1) індивідуальні конструкції магнітних систем високовольтних обмоток та реактору не забезпечує стабілізацію взаємозв'язків між магнітними потоками, включаючи потоки розсіяння при перехідних і коливальних процесах високих частот напруг та струмів при несиметричних, а особливо неповнофазних режимах або коротких замиканнях між фазами у процесах розплаву шихти у дугових та руднотермічних печах; 2) конструктивне виконання простою з нерегулюємим значенням (розміром) індуктивного опору реактору може бути застосовано тільки для високовольтних мереж 6-10 кВ з ізольованою нейтраллю при схемі кабельної електричної мережі, яка стабільно працює, без електромагнітних взаємодій між джерелами високоїі споживачами /-/-) низької напруги;However, the device has significant (significant) disadvantages: 1) individual designs of magnetic systems of high-voltage windings and the reactor do not ensure stabilization of the relationships between magnetic fluxes, including dispersion fluxes during transient and oscillatory processes of high frequencies of voltages and currents in asymmetric, and especially incomplete-phase modes or short circuits between phases in the processes of melting the charge in arc and ore-thermal furnaces; 2) the constructive implementation of idle with an unregulated value (size) of the inductive resistance of the reactor can be applied only for high-voltage networks of 6-10 kV with an isolated neutral in the case of a cable electrical network scheme that works stably, without electromagnetic interactions between sources and high consumers /-/-) low voltage;

З) відсутні стабільні електрична і функціональні електромагнітні зв'язки між трансформаторними обмотками і обмоткою реактору з ємностями існуючих конденсаторних батарей поперечної компенсації реактивної потужності в залежності від режимів заземлення їхніх нейтралей, що може призвести до резонансних явищ при певних с (означених) комутаційних процесах; с 4) пристрій не обмежує параметри електромагнітних процесів, які трансформуються в мережі низької напруги і призводять до зниження ефективності і надійності експлуатації засобів релейного захисту, автоматики, о телемеханіки і обчислювальної техніки внаслідок виникнення недопустимих розмірів внутрішніх перенапруг та Га») відхилень параметрів якості електричної енергії, які призводять до збільшення електричних витрат; 3о 5) пристрій працює тільки у стаціонарному режимі без можливості зміни електромагнітних процесів при сч технологічних режимах, які змінюються, та аварійних ситуаціях по причині незмінного глухого заземлення його нейтралі або відсутності чи наявності дугових перенапруг однофазних замикань на землю, які сприяють виникненням ферорезонансних процесів у високовольтних обмотках з глухозаземленою нейтраллю « трансформаторів напруги контролю ізоляції; 50 б) при виникненні в мережах 6-10кВ з ізольованою нейтраллю різнойменних замикань фаз на землю з З с наявністю перехідних опорів між ними через контур, який заземляє, нерегламентуємих відключень питомихC) there are no stable electrical and functional electromagnetic connections between the transformer windings and the reactor winding with the capacities of the existing capacitor batteries of transverse compensation of reactive power depending on the grounding modes of their neutrals, which can lead to resonance phenomena in certain (specified) switching processes; c 4) the device does not limit the parameters of electromagnetic processes that are transformed in the low-voltage network and lead to a decrease in the efficiency and reliability of the operation of relay protection, automation, o telemechanics and computer equipment due to the occurrence of unacceptable internal overvoltages and Ha") deviations of the parameters of the quality of electrical energy , which lead to an increase in electricity costs; 3о 5) the device works only in a stationary mode without the possibility of changing electromagnetic processes in the case of changing technological modes and emergency situations due to the constant blind grounding of its neutral or the absence or presence of arc overvoltages of single-phase circuits to the ground, which contribute to the occurrence of ferroresonance processes in high-voltage windings with a blind-grounded neutral "of insulation control voltage transformers; 50 b) in case of occurrence in 6-10kV networks with an isolated neutral of interchangeable phases to the ground with З with the presence of transient resistances between them through the grounding circuit, non-regulatory disconnections of the specific

І» навантажувань при наявності пропонуємого пристрою можливий одночасний вплив на нього і систему живлення шин недопустимих розмірів внутрішніх перенапряг і струмів високочастотних коливальних процесів, які призводять до необхідності короткочасного вимкнення всієї мережі живлення.And" loads, in the presence of the proposed device, it is possible to have a simultaneous effect on it and the bus power supply system of unacceptable sizes of internal overvoltages and currents of high-frequency oscillating processes, which lead to the need for a short-term shutdown of the entire power network.

