Комплексное распределительное устройство КРУ с блоком защиты шин от дугового короткого замыкания Советский патент 1991 года по МПК H02H7/22 

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам защиты от дуги короткого замыкания (КЗ) сборных шин комплексного распределительного устройства высокого напряжения внутренней и наружной установки, у которых жогофазные сборные шины имеют воздушную изоляцию, а в качестве датчика открытой дуги КЗ на сборных шинах используются трансформаторы тока, установленные по концам как минимум одной фазы.

Цель изобретения - повышение быстродействия, снижение материалоемкости и требований к термической и динамической стойкости трансформатора.

На фиж.1 и фиг.2 дан в качестве примера вид сверхути спереди КРУ 6-10 кВ внутренней установки, в каждом отсеке сборных шин которого предлагается установить дуговую защиту, выполненную с использованием дополнительной четвертой шины и одним трансформатором тока (ТТ), установленным на конце одной из сборных шин, например, на средней верхней; на фиг.З и 4 показано выполнение крепежа дополнительной шины к соответствующей сборной шине отсека сборных шин и к датчику дуги КЗ -трансформатору тока; на фиг.5 изображена упрощенная электрическая схема секции КРУ с отсеком сборных шин и дана

43

о

NJ О

схема распределения токов повреждения по всем четырем шинам отсека при трехфазном коротком замыкании в точке К.

Как видно из фиг, 1 и фиг.2, комплексное распределительное устройство состоит из двух отдельных секций. Каждая из них имеет по отсеку 1 сборных шин, С противоположной стороны к отсеку примыкают шкафы 2, укомплектованные измерительной аппаратурой и релейной защитой. Вводы 3 отходящей линии размещены в специальных металлических коробках 4. Через вводы 5 осуществляется подача электрической энергии на сборные шины КРУ от источника питания. Короб б служит для размещения шин ответвления от сборных шин к трансформатору собственных нужд.

Вводы 3 и 5 пропущены наружу из помещения КРУ через специальные отверстия в боковой стене 7 изолированные вводы 8 ответвления выведены через стену 9 в со- седнее помещение, где расположены трансформаторы собственных нужд. Секции КРУ между собой соединены шинным мостом 10. Шины, отходящие от питающих вводов 5, защищены коробом 11. Из фиг.2 видно, что под шкафом 2 релейной защиты и измерительной аппаратуры располагаются шкафы 12 с выключателями, трансформаторами напряжения и т.д. Шины 13 отсека 1 сборных шин в рассматриваемом примере КРУ расположены в вершинах треугольника. Под верхней сборной шиной 13 показан датчик дуги - ТТ 14. На фиг.Гон показан, например, в верхнем правом углу отсека. Рядом с верхней сборной шиной изображена четвертая (дугоулавливающая) голая шина 15,расположенная вдоль сборной шины (от конца до конца) и изолированная от нее слоем воздушной изоляции. Помещение КРУ сверху закрыто крышей 16. Снизу находится фундамент (пол) 17, на котором смонтировано оборудование КРУ. Выполнение крепления четвертой шины 15 к сборной шине 13 показано на фиг.З. Для этого используется ответвление 18, идущее к шкафам 12. Для удобства крепления и для надежности захвата перемещающейся дуги КЗ шина 15 снабжена металлическим кронштейном 19. С его помощью она жестко закрепляется на ответвлении 18 и изолируется от ответвления слоем твердой изоляции 20, например, из гетинакса или изолирующего пластиката. Форма поперечного сечения дополнительной шины 15 может быть самая разнообразная: плоская, круглая, коробчатая и т.д.

Присоединение сборной шины и дополнительной шины к выводам ТТ 14 (к датчику дуги) изображено на фиг.4. Из чертежа видно, что первичная обмотка ТТ одним концом присоединена к сборной шине 13, а другим - к четвертой дугоулавливающей шине 15, которая может выполняться из магнитного материала, например стали, На ответвлении 18 пунктиром показано расположение места ее крепления: крепится снизу ответвления с помощью кронштейна 19, который также целесообразно выполнять из магнит0 ного материала, например стали. Все элементы шины 13, 15 и первичная обмотка ТТ 14 включены между собой последовательно. При этом шина 15 по отношению к шине 13 расположена параллельно вдоль всей ее

5 длины и изолирована от нее воздушным промежутком.

