УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ Российский патент 1995 года по МПК H02H7/06 

Описание патента на изобретение RU2028703C1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах защиты от замыканий на землю генераторов, работающих на сборные шины.

Известно, что отечественные генераторы с 50-х годов работают в режиме изолированной нейтрали или заземленной через дугогасящий реактор. В связи с этим принципы выполнения защит генераторов, работающих на сборные шины у нас и за рубежом различны. За рубежом, где нейтраль генератора заземляется через резистор, при замыкании на землю через место повреждения протекают большие токи. Защита от этого вида повреждений имеет большие токи срабатывания, более 100-200 А.

У нас токи повреждения в месте замыкания на землю при работе с изолированной нейтралью невелики и согласно ПУЭ уставка защиты не должна превышать 5 А.

Известно устройство для защиты от замыканий на землю, основанное на использовании фазных трансформаторов тока, соединенных по схеме фильтра токов нулевой последовательности и токовые реле [1]. При таком выполнении схемы вторичные обмотки всех трансформаторов тока соединяются параллельно и включаются на обмотку реле. В связи с возможной неидентичностью характеристик трансформаторов тока эти схемы характеризуются большими величинами ЭДС небаланса, которые не позволяют обеспечить необходимую чувствительность защиты генератора (в соответствии с ПУЭ-5 А).

Наиболее близким по технической сущности является выполнение защиты от замыканий на землю на основе трансформаторов тока нулевой последовательности кабельного и шинного типов ТНП и ТНП-Ш с подмагничиванием, в которых первичные цепи выполнены максимально сближенными и проходящими через окно магнитопровода из ферромагнитного материала, на котором помещена вторичная обмотка трансформатора. Первичные цепи трансформатора включаются в рассечку первичного токопровода и рассчитаны на номинальный ток генератора [2].

Целью изобретения является уменьшение материалоемкости трансформатора тока нулевой последовательности и упрощения его конструкции.

Достигается это тем, что в устройстве, содержащем первичные фазные токопроводы, трансформатор тока нулевой последовательносмти и токовое реле, первичные цепи трансформатора присоединены пофазно параллельно первичным токопроводам на расстоянии l, равном 1 < l < 5 м.

Предлагаемая защита отличается от существующей тем, что трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП) не включается в первичную цепь генератора и поэтому по его первичным цепям не протекают номинальные токи генератора. При включении его параллельно первичным токопроводам величина тока, протекающего по первичным цепям трансформатора, обратно пропорциональна сопротивлению его первичных цепей и определяется отношением сопротивлений основных токопроводов генератора на данном отрезке и подключенных к ним первичных цепей трансформатора. При горизонтальном расположении токопровода предлагается расположение трансформатора под средним токопроводом, что обеспечит симметричное его подключение.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Оно имеет фазные токопроводы 1, трансформатор тока нулевой последовательности 2, первичные цепи ТТНП 3, токовое реле 4. При присоединении трансформатора необходимо обеспечить примерно одинаковые длины участков токопроводов, используемых как шунты, принимаемые равными 1-5 м, а также примерно одинаковые длины первичных цепей трансформаторов. Эти условия необходимы для обеспечения примерно одинакового ответвления токов в три фазы трансформатора и создания минимального ЭДС и токов небаланса на выходе вторичной обмотки, к которой подключено токовое реле. ЭДС и токи небаланса могут быть также снижены путем применения специальных известных устройств компенсации, а также применением экранов как внутри магнитопровода (от пространственной несимметрии первичных токов), так и снаружи магнитопроводов (от влияния внешних магнитных полей).

Поскольку величина тока, протекающего по первичным цепям трансформатора, невелика по сравнению с первичным током генератора (может быть принята, примерно 100-200 А при первичном токе генератора 5000-7000 А, что составляет минимально до 1/70 первичного тока), также совсем мала ответвляющая в первичную цепь трансформатора при замыкании на землю генератора величина тока нулевой последовательности (при принятой по ПУЭ уставке по первичному току в 5 А в первичной цепи трансформатора может протекать ток 5/70 = 0,071 А). Поэтому для защиты должно быть выбрано реле с повышенной чувствительностью при соответствующих выбранных параметрах трансформатора (чувствительность защиты проверяется по первичному току нулевой последовательности трансформатора).

