МНОГОФАЗНАЯ СИСТЕМА ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ С СОЕДИНЕНИЕМ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК H01H73/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системе переключателя согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Такая система переключателя содержит несколько фазных проводников, силовой переключатель с несколькими полюсами переключателя и соединение короткого замыкания, которое имеет нулевую точку в соединении звездой и несколько сведенных в нулевой точке в соединении звездой соединительных проводников. Посредством такой системы переключателя можно с помощью соединения короткого замыкания при пуске в эксплуатацию электростанций или распределительного оборудования проверять установки безопасности и моделировать возможные случаи неисправности.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Система переключателя вышеназванного типа описана в каталоге продукции “Generator Circuit-Breaker Systems HECS” фирмы ABB Schweiz AG, Цюрих/Швейцария (1НС0072302 Е02/АА09). Описанная система выполнена как система переключателя генератора и имеет по выбору одно из двух соединений короткого замыкания, из которых одно выполнено с возможностью ручного монтажа, а другое - с возможностью приведения в действие двигателем. Создание обоих соединений короткого замыкания требует обученного персонала и поэтому является сравнительно дорогостоящим и требующим временных затрат.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения, как оно представлено в формуле изобретения, является создание системы переключателя вышеуказанного типа, которая обеспечивает возможность выполнения испытаний методом моделирования с помощью соединения короткого замыкания экономичным образом по времени и затратам.

Согласно предложенному изобретению представлена система переключателя, содержащая несколько фазных проводников, силовой переключатель с несколькими полюсами переключателя и соединение короткого замыкания, которое имеет нулевую точку в соединении звездой и несколько сведенных в нулевой точке в соединении звездой соединительных проводников, причем каждый из фазных проводников электропроводно соединен с соответствующим одним из переключающих полюсов переключателя, и причем каждый соединительный проводник соединен через соответствующий один из нескольких нагружаемых током короткого замыкания первых разъединителей с соответствующим одним из фазных проводников. Эта система переключателя содержит, кроме того, второй разъединитель, который при замыкании электропроводно соединяет нулевую точку в соединении звездой с землей и который размыкается при нагружении соединения короткого замыкания током короткого замыкания.

В системе переключателя согласно изобретению испытания методом моделирования, которые служат для проверки установок безопасности электростанций или распределительного оборудования или моделирования случаев неисправности, могут выполняться централизованным образом с диспетчерского поста. Поэтому не требуется использование обученного персонала для выполнения монтажа, и, таким образом, с одной стороны, экономятся затраты на монтаж. С другой стороны, к тому же исключается время простоя системы переключателя из-за монтажных и демонтажных работ.

В системе переключателя второй разъединитель может быть выполнен таким образом, что он может нагружаться током заземления, который выбирается меньшим, чем максимально допустимый ток короткого замыкания в соединении короткого замыкания.

Предпочтительно первый разъединитель и второй разъединитель могут иметь управляемый с центрального поста управления привод для размыкания и замыкания изоляционного промежутка, фазные проводники, полюса переключения силового переключателя и первые разъединители могут быть размещены в заземленном корпусе, нулевая точка в соединении звездой может быть размещена вне корпуса, каждый из соединительных проводников может электрически изолированно выводиться из корпуса, и при замкнутом втором разъединителе каждый из первых разъединителей может образовывать соответствующий один из нескольких переключателей заземления системы переключателя.

Система переключателя согласно изобретению может предусматриваться для встраивания в генераторный отвод, расположенный между генератором и трансформатором, причем каждый из соединительных проводников электропроводно соединяет участок со стороны генератора соответствующего фазного проводника через соответствующий один из первых разъединителей с нулевой точкой в соединении звездой. Второй разъединитель может тогда выполняться как переключатель среднего или низкого напряжения.