Вместе с тем шина 15 размещена со стороны двух других сборных шин отсека 1, что необходимо для надежной работы дуго0 вой защиты. На фиг.5 дан пример распределения токов КЗ по шинам отсека 1 при трехфазном КЗ в точке К. Стрелками с одним штрихом показано направление движения далее тока КЗ в обмотку ТТ 14, а из нее в

5 четвертую дугоулавливающую шину 15 и в ствол электрической дуги. При ослаблении или потере контакта между сборной шиной и стволом дуги основная величина тока КЗ устремится в четвертую дугоулавливающую

0 шину, что будет способствовать надежной работе датчика дуги ТТ 14.

КРУ работает следующим образом. В нормальном режиме работы КРУ ток нагрузки через ТТ 14 не протекает и сигнал

5 на его вторичной обмотке отсутствует.

При восстановлении открытой электрической дуги КЗ в отсеке 1, например, между фазами А и В в точке К (см.фиг.5) независимо от расстояния от точки К до ТТ 14 в датчике

0 электрической дуги в ТТ возникает электрический сигнал. Это объясняется тем, что ствол электрической дуги начинает контактировать сразу с обеими шинами средней фазы: со сборной шиной 13 фазы В и допол5 нительной шиной 15.

Ток из фазы В начинает протекать в фазу А по следующей цепи: фаза В (шины 13 и 15) - ствол дуги - фаза А. Величина тока, ответвляющаяся в ТТ 14, показана стрелкой

0 с одним штрихом. Протекание тока из фазы В в столб дуги, а из него в фазу А показано стрелкой с двумя штрихами. Величина указанных долей токов будет определяться величиной сопротивлений на пути токов.

5 (Смещение шины 15 в сторону шин фаз А и С будет способствовать контактированию с ней дуги).

Величины токов будут обратно пропорциональны электрическому сопротивлению этих путей. Преимущественному контактированию ствола дуги с шиной 15 будет способствовать ее исполнение из магнитного материала, электрическая дуга будет притягиваться к такой шине и устанавливаться преимущественно на ней.

На вторичной обмотке ТТ 14 одновременное возникновением КЗ появляется сигнал, который неселективно (мгновенно) поступает на отключение питающего выключателя. Шины обесточатся.

Так как ТТ 14 работает только при КЗ, то выбор его параметров должен осуществляться с учетом величина тока трехфазного КЗ в отсеке 1. При больших значениях этих токов выводы первичной обмотки ТТ 14 мо- гут быть закорочены шиной 13. Это снижает требования к ТТ 14 из условий термической и динамической стойкости и позволяет выбирать его на меньшие токи, чем используемые в КРУ другие ТТ. В таком случае дополнительная шина 15 будет присоединяться непосредственно к концу сборной шины 13.

Формула изобретения

1. Комплексное распределительное уст- ройство с блоком защиты шин от дугового

короткого замыкания, содержащее датчик аварийного режима, выполненный в виде трансформатора тока, установленного на конце по крайней мере одной токоведущей шины, выполненной с воздушной изоляцией, выходные выводы которого включены в цепь отключения питающего выключателя, при этом вывод.расположенный с внешней стороны, снабжен дугоулавливающим электродом с воздушной изоляцией, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, снижения материалоемкости и требований к термической и динамической стойкости трансформатора, дуго- улавливающий электрод развернут в обратном направлении и расположен вдоль токоведущей шины с зазором.размеры которого соответствуют уровню напряжения на дуге в переходном режиме, обусловленном коротким замыканием.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что при расположении токоведущих шин в вершинах треугольника дугоулавли- вающий электрод выполнен на верхней токоведущей шине и размещен со стороны соседних токоведущих шин.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты сборных шин от открытой дуги КЗ в комплектном распредустройстве внутренней и наружной установки, Цель изобретения - повышение быстродействия, снижение материалоемкости и требований к термической и динамической стойкости трансформатора. Устройство отличается тем, что с целью уменьшения объема разрушений от действия открытой дуги КЗ путем повышения быстродействия дуговой защиты сборных шин, в него введена дополнительная четвертая, например, стальная шина с воздушной изоляцией, подключенная к первичному зажиму трансформатора тока 14 последовательно его первичной обмотке и сборной шине упомянутой фазы и расположена вдоль последней. При возникновении открытой электрической дуги в отсеке 1 между фазами А и В в датчмке электрической дуги -трансформаторе тока 14 возникает сигнал. Этот сигнал поступает на отключение выключателя. 1 з.п. ф-лы., 5 ил. сл

И I I

/s/ /// /// /// s////// /// /У/ г/л 77

„, m

111Z 1 15 13 %

Фиг. г

А-А

/

IB

4ii

fcJ

Отходящая ЛЭП

Ok/г. 4

Подводящая МЭИ

Фиг.5