Устройство для компенсации взаимного влияния цепей тока и напряжения в схемах защиты Советский патент 1956 года по МПК H02H3/02 

.1 последнее кре.мя в энергосистемах ixx болынее расиростринение получают Ijovuiiwe ycTpiiiiCTBa pc.iciiHoJi ,щиты и автиматш;. к которых имеется электрическая лли jiaiMitTiiaji cisiiai, neiieil траиг||1о|1.маторов тока л на11|).

Практика эксплуатация таких устpiiiiiTii моказы1 ает, что в 1)яде случаен эта ciuisb вызывает знаштельное взаимное влияние ueiicii тока и напряжения, и Mir.KCT 1грино;п ть i; неправильным деистВИЯМ ycTpoiicTB защиты и авт()матики.

OcHOBHoii 111)ичинои таких неселевтивмых действии защиты :1вляется протекание в цеиих наиря;кен11я токов влияния. («Даваемых токами во вторичных цеиях и:змерительных трансформаторов тока. Тп|;и влияния вызывают искажения нанря,|;ений. леГгствующих в цепях защиты, ирисоединенных к трансформаторам иаиряжения. а следовательно, вызывают также значительные искажения характр1истик реле защиты.

Так. нря близких коротких замыканиях, когда остаточные напряжения в месте установки зажиты снижаются до ведичии. близких к нулю, токи влияния мотуг вызвать потерю нанравленности Действия органов направления мощности . а такж.е некоторых тниов дистанционных органов. При этом возможна )ота защиты на неиовреж.денных линиях. Что может И1) за собой не Г .брстичивапис 1)яда иотрепителеи, но и к.руиные системные аварий.

Токи влияния В цепях наирял;ения. иа|)еденнь( тиками в цеиях тока, в основном замыкаются чере;; дени обмоток измерительных трансформато|Л1| иаиря;,1;( ния, имеющие относ11те.1ьпо Hcooabiiioc сопротивление, и ли1П1, MIICTHHHO - чсре:, цепи защиты, имеющие значитс.лъпые С иротив.неиия. Чем do.п.тс сицритивлеии ijOMOTOK трансформатора нап)яж.ений и сопротивление соединительных кабелей, тем больше падение наирияания от наведенпых токов и тем dii.ibiiie токи влияния i; цепях загцпть.

В болыиинстве случаев сопротивление цепи of)OTiii.; Т11ансформатора наиряжении 1гмеет ве.личину порядка 1 ом. Падение напряжения к этих цепях от тока влигг кия ПРИ П1)01ек;ши;1 по линии поминалк 11Г11 Toi;a имсгт пе.шчину порядка (1,1 н. При увеличении тока (наирим(р, прп коiOTKOM замыкании на смежных линиях или увеличении сопротивления це1ги оимоток трансформатора напряжения (наггример, при размыкании цеии его ne|i15ИЧНОЙ обмотк-и) это падение напряжения возрастает, а следовательно, увеличиваются и токи влияния в цепях защиты. При близких коротких замыканиях, сопровождающихся снижением напряжения до нуля, токи влияния уже при вторичных токах короткого замыкания порядка 10-1Г) а. могут вызвать неп)авильно1 действие защиты. Такжч во.можно nenp;i- ильиое действие защиты и при номина.т;.ных токах li (мучаях размыкания цеп:м | иервичной пли вторичной -IlianiФорматоров ira iipu:,i;enii: i.

Д,1)1 лредитвращении иодобных явленш ; н(;иГ1Ходимо свести к .милл.муму наведенное TiiK-it li цепях напряжения. г)ти иоааг fihiTi. 1)с,уществлено с )1о.м()щыо сиециа. устройств, ко.мненсиру ощих наведенные токи нутем нодачи в л, нан1)я;,ке|;ия токив, проиорциона.ц.ных тику и линии, равных III) величине тикам влвяния и направленных встречно ноеледни.ч. идновре.менно такие устройства будут ;омненснривать влияние Jteiieii нанряжеаия на цени тока.

Однако хотя дринциниально вынолненне так.их ycTpoiicTB несложно, ii|jaKTH4eское вынолнение нх встречает JJHT серьезн1,1Х трудностей.

(Основная из атих трудностен состоит в том, что нри выполнении нодоОных устijoiicTB из линейных элементов нотреблеHiie мощности ycTpoiicTBa is депях нанряжения имеет недонустимо оолгзшуш величину.

Компенсация слагающей тока влияния, сивнадатопцй но (|)азе с током линии, моihCT 11су цествлена HIJOCTO Н средством нромежуточного трансформатора тока. обмотк| которого В1 люча;отся к цени тока и наиря кения. Потребление ,.о1 5ностн IaKDro трансфо11матора весьма невелико.

Однако : начител но сложнее комленснроиатТ) слагающую тока , иер иенднкулярную току в лннии. тем имении :-)та слагающая наиболее онасна.

Протекая но обмоткам нанря;кения реле, она в,):)ывает появление MarHHTHj ix i oTOKi4i, кпторые, заим()действун с иот ками друл1х обмоток роле, но отнощениi; которым данные иотоки имел)т значнтeльнJ)IЙ фазо1,й сдвиг, создают нанбол : значительные моменты на реле. Сло; ;ность онределяется в основном необходимостью нри.менения болыних буферн1)1х соиритивленнй, позволяющих 1голучт1Т ток к()мпРН1;ации, не|)11ендикулярный :: току линии. Эти )тпкления и являются причиной зпачптельных 1 еличин потребления мощности комненсат111)ом в перях нанряженш.

В известных линейных комненсаторах нроизведен)ге потреблений is цепях тока и папряженпя представляет собой постоянную, isecbMa больщую величину. При этом нодавляющую величину имеет иотреблеиие в цепях папряжепия, перераспредсленпе же потреблений может быть достигнуто лип1ь путем использования весьма громоздкой вспомогательной аппаратуры.

