Устройство для защиты от повреждений конденсаторной батареи,соединенной по схеме двойной звезды Советский патент 1983 года по МПК H02H7/16 

о

дЭ ОО

Изобретение откосится к электротехнике j а именно к защите изоляции батареи статических конденсаторов от электрических воздействий внутренних перенапряжений 5 а также теп ловых и динамических воздействий от токовых бросков опасных величин в результате коммутаций, сопровождающихся переходными процессами„

По режимным условиям конденсаторные батареи приходится коммутировать большое количество раз в течение года, что гфиводит. к частным аварийным простоям, вызванные пробоями конденсаторов, трудностями, связанными с выявлением и заменой дефектных элементов, исправными, а также разрушениями трансформаторов напряжения и гасительных камер масляных зыклго чателей.

Известно устройство, с помощью которого несколько повышается надежность работы конденсаторной батареи, собранной по схеме звезда с изолированной нейтралью. При этом для коммутации используются типовой масляный выключатель и защитные разDr,, выполненнь-е на базе выпускаеиых промышленностью вентильных разрядников .i РВМ-35 спроб:/1вны1 ; чапряжением промышленьюй . равным /З-ЭО кВ 1 .

Однако защитные разрядники огр.ани-ивают внутренние пер- гнапряжения гфи коммутациях только до величины, равной 2 Уф и не менее, что не обеспечивает должного повышения надежности эксплуатации конденсаторов. Для предотвращения повреждения трансформаторов напряжения последовательно с каждым из них включают высосовольтиые сопротивления по кОи, Однако это приводит к повышению ео время коммутаций перенапряжений между фазами и увеличению времени их воздейстВИЙ на изоляцию конденсаторов з результате снижения эффективности 0азрядки батареи через увеличенное сопротивление о

Известно устройство для защиты шунтовых конденсаторных батарей, собранных а звезду, состоящее из нейтрали конденсаторной батареи и разрядного блока, которые соединены между собой через однофазный трансформэгор напряженияf служащих для изоляции ЕТОричных цепей ст первичных, при этом вторичная обмотка указанного трансформатора связана с блоком чувствительной полупроводниковой защиты, действующей с разными уставками по врерл.ени на сигнал при отключении батареи. Разрядный блок выполнен в виде трехфазного пятистержневого трансформатора напряжения, первичные обмотки которого соединены в звезду, а одна из вторичных обмоток собрана в разомкнутый треугольник,,электрически связанный с фазорегулирующим устройством.

При включении в работу между нейтралями шунтовой конденсаторной батареи и разрядного блока возникает начальное напряжение, величина и фаза которого зависят от характера и степени несимметрии обоих элементов причем хшбое изменение параметров конденсаторов- в процессе эксплуатации, например при повреждении отдельных конденсаторных элементов, приводит к дальнейшему изменению напряжения между нейтралями. Для обеспечения чувствительности блока защиты к изменению напряжения между нейтралями его первоначальная величина компенсируется путем введения сигнала определенной фазы и величины во вторичную обмотку трансформатора разрядного блока, 3 результате чего происходит искусственное смещение его кейтрали в положение, при котором указанное напряжение практически равно нул npki порреждении конденсаторных элементов возрастает напряжение между нейтралями, срабат з1вает блок защиты, выдаво.- сигнал о допустимом увеличении напряжения ряда конденсаторных батарей и отключая батарею при г Озышении напряжения сверх допустимого значения f 2.

