Устройство для ограничения токов короткого замыкания и перенапряжений Советский патент 1990 года по МПК H02H9/06 

-ст

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение эффективности и ограничения. При возникновении грозовых перенапряжений снижение напряжения осуществляется за счет шунтирующего действия конденсатора 8 и разрядника 9. При возникновении однофазных коротких замыканий ток К.З. ограничивается резисторами 5 и 6 и реактором 7. Определенное соотношение параметров резисторов 5 и 6 и реактора 7 обеспечивает сохранение повышенной результирующей величины коэффициента заземления нейтрали всей сети. 1 ил.

СП

СО

О)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для ограничения токор короткого замыкания, снижения перенапряжений и повьппения отключающей способности воздушных выключателей на высоковольтных подстанциях.

Цель изобретения - повьшение эффективности и ограничения.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

К нейтрали 1 высоковольтных обмоток 2 силового трансформатора,подключенного к линии электропередачи через линейные коммутационные аппараты 3, подсоединена резисторная установка 4, выполненная из двух последовательно соединенных резисторов 5 и 6, причем резистор 5 подсоединен непосредственно к нейтрали 1, а резистор 6 - к заземляющему контуру. Кроме того, .параллельно резистору 6 подключены реактор 7 и конденсатор 8, а параллельно делителю напряжения, составленному из сопротивлений 5 и 6, присоединен защитный разрядник 9,

Устройство работает следующим образом.

. При нормальном режиме работы устройство позволяет уже заранее, до начала возникновения аварийных процессов, иметь повьппенное результирующее сопротивление нулевой последовательности всей электрической сети.

При возникновении грозовых перенапряжений, даже при практически маловероятном одновременном набегании импульсных волн со стороны линии электропередачи по трем фазам,импульсное напряжение на изоляции нейтрали не превысит кратковременно допустимую величину из-за шунтирующего действия конденсатора 8, имеющго малое сопротивление на высокой частоте, и защитного действия разряника 9. Более- того, последовательно включенные резисторы 5 и 6 .полностью исключают возможность возникновения на нейтрали перенапряжений, превышающих наибольшее допустимое напряжение на защитном разряднике и могущих привести к его повторным срабатываниям в течение, нескольких полулериодов с возможным разрушение в результате термических воздействи благодаря тому, что практически все

напряжение на нейтрали в первое мгновение времени приложится и к резистору, сопротивление которого

.при этом стремится к бесконечности. В этот момент времени нейтраль заземлена через резисторы 5 и 6. Кроме того, высокочастотные составляющие электромагнитных колебательных процессов, возникающих в обмотках трансформатора, шунтируются по цепи резистор 5 и конденсатор 8, а более низкие частоты - через последовательно соединенные резисторы 5 и 6.

5 При появлении однофазного короткого замыкания ток К.З. ограничивается в первый момент резисторами 5 и 6, а в последующие моменты времени совместное действие элементов схемы

0 ограничивает величину тока однофазного короткого замыкания до регламентируемых величин, при этом перенапряжения на выводах обмоток среднего напряжения автотрансформатора не воз5 никают.

Возникновение удаленного от источников питания однофазного короткого замыкания в электрической сети

Q приводит к отключению поврежденного участка со ответствукнцими выключателями при сохранении всех элементов защитного устройства рассматриваемого силового трансформатора в состоянии нормального рабочего режима. На личие определенной величины результирующего сопротивления резисторов 5 и 6, реактор а 7 в нейтрали-высоковольтных обмоток 2 силового трансформатора обеспечивает сохранение повышенной результирующей величины коэффициента заземления нейтрали всей сети, чем обеспечивается, в свою очередь, успешное отключение однофазного короткого замыкания линейными выключателями. При этом действуют следующие дополнительно возникающие факторы: более эффективное снижение результирующей величины однофазного тока короткого замыкания, исключающее его превышение над паспортной величиной токов отключения выключ.ателем; уменьшение угла сдвига между фазами напряжения и тока, приводящего к повторным зажиганиям дуги на расходящихся контактных га- сительнь1х камер воздушных выключателей; .повышение запасов статической и динамической устойчивости сети;

0

5

0

5

недопустимость повьпиения напряжений на здоровых фазах до величин, больших регламентируемых при колебательных процессах.

Возникновение близкого к источникам питания и наиболее тяжелого для электротехнического оборудования однофазного тока короткого замыкания в электрической сети со стороны потребителей или непосредственно на подстанции приводит к обесточени обмоток рассматриваемого силового трансформатора однофазными линейными выключателями 3.

Наличие в нейтрали силового транформатора последовательно соединен ных резисторов 5 и 6 и параллельно присоединенного к резистору 6 реактора 7 обеспечивает успешное отключение воздушных выключателей в связи с уменьшением углов между напряжение и током отключаемых фаз благодаря резисторам,снижает сквозные токи короткого замыкания через обмотки трансформатора в связи с повышением сопротивления нулевой последовательности благодаря, главным образом, реактору 7 и ограничивает однофазные токи короткого замыкания на линиях электропередач и особенно системах шин в связи с увеличением результирующего сопротивления в нейтрали трансформатора благодаря, главным образом, резистору 5, подсоединенному непосредственно к нейтрали, и реактору 7 (действие резистора 6,подключенного непосредственно к заземляющему контуру, наиболее эффективно в начальный момент возникновения переходных процессов, тогда индуктивное сопротивление реактора стремится к бесконечности;.

Одним из особенно нежелательных явлений при отключении близких однофазных токов короткого замыкания являются высокая начальная скорость и высокая частота восстанавливающег

гося напряжения на контактных выключателях (так называемый километричес- кий эффект). При этом отключающая способность коммутационных аппаратов снижается до 60 % от паспортной величины.

При явлениях километрического эффекта нейтраль трансАорматора в

д предлагаемом устройстве гаунтируется одновременно по следующим цепям; резистор 5, непосредственно присое- . диненный к нейтрали, - конденсатор 8; резистор 5 - резистор б;автоматиjj ческое заземление нейтрали по указанным цепям на период отключения гасительных камер выключателей су- ществ енно повышает уровень динамической устойчивости сети в самый ответ20 ственный момент отключения поврежденного участка. Таким образом указанные преимущества устройства позволяют повысить надежность электроснабжения потребителей и снизить эксп5 луатационные расходы на используемое электрооборудование.

Формула изобретения

0 Устройство для ограничения токов короткого замыкания и перенапряжений, содержащее резистррную установку и защитный разрядник, соединенные параллельно и подключенные меящу зажимами для подключения к нейтрали силового трансформатора и землей, и реактор, один вывод которого соединен с зажимом для подключения к земле, отличающееся тем, что, с целью повьппения эсЬЛективности и ограничения, устройство снабжено конденсатором, а резисторная установка выполнена в виде делителя напряжения, содержащего два последова5 тельно соединенных резистора, к общей точке которых подключе г второй вывод реактора, а конденсатор подключен , параллельно реактору.

5

0