Система переключателя согласно изобретению может быть предусмотрена для встраивания в газоизолированный металлический корпус высоковольтного распределительного оборудования. Второй разъединитель может тогда быть выполнен как высоковольтный переключатель.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение поясняется далее со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:

Фиг. 1 - однофазное представление многофазной системы переключателя согласно уровню техники, которая выполнена как трехфазная система переключателя генератора и имеет три размещенных в заземленном корпусе полюса системы переключателя, которые по ходу ориентированного вдоль оси генераторного отвода размещены между генератором электростанции и трансформатором сети передачи высокого напряжения,

Фиг. 2 - вид в направлении стрелки выполненного перпендикулярно оси вдоль А-А сечения, по существу совпадающего по форме варианта выполнения системы переключателя по фиг. 1 с монтируемым вручную соединением короткого замыкания, причем из этого сечения показаны геометрическое выполнение и расположение корпуса, а также фаз и соединения короткого замыкания этой системы переключателя,

Фиг. 3 - вид соответственно фиг. 2 выполненного сечения, по существу совпадающего по форме варианта выполнения системы переключателя согласно фиг. 1 с соединением короткого замыкания, приводимым в действие моторным приводом, причем из этого сечения показаны геометрическое выполнение и расположение корпуса, а также фаз и соединения короткого замыкания этой системы переключателя, и

Фиг. 4 - вид соответственно фиг. 2 и 3 выполненного сечения, по существу совпадающего по форме варианта выполнения трехфазной системы переключателя согласно изобретению.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На представленной на фиг. 1 в однофазном виде трехфазной системе переключателя генератора показан только один из трех по существу одинаково выполненных полюсов Р системы переключателя, которые ориентированы параллельно друг к другу и к горизонтально проведенной оси А. Полюса размещены в горизонтально проходящей плоскости и включены по ходу ориентированного вдоль оси генераторного отвода GA между генератором G электростанции и трансформатором TR сети передачи высокого напряжения. Представленный полюс Р выполнен заключенным в корпус одной фазой и имеет электропроводно соединенный с землей Е и заполненный окружающим воздухом в общем случае металлический корпус К. Корпус К вмещает направленный параллельно оси А фазный проводник L, в который встроены последовательно включенные соответствующий полюс GP трехфазного переключателя генератора и переключающий полюс ТР трехфазного разъединителя. Корпус также вмещает, наряду с другими компонентами, как, например, преобразователи тока и напряжения и устройства защиты от перенапряжения, также два заземляющих переключателя ES1 и ES2, из которых один, а именно ES1, при замыкании электропроводно соединяет с корпусом К и, тем самым, с землей Е токоподвод со стороны генератора, а другой, а именно ES2, при замыкании электропроводно соединяет с корпусом К и, тем самым, с землей Е токоподвод со стороны трансформатора полюса Р системы.

Ссылочной позицией KSV обозначены два соединения короткого замыкания. Каждое из этих обоих соединений короткого замыкания электропроводно соединяет фазный проводник L трех фаз с электрически изолированно расположенной нулевой точкой S в соединении звездой. Поэтому соединительные проводники LK соединения KSV короткого замыкания, которые соединяют нулевую точку S в соединении звездой с соответствующим одним из фазных проводников L, проведены электрически изолированно через корпус К, и нулевая точка S в соединении звездой находится вне корпуса. С помощью таких соединений KSV короткого замыкания при пуске в эксплуатацию электростанций и распределительного оборудования могут проверяться установки безопасности и моделироваться возможные случаи неисправности.

Перед пуском в эксплуатацию системы переключателя генератора или после прерывания работы этой системы, что достигается путем отключения рабочего тока и последующего заземления токоподводов со стороны генератора и трансформатора полюсов Р переключателя с помощью замкнутых переключателей ES1 и ES2 заземления, соединение KSV короткого замыкания может монтироваться вручную. После размыкания переключателей ES1 и ES2 заземления путем замыкания полюсов GP переключателя генератора ток короткого замыкания может вводиться в соединение KSV короткого замыкания, и затем могут выполняться испытания методом моделирования.