Відомий пристрій обмеження параметрів електромагнітних процесів у високовольтних мережах (Патент о України Мо51323, 20021, який містить силовий трансформатор, первинна обмотка якого з'єднана по схемі "зірка" з ав | виведеною нейтраллю, а вторинна - по схемі розімкнутий "трикутник", реактор підключений до виводів вторинної обмотки і при цьому високовольтним введенням - до нейтралі, а низьковольтним введенням - до контуру, який о заземляє, комутаційний апарат з колом керування і шунтувальний реактор, трансформатор напруги, ка 20 трансформатори струму, заземлюючий комутаційний апарат з колом керування, заземлюючий резистор. Даний пристрій приймаємо за найближчий аналог. із Недоліком цього рішення є вірогідне зниження надійності роботи пристрою при різних змінах режимів в електричних мережах через наявність високовольтних комутаційних апаратів, які керуються традиційними релейними захистами у низьковольтних колах. 25 В основу корисної моделі поставлене завдання розробки пристрою, яке базується на використанні с стандартного трьохобмотувального силового трансформатору з обмотками високої(ВН), середньої(СН), низької(НН) напруг та високовольтної батареї статичних конденсаторів з функціональними взаємодіями між ними, розробленими високовольтними і низьковольтними, стабільними та змінними по розмірам елементами захисту, пов'язаними з функцією змінними режимами заземлення нейтралі високовольтних і низьковольтних електричних бо мереж і дає змогу підвищити надійність.A well-known device for limiting the parameters of electromagnetic processes in high-voltage networks (Patent of Ukraine Mo51323, 20021, which contains a power transformer, the primary winding of which is connected according to the "star" scheme with an av connected to the terminals of the secondary winding and at the same time the high-voltage input - to the neutral, and the low-voltage input - to the circuit that grounds, switching apparatus with a control circuit and a shunt reactor, voltage transformer, ka 20 current transformers, grounding switching apparatus with a control circuit, grounding resistor. We take this device as the closest analogue. The disadvantage of this solution is a likely decrease in the reliability of the device during various changes in modes in electrical networks due to the presence of high-voltage switching devices that are controlled by traditional relay protection in low-voltage circuits. 25 The task of developing the device is based on a useful model , which is based is based on the use of a standard three-winding power transformer with windings of high (HV), medium (HV), low (LV) voltages and a high-voltage battery of static capacitors with functional interactions between them, developed by high-voltage and low-voltage, stable and variable-sized protection elements, connected with the function of variable grounding modes of the neutral of high-voltage and low-voltage electrical networks and makes it possible to increase reliability.

Вирішення цих завдань забезпечує трансформаторно-реакторний комплектуючий пристрій обмеження параметрів електромагнітних процесів у високовольтних і низьковольтних мереж, яке містить трьохобмотувального силовий трансформатор з обмотками високої, середньої і низької напруг, які з'єднані по типовим схемам "зірочка" з виведеною нейтраллю "трикутник" і "зірка" з виведеним нульовим проводом, бо високовольтну конденсаторну батарею, яка з'єднана по схемі "зірочка" з виведеною нейтраллю, два послідовно з'єднаних активних опор та заземлюючий роз'єднувач між нейтраллю високовольтної обмотки та землею, причому опір з боку роз'єднувача, який заземляє, шунтується компенсувальним реактором з пристроєм зміни розміру його індуктивного опору, шунтувальний роз'єднувач між виводами розімкнутого "трикутника" обмотки середньої напруги при його безпосередніх електричних зв'язках з нейтраллю обмотки високої напруги та роз'єднувачем, який заземляє нульовий робочий і захисний проводи обмотки низької напруги, безпосередній електричний зв'язок нульового робочого проводу М з контуром, який заземляє, високовольтної підстанції, обмежувачі перенапруг між фазами обмотки НН та нульовим робочим проводом М, нульовий захисний провід РЕ з індивідуальним заземленням, послідовно з'єднані активні опори та конденсатори трифазного високочастотного фільтру між 7/0 фазами низьковольтної обмотки та нульовим захисним проводом РЕ, електричний зв'язок між нульовим робочим та захисним проводами через послідовно з'єднані активний опір та індуктивність з пристроєм, який регулює.The solution to these problems is provided by the transformer-reactor component device for limiting the parameters of electromagnetic processes in high-voltage and low-voltage networks, which contains a three-winding power transformer with windings of high, medium and low voltage, which are connected according to the typical "star" schemes with a "delta" derived neutral and "star" with the neutral wire removed, because the high-voltage capacitor battery, which is connected according to the "star" scheme with the removed neutral, two active resistances connected in series and a grounding disconnector between the neutral of the high-voltage winding and the ground, and the resistance on the side of the 'connector that grounds is shunted by a compensating reactor with a device for changing the size of its inductive resistance, a shunt disconnector between the terminals of the open "delta" of the medium voltage winding in its direct electrical connections with the neutral of the high voltage winding and a disconnector that grounds the neutral working and protective wires of the low voltage winding, b direct electrical connection of the zero working wire M with the grounding circuit of the high-voltage substation, overvoltage limiters between the phases of the LV winding and the zero working wire M, the zero protective wire PE with individual grounding, series-connected active resistances and capacitors of the three-phase high-frequency filter between 7/0 phases of the low-voltage winding and the neutral protective wire PE, the electrical connection between the neutral working and protective wires through the active resistance and inductance connected in series with the device that regulates.