Недостатками данного устройства являются повышение известными способами обымной чувствительности релейной защиты, которая фактически только регистрирует объем повреждений коденсаторных элементов, выдавая сигнал о недопустимом увеличении напряжения ряда конденсаторных батарей ил отключая батарею при повышении напряже--ич допустимого значения, а также необходимость .наличия специально предназначенных разрядного блока в виде трехфазного пятистержневого трансформатора напряжения, однофазного трансформатора напряжения, соединяющего нейтрали защищаемой конденсаторной батареи и первичной обмотки разрядного блока, блока чувст-вительнои, полупроводниковой защиты, подсоединенно :о к вторичной обмотке указанного соединительного трансформатора напряжения, и фазорегулиру ющего устройства, включенного в разомкнутый треугольник вторичной, обмотки разрядного блока. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является защитное устройство для ограничения перенапряжений при отключении батаре статических конденсаторов, которое представляет собой трехфазную группу бетэловых сопротивлений, подсоеди ненную к вводам батареи конденсаторов через контакты вспомогательного включателя , котррым производится предварительное включение защитного устройства до момента отключения батареи основным выключателем СзЗНедостатком указанного устройства является то, что допустимость весьма кратковременного нахождения под на-, пряжением бетэловых резисторов защит ного устройства с регламентируемой величиной сопротивления исключает во можность его надежного использования в сложных циклах повторных коммутаций. Устройство характеризуется также существенными изменениями параметров бетэловых резисторов в зависимости от величин приложенных напря жений и проходящих токов в процессе переходных режимов. Кроме того, нали чие емкостной составляющей реактивно го сопротивления в бетэловых резисторах является причиной снижения эффективности уменьшения фазового угла сдвига между напряжением и отключаемым током, что приводит к недостаточному снижению восстанавливающихся напряжений на расходящихся контактах основного выключателя, пробоям изоляционных расстояний между контактами и возникновению перенапряжений, нежелательных для изо|ЛЯции конденсаторных батарей и тр.анс 1форматоров. Отсутствует также возмож ность технического выполнения релей ной защиты, обеспечивающей при повре дении конденсаторных элементов появление сигнала о недопустимом увеличении напряжения на оставшихся элементах или отключение конденсаторной батареи при повышении напряжения све допустимого значения. Цель изобретения - повышение надежности защиты конденсаторных батарей путем большего ограничения коммутационных перенапряжений и токовых бросков. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от повреждений конденсаторной батареи, соединенной по схеме двойной звезды, содержащее основной и вспомогательный оммутационные аппараты и разрядный блок из активных сопротивлений, подключенный параллельно защищаемой батарее, в каждую фазу разрядного блока дополнительно введены индуктивные сопротивления, при э.том величина индуктивного сопротивления в каждой фазе равна емкостному сопротивлению батареи той же фазы. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство содержит систему 1 шин, к которой со стороны источника питания через основной коммутационный аппарат 2 по гибкой связи 3 подключаются непосредственно батарея k статических конденсаторов и чере: вспомогательный коммутационный аппарат 5разрядный блок, состоящий из индуктивного сопротивления 6 и активного сопротивления 7, а нейтрали конденсаторной батареи и разрядного блока электрически соединены нулевой шиной 8. В нормальном режиме работы питание .со стороны CMCTeNW 1 шин через основной коммутационный аппарат 2 и гибкую связь 3 подается на батареи k статических конденсаторов, нейтрали которых соединены гибкой связью 3, а сопротивления 6 и 7 разрядного блока отключены вспомогательным коммутационным аппаратом 5. При отключении батарей Ц статических конденсаторов предварительно включается вспомогательный коммутационный аппарат 5 чем обеспечивается подключение разрядного блока, содержащего индуктивное сопротивление 6и активное сопротивление 7 в каждой фазе параллельно статическим конденсаторам. Последующее отключение основ; ного коммутационного аппарата 2 осуществляется успешно в связи с эффективным уменьшением фазового угла сдвига между напряжением и отключаемым током, что обеспечивает эффективное снижение восстанавливающихся напряжений на расходящихся контактах, исключение пробоев изоляционных расстояний, между контактами и устранение