Чтобы обеспечить возможность нормального режима работы системы переключателя генератора, необходимо вручную смонтированное соединение короткого замыкания по окончании испытаний снова вручную демонтировать. С этой целью после размыкания полюсов GP переключателя переключатели ES1 и ES2 заземления сначала замыкаются, и затем соединение KSV короткого замыкания вручную удаляется из системы переключателя. При этом, наряду с демонтажом соединения короткого замыкания, также следует обращать внимание на то, что отверстия в корпусе К, через которые соединительные проводники LK при монтаже вводились согласно предписанию, вновь должны быть закрыты согласно предписанию.

Выполненное вручную соединение KSV короткого замыкания на фиг. 1 представлено расположенным выше оси А. На фиг. 2 показано, что при таком соединении короткого замыкания каждый из трех соединительных проводников LK обеспечивает безразрывное гальваническое соединение между соответствующим одним из фазных проводников L и нулевой точкой S в соединении звездой.

На фиг. 1 - ниже оси А - также представлено другое соединение KSV короткого замыкания. Это соединение KSV короткого замыкания может быть реализовано с помощью разъединителей с моторным приводом и на фиг. 3 поясняется более подробно. Как показано на фиг. 3, это соединение короткого замыкания имеет три размещенные внутри корпуса разъединителя Т1, которые, соответственно, образуемым при размыкании местом разъединения встроены в проводник соответствующего одного из трех соединительных проводников LK. Приводимое в действие с помощью моторного привода замыкание разъединителей Т1 шунтирует три места разъединения и образует необходимое для испытаний методом моделирования соединение KSV короткого замыкания, в которое при выполнении испытаний методом моделирования путем замыкания трех полюсов GP переключателя генератора, показанных на фиг. 1, вводится ток короткого замыкания. По окончании испытаний методом моделирования полюса GP переключателя размыкаются, и токоподводы полюсов P системы переключателя и соединение KSV короткого замыкания посредством замыкания также показанных на фиг. 1 переключателей ES1 и ES2 заземления заземляются. Обученный персонал для выполнения монтажа может теперь с помощью подходящего токового соединения постоянно соединять нулевую точку S в соединении звездой с землей Е. После размыкания разъединителя Т1 и переключателей ES1 и ES2 заземления соединение KSV короткого замыкания прерывается и заземляется в расположенной снаружи корпуса нулевой точке S в соединении звездой. Нормальный режим работы системы переключателя генератора может теперь вновь возобновляться.

По сравнению с вышеописанной системой переключателя генератора хотя использование разъединителя Т1 и уменьшает затраты при монтаже и демонтаже соединения KSV короткого замыкания, однако замедляет и повышает затраты на требуемые еще работы по монтажу и демонтажу, а также выполнение испытаний методом моделирования и последующий ввод в эксплуатацию системы переключателя генератора.

Показанная на фиг. 4 форма выполнения системы переключателя генератора согласно изобретению, как и относящаяся к уровню техники система согласно фиг. 1, также выполнена как трехфазная система переключателя генератора и поэтому также имеет показанные на фиг. 1 компоненты, как, например, корпус К, фазные проводники L, переключатель генератора с полюсами GP переключателя, соединение KSV короткого замыкания и переключатели ES1 и ES2 заземления. Однако в отличие от формы выполнения согласно фиг. 3 она имеет еще однофазно выполненный разъединитель Т2, который при замыкании электропроводно соединяет нулевую точку S в соединении звездой с землей Е и который при нагружении соединения KSV короткого замыкания током короткого замыкания размыкается. Так как этот разъединитель нагружается только током заземления, который меньше, чем максимально допустимый ток короткого замыкания, протекающий в соединении KSV короткого замыкания при испытаниях методом моделирования, и так как напряжение, падающее на разомкнутом разъединителе Т2, в общем случае мало, этот разъединитель может быть выполнен с малыми затратами как переключатель среднего напряжения с номинальными напряжениями типично от 10 до 40 кВ. Так как при испытаниях фазы в общем случае нагружаются одинаково, как, в частности, при испытаниях методом моделирования на электростанциях, разъединитель Т2 часто может выполняться даже как переключатель низкого напряжения. Разъединители Т1 могут тогда предпочтительно размещаться в соединительных проводниках LK, которые соответственно электропроводно соединяют расположенный на стороне генератора участок фазного проводника L через соответствующий один из разъединителей Т1 с нулевой точкой S в соединении звездой. Расположенный на стороне генератора участок фазного проводника L содержит описанный выше со ссылкой на фиг. 1 токоподвод со стороны генератора плюса Р системы переключателя.