На кресленні зображена принципова електрична схема пристрою, який пропонується.The drawing shows the basic electrical diagram of the proposed device.

До живильної системи шин 1 комунікаційним апаратом 2 підключений трьохобмотувальний силовий трансформатор, високовольтні обмотки (ВН) якого З з'єднані по схемі "зірочка" з виведеною нейтраллю, обмотки /5 бередньої напруги (СН) 4 з'єднані по схемі "трикутника" та обмотки низької напруги (НН) 5 з'єднані по схемі зірка з виведеним нульовим робочим проводом(М)б. До нейтралі обмоток ВН приєднані послідовно активний опір 7, комплектуючий реактор 8 з регулюючим пристроєм 9, заземлюючий роз'єднувач 10 та контур ефективного заземлення 11 високовольтної підстанції. Паралельно комплектуючому реактору приєднаний активний опір 12, а в ланцюгу обмоток СН змонтований шунтувальний роз'єднувач 13 паралельно вказаним активному опору та Компенсувальному реактору, чим забезпечується крім магнітного і електричний зв'язок між обмотками ВН і СН при всіх режимах роботи трансформатора.A three-winding power transformer is connected to the power supply system of buses 1 by communication device 2, the high-voltage windings (HV) of which are connected according to the "star" scheme with the output neutral, the windings /5 of the main voltage (CH) 4 are connected according to the "delta" scheme and windings of low voltage (LV) 5 are connected according to the star scheme with the removed zero working wire (M)b. An active resistance 7, a complete reactor 8 with a regulating device 9, a grounding disconnector 10 and an effective grounding circuit 11 of a high-voltage substation are connected in series to the neutral of the HV windings. An active resistance 12 is connected in parallel to the component reactor, and a shunt disconnector 13 is mounted in the circuit of the MV windings in parallel with the specified active resistance and the Compensating Reactor, which ensures, in addition to the magnetic and electrical connection between the HV and MV windings in all modes of operation of the transformer.