перенапряжений как на изоляции S10 конденсаторных батарей , : -, и питающих силовых трансформаторов. Возможность более длительного нахождения под напряжением предлагаемо го разрядного блока по сравнению с бетзловыми резисторами допускает при менение относительно меньшей велимины комплексного сопротивления, чем полностью обеспечивается необходимая эффективность ограничения коммутационных перенапряжений и токовых бросков. Стабильность электрических параметров разрядного блока по сравнению с бетэловыми резисторами гарэитирует эффективность его работы при любых режимах переходных процессов, Активное сопротивление 7 разрядно го блока обеспечивает апериодическое затухание разрядного тока батареи и статических конденсаторов после полного отключения основного коммутационного аппарата 2 при включенном вспомогательном 5 в результата превышения указанным сопротивлением удвоенной величины волнового сопротивления контура, а величина индуктивного conpoTi/зления 6 указанного блока осраничиезйт до мин7}мумз зеройгиость аозникковения повторных эажчгзний не разомкнувшихся контактах основного коммутационного аппарата 2 в результате исклю-ения колебаний повь шенг Ых частот и снижает в необходимой сте пени токи высших гармоник,, зоздействующие на конденсаторы а период ком..утаций основного коммутационного аппарата 2 при включенном вспомогательном 5 г. Далее от1 лючается вспомогательный коммутационный аппарат S,. причем эле трическое соединение нейтралей батарей статических конденсаторов и разрядного блока гибкой нулевой шиной 8 обеспечивает равномерное распределение напряжения и полностью исключает колебания напряжений при работе коммутационного аппарата 5 Благодаря комплексному объединению нейтралей в защитном устройстве обес печивается простая возможность техиического выполнения релейной защиты, гарантирующей при повреждении конденсаторных элементов появление сигнала о допустимом увеличении напряжений на оставшихся элементах или отключение всех конденсаторных батарей при 34 повышении нагфяжения сверх допустимого значения независимо от электрической ассиметрии сети, к которой присоединено защитное устройство. В предлагаемой схеме нарушение симметрии сети очносительно земли не вызывает действия pejiBj так как потенциалы трех нейтральных точек смещаются одинаково. Весьма незначительная величина небаланса токов или напряжений между нейтралями резко повышает чувствительность релейной защиты не только при ее работе в результате повреждения статических конденсаторов, но и (в случае необходимости) непосредственно в момент осуществления переключений коммутационными аппаратами 2 и 5. При бклйчении батарей k статических конденсаторов предварительно в лючается вспомогательный коммутационный аппарат 5. затем включается основной коммутационный аппарат 2 с последующим отключением вспомогательного коммутационного 5. Принципиальных отличий в коммутационных процессах указанного режима по сравнению с описанным выше нет за исклюMvifiHeM того, что предварителбное под- KjiiG4fi 4e активного сопротивления 7 и индуктивного сопротивления 6 практически исключает токовые броС|чИ в процессе включения основного комму тоционного аппарата 2. Кроме того, комплексное сопротивление разрядного блока исключает вероятность возникноаяпия коммутационных перенапряжений при появлении неполнофазных режимов, а также резонансных и феррорезонансных перенапряжений при возникновении переход1-)ых режимов. ГНэедлагаемое защитное устройство полное ью исключает необходимость выполнения рекомендаций о выборе коммутационных аппаратов на номинальный ток, составляющий не менее 150% от номинального тока батареи, для обеспечения надежной работы контактов при переходных процессах в конденсаторных установках. Таким образом, устройство для заа(игь1 конденсаторной батареи, соединенной по схеме двойной звезды, оказывает комплексное воздействие на oгpaничai иe внутренних перенапряжений и токозых бросков, возникающих в промессе коммутаций, аварийных режимов и переходных явлений.

м.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА01ИТЫ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, СОЕДИНЕННОЙ ПО СХЕМЕ ДВОЙНОЙ ЗВЕЗДЫ, содержащее основной и вспомогательный коммутационные аппараты и разрядный блок из активных сопротивлений , подключенный параллельно защищаемой батарее, отличающ.ее с я тем, что, с целью повышения его надежности большего ограничения коммутационных перенапряжений и токовых бросков, в каждую фазу разрядного блока дополнительно введены индуктивные сопротивления, при этом величина индуктивного сопротивления в каждой фазе равна емi костному сопротивлению батареи той (Л же фазы.