В целях обеспечения изоляционных свойств трансформатора его первичные цепи могут быть выполнены отрезком трехфазного кабеля на напряжение, соответствующее напряжению генератора. В месте прохождения кабеля через окно трансформатора его изоляция, кроме фазной изоляции, содержит общую изоляционную оболочку. Применение трехжильного кабеля, когда три фазы сведены максимально друг к другу, также способствует уменьшению ЭДС небаланса от пространственной несимметрии первичных токов.

Новизна изобретения определяется использованием новых связей известных трансформаторов тока нулевой последовательности, что в известной технической литературе не встречалось.

В настоящее время в связи с прекращением выпуска трансформаторов тока нулевой последовательности кабельного типа (ТНП) и шинного типа (ТНП-Ш) у нас в стране практически нет приемлемого выполнения защиты от замыканий на землю генераторов, работающих на сборные шины. Разработанная ВНИИЭ дифференциальная защита нулевой последовательности с использованием третьей гармоники не находит широкого распространения в связи со сложностью выполнения.

Предлагаемое выполнение защиты позволяет достаточно просто осуществить такую защиту, использовав трансформатор значительно менее материалоемкий, чем ранее применявшиеся для данной цепи ТНП и ТНП-Ш. При этом достигается значительная технико-экономическая эффективность за счет упрощения конструкции трансформатора, его материалоемкости, а также повышения простоты и надежности эксплуатации защиты.

Похожие патенты RU2028703C1

название год авторы номер документа
Устройство для защиты блока генератортрансформатор от замыканий на землю 1978
  • Сирота Игорь Мойсеевич
  • Богаченко Аза Емельяновна
SU771793A1
Устройство для защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью 1986
  • Богаченко Аза Емельяновна
  • Масляник Владимир Васильевич
  • Сирота Игорь Мойсеевич
  • Шулика Николай Михайлович
SU1385179A1
Устройство селективного контроля изоляции электрической сети 1984
  • Сирота Игорь Мойсеевич
  • Богаченко Аза Емельяновна
  • Масляник Владимир Васильевич
SU1206729A1
Устройство для селективной защиты распределительной сети от замыкания на землю 1986
  • Сирота Игорь Мойсеевич
  • Богаченко Аза Емельяновна
  • Масляник Владимир Васильевич
  • Шулика Николай Михайлович
  • Ягудаев Борис Михайлович
SU1510038A1
Устройство для наложения на сеть напряжения непромышленной частоты 1990
  • Шулика Николай Михайлович
  • Богаченко Аза Емельяновна
  • Масляник Владимир Васильевич
SU1705940A1
Устройство для наложения на сеть напряжения непромышленной частоты 1987
  • Шулика Николай Михайлович
  • Сирота Игорь Мойсеевич
  • Богаченко Аза Емельяновна
  • Масляник Владимир Васильевич
  • Гущин Евгений Дмитриевич
SU1453501A1
РЕЛЕ ЗАЩИТЫ 1994
  • Кашкалов Владимир Иванович[Ua]
RU2088010C1
Трансформатор тока нулевой последовательности 1978
  • Гришин Виктор Алексеевич
SU748528A1
ГЕНЕРАТОР ТОКА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 2005
  • Горелов Вячеслав Николаевич
  • Чалый Алексей Михайлович
  • Инячин Александр Николаевич
RU2314619C2
УСТРОЙСТВО РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ СЕТЕВОЙ ОБМОТКИ УШР 2013
  • Долгополов Андрей Геннадьевич
RU2521616C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 028 703 C1

Реферат патента 1995 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

Использование: для защиты от замыканий, работающих на сборные шины с помощью трансформатора тока нулевой последовательности . Сущность изобретения: первичные обмотки трансформатора тока нулевой последовательности подключены параллельно первичным токопроводам на участке l, равном 1 < l < 5. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 028 703 C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ с первичными фазными токопроводами между генератором и сборными шинами, содержащее трансформатор тока нулевой последовательности, к вторичной обмотке которого подключено реле, отличающееся тем, что первичные обмотки трансформатора тока нулевой последовательности имеют клеммы для подключения параллельно первичным фазным токопроводам на участке l, равном 1 < l < 5 м.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2028703C1

Сирота И.М
Трансформаторы и фильтры напряжения и тока нулевой последовательности, Киев, Наукова думка, 1983, с.115-125.

RU 2 028 703 C1

Авторы

Богаченко Аза Емельяновна[Ua]

Масляник Владимир Васильевич[Ua]

Сирота Игорь Мойсеевич[Ua]

Даты

1995-02-09Публикация

1991-09-06Подача