Паралельно обмоткам ВН та СН до вказаної системи шин індивідуальним комутаційним апаратом 14 підключена трифазна конденсаторна батарея (КБ) 15 поперечної компенсації реактивної потужності, з'єднана по схемі "зірка" з виведеною нейтраллю, причому нейтралі обмоток ВН і КБ зв'язані електрично через активний ов Опір, який міститься безпосередньо в нейтралі обмоток ВН. Провід 6 має безпосередній електричний зв'язок 16 з названим контуром заземлення високовольтної підстанції, а між ним і фазами обмотки НН приєднаний трифазний но обмежувач перенапруг 17, причому у низьковольтну електричну схему введений додатково нульовий захисний провід (РЕ) 18 з індивідуальним ефективним заземленням 19, між яким і фазами обмоток НН приєднаний трифазний високочастотний фільтр з послідовно з'єднаними в кожній фазі активним опором 20 і конденсатором с зо 21, а між проводами М і РЕ виконаний електричний зв'язок через послідовно з'єднані активний опір 22 та індуктивний опір 23 у вигляді котушки з регулюючим пристроєм 24. Індивідуальне заземлення захисного робочого с проводу з'єднано з контуром заземлення високовольтної підстанції через активний опір 25. оA three-phase capacitor battery (KB) 15 of transverse reactive power compensation is connected in parallel to the HV and HV windings to the specified bus system by an individual switching device 14, connected according to the "star" scheme with the output neutral, and the neutrals of the HV and HV windings are connected electrically through an active ов Resistance, which is contained directly in the neutral of the HV windings. Wire 6 has a direct electrical connection 16 with the mentioned grounding circuit of the high-voltage substation, and between it and the phases of the LV winding, a three-phase overvoltage limiter 17 is connected, and a neutral protective wire (PE) 18 with individual effective grounding 19 is additionally introduced into the low-voltage electrical circuit. between which and the phases of the LV windings, a three-phase high-frequency filter is connected with an active resistance 20 and a capacitor s zo 21 connected in series in each phase, and an electrical connection is made between the wires M and PE through the active resistance 22 and inductive resistance 23 connected in series in the form of a coil with a regulating device 24. The individual grounding of the protective working wire is connected to the grounding circuit of the high-voltage substation through an active resistance 25. o

Стабільний режим паралельної роботи в мережах ВН 110-150-220кКВ обмоток 3 з конденсаторами 15 і з'єднання їхніх нейтралей через активний опір 7 при ввімкнутих комутаційних апаратах 2 і 14 з боку живильної оStable mode of parallel operation in HV networks 110-150-220kV winding 3 with capacitors 15 and the connection of their neutrals through active resistance 7 when switching devices 2 and 14 on the side of the power source

Зз5 системи шин 1 виключає можливість виникнення високочастотних коливальних процесів, знижує (зменшує) перекіс (су фазних напруг при несиметричних режимах навантаження і усуває можливість виникнення ферорезонансних явищ у високовольтних обмотках з глухозаземленою нейтраллю трансформатора напруги контролю ізоляції.Зз5 of the bus system 1 eliminates the possibility of high-frequency oscillatory processes, reduces (reduces) the skew of the phase voltages in asymmetric load modes and eliminates the possibility of ferroresonance phenomena in high-voltage windings with a blind-grounded neutral of the insulation control voltage transformer.

Традиційний електромагнітний та додатковий електричний зв'язок між обмотками З і 4 з урахуванням вказаного режиму нейтралей високовольтних обмоток та конденсаторів обмежують розміри ударних струмів «Traditional electromagnetic and additional electrical connection between windings C and 4, taking into account the specified mode of neutrals of high-voltage windings and capacitors, limit the size of inrush currents "

Вмикання та комутаційних перенапруг відмикання названої конденсаторної батареї, а також знімає перенапругу шв с при вказаних режимах у мережах СН 6-10-35КВ. Послідовно з'єднані активні опори 7 та 12 забезпечують необхідний базисний режим оптимального обмеження параметрів внутрішньої перенапруги та однофазних струмів )» КЗ в мережах СН та ВН 6-220ОкВ. Крім того, функціональні взаємодії електромагнітних, електричних та ємностних зв'язків між названими елементами сприяють усуненню в мережах ВН з ефективним заземленням нейтралі явищSwitching on and switching overvoltages, disconnection of the named capacitor bank, and also removes the overvoltage of the fuses in the specified modes in CH 6-10-35KV networks. Series-connected active resistances 7 and 12 provide the necessary basic mode of optimal limitation of internal overvoltage parameters and single-phase short-circuit currents in MV and HV 6-220OkV networks. In addition, functional interactions of electromagnetic, electrical and capacitive connections between the named elements contribute to the elimination of phenomena in HV networks with effective grounding of the neutral