При нормальном режиме работы системы переключателя согласно фиг. 4 нулевая точка S в соединении звездой через замкнутый разъединитель Т2 заземлена. Если теперь должны проводиться испытания методом моделирования с токами короткого замыкания, то сначала полюса GP переключателя генератора размыкаются, и затем замыкаются разъединители Т1. Так как разъединители Т1 через замкнутый разъединитель Т2 электропроводно соединены с землей Е, то они образуют теперь переключатели ES1 заземления и соединяют расположенные на стороне генератора участки трех фазных проводников L с замлей Е. Посредством последующего размыкания разъединителя Т2 затем при замкнутых разъединителях Т1 и разомкнутом переключателе генератора образуется соединение KSV короткого замыкания. Посредством последующего замыкания переключателя генератора в соединение KSV может вводиться ток короткого замыкания, и затем могут выполняться испытания методом моделирования.

После завершения испытаний переключатель генератора снова размыкается, и при разомкнутом переключателе генератора размыкаются разъединители Т1, и при разомкнутых разъединителях Т1 разъединитель Т2 замыкается, за счет чего разъединители Т1 снова образуют переключатели ES1 заземления, и система переключателя вновь может эксплуатироваться согласно назначению.

Как показано на фиг. 4, как три разъединителя Т1, так и разъединитель Т2 имеют соответствующий управляемый с центрального поста управления LZ привод АТ для размыкания и замыкания изоляционного промежутка в соединительном проводнике LK. Поэтому в такой системе переключателя генератора испытания методом моделирования могут выполняться по «нажатию кнопки» с центрального поста управления и отсутствует необходимость в обученном персонале для выполнения монтажа. Таким образом, экономятся затраты на монтаж, а также исключается время простоя системы переключателя генератора, обусловленного работами по монтажу и демонтажу.

Система переключателя согласно изобретению не ограничена заключенной в корпус системой переключателя генератора, которая может устанавливаться между генератором электростанции и высоковольтной сетью, а также может применяться в газоизолированной установке высокого напряжения в металлическом корпусе. Тогда разъединитель Т2 выполняется в общем случае как высоковольтный переключатель.

Для системы переключателя согласно изобретению не обязательно требуется наличие корпуса К и поэтому данная система может также устанавливаться в генераторных отводах, которые выполнены без корпусов, или также в распределительном оборудовании наружной установки.

Вместо трех фазных проводников система переключателя согласно изобретению может также иметь четыре и более фазных проводников.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