С целью сппжеппя потребления в цеиях панряженпя в нормальном реж,име нредлагается в устройстве для компепсанигг взаимно о клпяния цепей тока и напря.кенпя, транс()орматоры ти|.:а и наиря/кения и конденсаторы, выпод.чить компенсирующий трансформатор тока с феррорезонансным контуром, содержащим конденсатор и насыщаюп1уюся lieHb со сталью и обеспечивающим линейность характеристики в области малых напряженнй п резко выраженный емкостный MilMjieKT при нанряжениях, близких i; но.мпнальным.

В принципиальную схему предлагаемого устройства, изобра,женную па чертеже, входят следующие элементы:

1.11)омежуточный транс()орматор тока Г, служащий, и основном для создании активной (Marajojuefi тока коамиенсацин, совпадающей но фазе с током линии.

2.Лвтотрансформато) напряжения Га, служ,ащий для ))е1улирования слагаюндп тока KOMiiencarufu. спииаланииеи но Фазе током линии.

3. Сисциальный трансформато Тз. посредством которого осуществляется подача в цени н,аи 1яжения нормальной - реактивно) с.гагающеи тока комненсации л-л,.

4. Еонденсатир С.

Трансформато) 7з вьиголнеп на 1 -об1азном магнито1Г|10воде. один из крайних тержнеи которого имеет возду)иныи зазор, а на двух других расноложены обмотки. К neitiiUiHiiii ибмотк-е Wt прнс.оединеа конденсатир С, емкост1 которого выбрана из условий резо}1аиса. Часть ниткой обMOTKI U-i включена и нет, вторично i 6iMOTKu трансформатора тока Т. В эт..: части об.моткн сделаны ответвления для ре1улировки нервпчных ам11ер1 нтков.

Вторичная обмотка. №: трансформатора Гз включена li цепи напряжения и нодает в ногледние нормальную слагакицую |ока KoMiHHcaHuu.

lIoiiiipoT BCKTojia тока вторичной обмктKu но итнонпнню к jrepiiii4HOMy на 90 осуществляется благода|.1я наличию резонансного контура /Y;;, X:.

Тра гс1|К1рмато|) 7з рассчитан так, чтобы прн токах в обмотке W, нревышанщих на 2()-.(} % максимальный ток комненсацпн HIJU сквозных кпроткпх замыканиях, его стержень, несАлций обдипку Wl, нас1)Пца,тся. г)тг1 обеспечивает нрактическую лппейность ei-o характеригтпкп в Г)абочем диапазоне токов, coxjjaняя таким образом малые потребления п цепях тока, п вместе с тем позволяет получпть в нормальном режиме небольпгие потребления в цепях напряжения.

Последнее обусловлено тем, что при таком выборе конструктивных данных трансформатора Гз в нормально г режиме, когда на обмотке Wi имеется полпос напряжение 100 в., стержень, несущий nei)1 ичнул) обмотку, оказывается сильно нас пценны:11. При этом условия резонанса

гцльно И;||)УШСНЫ IT I ДГИИ oiiMOTKll Hi

протекает емкостный ток, : Ha4iiTP,ii)Hii onepciKaminnii наведенную в :-iToii оомнткг я.д.е. Этот ток вызывает иодмагничивани магнитопровода транс(1м1рмато|)а, вследстпие чеги сопротивление irropuHHoii обмотки iJpTi включенном конденсаторе и прптекании Toi;a в обмотке оказывается даж.е несколько iu,iiue. чем ее сипротивление на холостом ходу.

Для обеспечения еще бо,1Ы1(Й линейности характеристики в области малых токов ВОЗДУШНЫ iiasop 1 гагнитттроводе трансформатора перекрывается тонкой гталънон илаетинкоП. увеличивающей .магнитную нроводи.мостъ магнитонровода ири малых индукциях.

Наличие BTOjiiiio |;р;1Йнегп стержня с ли ;.ipoM, лишелног ибмптки, ограничивает |-нижение сонротиклени Г обмоткн W- ири больших на11рял;енпях. вызванное насыщением крайнего гте|г,кня с об.мптко1 IFi.

Влияние наведенных тиков ирактически мо.кет сказываться лишь ири весьма малых вс.птчннах наиряження Р, месте установки защиты. Пиятому нас1)Пдение.

магнитной системы и|111 номинальном намряженни, иереводянис TiiaHCiDopMaTop г. келииейн1) режи.м. не иреиятствует ein правильной работе при малых наиряжениях, когда режим работ1,1 трансформатора ямлястся ирактически линейным. Таким 1бразом, благодаря наличию феррорезонансногп конту)а удается значительно снизить и()треблен 1е комиенсационного сг1 ойства в норма.тьном режиме и уменьшить габариты yi-T|)iiiicTna.

11 р е д м с т и 3 о б 1 е т е н и к

Устройство .i.iA кпмпенсадии в: аимного 1.тшгния neiieii тока и нанояжения в схе.мах защиты. содержап(ее транс.фирматорь тока и наиоя,кения и i;oH.i.(HcaToi). о г.1 и ч а 10 III е ( S1 тем. что. с целью сни,1, потреб.Иния в Ц|иях наириженпя в и(рма.1ьН11М ре;кнм(% комиенсируюшик трансформатор тока вмно.шен г фер1)оре:;онансным контуром. С(,дг1);к;иц11м конденг-атор и на1Т.Г1цаю1цуюси цс111 го ста.Пи1| и обеснечи1,а1он(им линейность характериI;THI;H в области малых наиряжений и резко выраженный емкостный яффект нри наиряжениях. близких i; номинальным.