Кілометричного ефекту, який супроводжується резонансними перенапругами промислової частоти при ко однофазних КЗ на лініях електропередач, які живляться, в зонах регламентуємих відстаней від систем шин, які живляться. о У мережах НН забезпечені електричні зв'язки між фазами обмоток 5 та нульовим робочим проводом 6, який о має безпосередній електричний зв'язок з контуром ефективного заземлення 11 високовольтної підстанції, через нелінійний обмежувач 17 короткочасних (короткотермінових) внутрішніх перенапруг, а також між названими ю фазами і захисним робочим проводом 18 з індивідуальним ефективним заземленням 19 через трифазнийThe kilometer effect, which is accompanied by resonant overvoltages of the industrial frequency in case of single-phase short-circuits on the power transmission lines that are powered, in the zones of regulated distances from the bus systems that are powered. o In LV networks, electrical connections are provided between the phases of the windings 5 and the neutral working wire 6, which o has a direct electrical connection with the circuit of effective grounding 11 of the high-voltage substation, through a nonlinear limiter 17 of short-term (short-term) internal overvoltages, as well as between the named yu phases and a protective working wire 18 with individual effective grounding 19 through a three-phase

Ге високочастотний загороджувач з послідовно з'єднаними активним опором 20 і конденсатором 21, які забезпечують обмеження найбільш небезпечних дугових перенапруг до вимкнення пошкодженої дільниці.It is a high-frequency barrier with a series-connected active resistance 20 and a capacitor 21, which ensure the limitation of the most dangerous arc overvoltages before turning off the damaged section.

Послідовно з'єднаний активний опір 22 та індуктивність 23 з регулюючим пристроєм 24 між названими дв Нульовим і захисним робочими проводами, а також з'єднання контуру заземлення високовольтної підстанції з індивідуальним заземленням захисного робочого проводу через активний опір 25 виключає можливість протікання с по названим проводам струмів, які виникають при несиметричних навантаженнях у фазах і особливо неповнофазних режимах, а також усувають електромагнітну та ємнісну передачі внутрішніх перенапруг традиційних частот 3, 5, 7, 11, 13 гармонік та високочастотних перенапруг, включаючи імпульсну дію грозових бо перенапруг, з боку обмоток ВН та СН на обмотки НН трифазного силового трансформатора.The series-connected active resistance 22 and inductance 23 with the regulating device 24 between the mentioned two Zero and protective working wires, as well as the connection of the ground circuit of the high-voltage substation with the individual grounding of the protective working wire through the active resistance 25 excludes the possibility of currents flowing through the said wires , which occur with asymmetric loads in the phases and especially in incomplete phase modes, and also eliminate the electromagnetic and capacitive transmission of internal overvoltages of traditional frequencies of 3, 5, 7, 11, 13 harmonics and high-frequency overvoltages, including the impulse effect of lightning overvoltages, from the HV windings and MV on the LV windings of a three-phase power transformer.

Режим повного обмеження пристроєм внутрішніх перенапруг в мережах СН та ВН 6-220КВ, які трансформуються одночасно в мережі НН до 1000КВ здійснюється при вказаних схемах з'єднання обмоток його силового трьеохобмотувального трансформатора замиканням заземлюючого 10 і шунтувального 13 роз'єднувачів, які забезпечують безпосереднє приєднання нейтралі обмоток З та замкненої електричної схеми обмотки 4 до 65 Заземляючого контуру 11 високовольтної підстанції з одночасним ефективним заземленням нейтралі фазних конденсаторів 15 через два паралельно з'єднані активних опору 7 та 12.The mode of complete limitation of the device of internal overvoltages in MV and HV networks of 6-220 kV, which are transformed simultaneously in the LV network up to 1000 kV, is carried out with the specified schemes of connection of the windings of its power three-winding transformer by closing the grounding 10 and shunting 13 disconnectors, which ensure direct connection of the neutral winding C and the closed electrical circuit of windings 4 to 65 of the grounding circuit 11 of the high-voltage substation with simultaneous effective grounding of the neutral of the phase capacitors 15 through two parallel-connected active resistances 7 and 12.

Робота обмоток 4 в режимі "замкненого трикутника" з наявністю заземлення 11 одного з його кутів, а внаслідок цього при відсутності навантаження, забезпечує додаткове виконання функцій заземлених екранів між обмотками ВН і НН з одночасним зниженням ємностей між ними, а внаслідок цього виключає повністю трансформації і ємності передачі перенапруги всього переліку можливих частот з боку високовольтних мереж низької напруги.The operation of the windings 4 in the "closed triangle" mode with the presence of grounding 11 of one of its corners, and as a result, in the absence of a load, provides additional performance of the functions of the grounded screens between the HV and LV windings with a simultaneous decrease in the capacitances between them, and as a result completely excludes transformations and overvoltage transmission capacity of the entire list of possible frequencies from low-voltage high-voltage networks.