А ось

АТ приводы

Е земля

ES1, ES2 переключатели заземления

F-F сечение

G генератор

GA генераторный отвод

GP полюс силового переключателя

K корпус

KSV соединение короткого замыкания

L фазный проводник

LK соединительный проводник

LZ центральный пост управления

P полюс системы переключателя

S нулевая точка в соединении звездой

TP полюс разъединителя

T1, T2 разъединители

TR трансформатор

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат – повышение быстродействия при выполнении испытаний методом моделирования короткого замыкания. Достигается тем, что система переключателя содержит несколько фазных проводников (L), силовой переключатель с несколькими полюсами (GP) и соединение (KSV) короткого замыкания, имеющее нулевую точку (S) в соединении звездой, и несколько сведенных в нулевой точке в соединении звездой соединительных проводников (LK). Каждый из фазных проводников (L) электропроводно соединен с соответствующим одним из переключающих полюсов (GP), и каждый соединительный проводник (LK) электропроводно соединен с соответствующим одним из фазных проводников (L) через соответствующий один из нескольких нагружаемых током короткого замыкания первых разъединителей (T1). Система переключателя дополнительно содержит второй разъединитель (Т2), который при замыкании электропроводно соединяет нулевую точку (S) в соединении звездой с землей (E) и который размыкается при нагружении соединения (KSV) короткого замыкания током короткого замыкания. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система переключателя, содержащая несколько фазных проводников (L), силовой переключатель с несколькими полюсами (GP) переключателя и соединение (KSV) короткого замыкания, которое имеет нулевую точку (S) в соединении звездой и несколько сведенных в нулевой точке в соединении звездой соединительных проводников (LK), причем каждый из фазных проводников электропроводно соединен с соответствующим одним из переключающих полюсов (GP), и причем каждый соединительный проводник (LK) электропроводно соединен через соответствующий один из нескольких нагружаемых током короткого замыкания первых разъединителей (T1) с соответствующим одним из фазных проводников (L), отличающаяся тем, что система переключателя дополнительно содержит второй разъединитель (Т2), который при замыкании электропроводно соединяет нулевую точку (S) в соединении звездой с землей (E) и который размыкается при нагружении соединения (KSV) короткого замыкания током короткого замыкания.

2. Система переключателя по п. 1, отличающаяся тем, что второй разъединитель (Т2) выполнен с возможностью нагружения током заземления, который выбирается меньшим, чем максимально допустимый ток короткого замыкания в соединении (KSV) короткого замыкания.

3. Система переключателя по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что первые разъединители (Т1) и второй разъединитель (Т2) содержат управляемый с центрального поста управления (LZ) привод (AT) для размыкания и замыкания изоляционного промежутка.

4. Система переключателя по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что фазные проводники (L), полюса (GP) силового переключателя и первые разъединители (Т1) размещены в заземленном корпусе (К), что нулевая точка (S) в соединении звездой размещена вне корпуса (K), что каждый из соединительных проводников (LK) электрически изолированно выведен из корпуса (K), и что при замкнутом втором разъединителе (Т2) каждый из первых разъединителей (Т1) образует соответствующий один из нескольких переключателей (ES1, ES2) заземления системы переключателя.

5. Система переключателя по п. 4 для встраивания в генераторный отвод (GA), расположенный между генератором (G) и трансформатором (TR), отличающаяся тем, что каждый из соединительных проводников (LK) электропроводно соединяет расположенный на стороне генератора участок соответствующего фазного проводника (L) через соответствующий один из первых разъединителей (T1) с нулевой точкой (S) в соединении звездой.

6. Система переключателя по п. 5, отличающаяся тем, что второй разъединитель (Т2) выполнен как переключатель среднего или низкого напряжения.

7. Система переключателя по п. 4 для встраивания в газоизолированное размещенное в металлическом корпусе высоковольтное коммутационное оборудование, отличающаяся тем, что второй разъединитель (Т2) выполнен как высоковольтный переключатель.

8. Система переключателя по п. 1, отличающаяся тем, что первые разъединители (Т1) и второй разъединитель (Т2) содержат управляемый с центрального поста управления (LZ) привод (AT) для размыкания и замыкания изоляционного промежутка, причем фазные проводники (L), полюса (GP) силового переключателя и первые разъединители (Т1) размещены в заземленном корпусе (К), что нулевая точка (S) в соединении звездой размещена вне корпуса (K), что каждый из соединительных проводников (LK) электрически изолированно выведен из корпуса (K) и что при замкнутом втором разъединителе (Т2) каждый из первых разъединителей (Т1) образует соответствующий один из нескольких переключателей (ES1, ES2) заземления системы переключателя.