Режим ефективного обмеження пристроєм однофазних струмів КЗ у мережах ВН 110-150-220КВ з ефективним заземленням нейтралі здійснюється розмиканням заземлюючого роз'єднувача 10, чим забезпечується повністю ізольовані режими нейтралей обмоток З і конденсаторів 15 з можливістю максимально допустимих навантажень 7/о не тільки обмоток З та 5 силового трансформатору, але і його обмоток, за рахунок збереження шунтувального роз'єднувача 13 в замкнутому стані та від'єднання від заземлюючого контуру 11 їх електричної схеми з'єднання.The mode of effective limitation of single-phase short-circuit currents in HV 110-150-220KV networks with effective grounding of the neutral is carried out by opening the grounding disconnector 10, which ensures completely isolated modes of the neutrals of windings C and capacitors 15 with the possibility of maximum permissible loads of 7/o not only windings C and 5 of the power transformer, but also its windings, due to the preservation of the shunt disconnector 13 in the closed state and disconnection from the grounding circuit 11 of their electrical connection scheme.

Режим "замкненого трикутника" обмотки 4 забезпечує обмеження до допустимих розмірів перенапруг при короткочасних дугових коротких замиканнях пошкоджених фаз на землю до вимкнення пошкодженої дільниці мережі з мінімально допустимим терміном спрацювання пристроїв релейного захисту.The "closed triangle" mode of winding 4 provides a limit to the permissible size of overvoltages in the case of short-term arc short circuits of damaged phases to the ground before turning off the damaged section of the network with the minimum permissible operating time of relay protection devices.

В мережах 110-150-220КкВ з заземленням нейтралі виникає необхідність одночасних знижень до оптимальних розмірів як внутрішніх перенапруг, так і однофазних струмів КЗ.In 110-150-220 kV networks with neutral grounding, there is a need for simultaneous reductions to optimal sizes of both internal overvoltages and single-phase short-circuit currents.

Для цього виконують замикання заземлюючого роз'єднувача 10 і розмикання шунтувального роз'єднувача 13 при вказаних режимах яких заземлення нейтралі обмотки З здійснюється через послідовно з'єднані обмотки 4, які перебувають у холостому режимі роботи зі схемою з'єднання "розімкнутий трикутник", шунтуються послідовно 2о з'єднаними активними опорами 7 та 12 з загальним заземленням 11 контуру високовольтної підстанції.To do this, the grounding disconnector 10 is closed and the shunt disconnector 13 is opened in the specified modes, in which the neutral winding C is grounded through the serially connected windings 4, which are in the idle mode of operation with the "open triangle" connection scheme, are shunted in series 2 connected active resistances 7 and 12 with common grounding 11 of the circuit of the high-voltage substation.

Нейтраль конденсаторів 15 навпаки заземлена через послідовно з'єднані активні опори 7 та обмотки 4, які шунтуються активним опором 12 знов з загальним заземленням 11 вказаного контуру.The neutral of the capacitors 15, on the contrary, is grounded through the series-connected active supports 7 and windings 4, which are shunted by the active resistance 12 again with the common ground 11 of the indicated circuit.

Функціонально зв'язані режими комбінованих заземлень нейтралей обмоток З та конденсаторів 15 забезпечують необхідні зниження внутрішніх перенапруг з перевагою обмеження до безпечних розмірів ов однофазних струмів КЗ на живильних системах шин вузлових підстанцій з наявністю магістральних ліній електропередач. В мережах 6-220кВ з компенсованою нейтраллю при збережених режимах роз'єднувачів 10, 13 та но наявністю компенсувального реактора 8 з регулюючим пристроєм 9 в момент виникнення однофазного струму замикання на землю його переважно ємнісна складова компенсується індуктивним струмом вказаного реактора.Functionally connected modes of combined grounding of neutrals of windings C and capacitors 15 provide the necessary reduction of internal overvoltages with the advantage of limiting single-phase short-circuit currents to safe sizes on the feeder systems of busbars of nodal substations with the presence of main power transmission lines. In 6-220kV networks with a compensated neutral when the modes of disconnectors 10, 13 are preserved, but with the presence of a compensating reactor 8 with a regulating device 9, at the moment of occurrence of a single-phase earth fault current, its predominantly capacitive component is compensated by the inductive current of the specified reactor.

При традиційному режимі компенсації дугового замикання пошкодженої фази на непошкоджених фазах і в с зо нейтралі мережі виникають стабільні високочастотні перенапруги розмірами 5,5-6,5 і 2,5-3,5кВ відповідно навіть при настроюванні компенсувального реактору у регламентуючому режимі резонансу або допустимої с перекомпенсації з абсолютно недопустимим режимом недокомпенсації, який веде до багатомісних замикань о різнойменних фаз в мережі та розвитку аварійного режиму у циклічно-каскадній послідовності.With the traditional mode of compensation of the arcing of the damaged phase on the undamaged phases and in the neutral of the network, stable high-frequency overvoltages of 5.5-6.5 and 2.5-3.5 kV occur, respectively, even when the compensating reactor is set in the regulating mode of resonance or permissible c overcompensation with an absolutely unacceptable mode of undercompensation, which leads to multiple short-circuits of different phases in the network and the development of an emergency mode in a cyclic-cascade sequence.

Стабільне шунтування компенсувального реактора 8 активним опором 12 і його приєднання до нейтралі о обмоток З напругою 110-150-220кВ через активний опір 7 відповідних потужностей при наявності паралельного с приєднання до вказаних елементів послідовно з'єднаних обмоток 4 напругами 5-10-35КВ вже сприяють заземленню нейтралі обмоток З, достатньому для обмеження до безпечних розмірів внутрішніх перенапруг. У вказаному режимі роботи пристрою міститься додаткова можливість обмеження перенапруг, яка забезпечується заземленням нейтралі конденсаторної батареї 15 через виникле паралельне приєднання послідовно з'єднаних « 70 активного опору 7 та обмоток 4 з паралельно з'єднаними компенсувальним реактором 8 та активним опором 12. шо с На підставі вищевказаного нами розроблена корисна модель, яка ліквідує повністю недоліки і дозволяє підвищити надійність пристроїв релейного захисту і автоматики. і»Stable shunting of the compensating reactor 8 by an active resistance 12 and its connection to the neutral of the winding With a voltage of 110-150-220kV through an active resistance 7 of the corresponding power in the presence of a parallel connection to the indicated elements of the series-connected windings 4 with voltages of 5-10-35KV already contribute grounding of the neutral of windings C, sufficient to limit internal overvoltages to safe dimensions. In the indicated mode of operation of the device, there is an additional possibility of limiting overvoltages, which is provided by grounding the neutral of the capacitor bank 15 due to the resulting parallel connection of the series-connected "70 active resistance 7 and winding 4 with the parallel-connected compensating reactor 8 and active resistance 12. on the basis of the above, we have developed a useful model that completely eliminates the shortcomings and allows to increase the reliability of relay protection and automation devices. and"

Claims

The formula of the invention is)

The transformer-reactor compensating device for limiting the parameters of electromagnetic processes in o high-voltage and low-voltage networks, which contains a three-winding power transformer with o windings of high, medium and low voltage, connected according to typical "star" schemes with an output neutral,

"closed triangle", "stars with a neutral lead and a high-voltage capacitor bank,

imo) connected according to the "star" scheme with the removed neutral, switching devices to the bus power supply system, which differs in that it contains two series-connected active supports and a grounding disconnector between the neutral of the high-voltage winding and the ground circuit of the high-voltage substation, a compensating reactor with a regulating device in parallel with the active resistance in front of the earthing disconnector, open terminals of the medium voltage winding, between which a shunt disconnector is connected,

stable electrical connection of the neutrals of the high-voltage windings and the capacitor bank through active resistance c on the side of the neutral of the high-voltage windings, the neutral working wire, which has a direct electrical connection with the neutral of the low-voltage windings and the ground circuit of the high-voltage substation, a protective wire with individual grounding, which has electrical connections with the neutral working wire through active resistance and inductance connected in series with the regulating device, and with the ground circuit of the high-voltage substation through active resistance, overvoltage limiters between phases and neutral working wire, active resistance and capacitor connected in series in each phase of the three-phase high-frequency filter between the phases and the protective wire. b5