Электрическая подстанция Советский патент 1991 года по МПК H02J3/00 H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к выполнению двухтрансформаторных понизительных подстанций, на которых обеспечивается регулирование напряжения в широких пределах и с высоким быстродействием.

Целью изобретения является обеспечение надежного электроснабжения потребителей двухтрансформаторной подстанции в аварийном режиме.

На фиг.1 представлена, схема подстанции; на фиг.2 - схема включения обмоток трансформаторов подстанции ,

На подстанции установлены трансформаторы 1 и 2, подключенные к шинам 3 и 4, связанные посредством ремонтного разъединителя 5. Трансформаторы связаны с питающей сетью через выключатели 6. Коммутационные аппараты 7 и 8 включены в цепь дополнительной обмотки 9 трансформаторов 1 и 2. Обмотки 10 высокого напряжения трансформаторов выполнены с устройствами регулирования напряжения под нагрузкой (РПН). Обмоткч 11 трансформаторов соединены с шинами 3 и 4 низкого напряжения для подключения к нагрузке.

о Ј

Јь СО

О

Число витков дополнительной об™ мотки 9 определяется по условию обеспечения допустимого напряжения в аварийнмх режимах. При этом трансформаторы могут работать в двух существенно различных режимах в отношении регулирования напряжения.

Остаточное напряжение при коротком замыкании понижается ниже допустимого уровня только на одном из трансформаторов. В этом случае возникает необходимость включения дополнительной обмотки второго трансформатора (источники питания 12.1 и 12,2 являются независимыми).

Напряжение дополнительной обмотки добавляется к напряжению на входе другого тпансформатора

U2. W + иЛОПИ

Например, если напряжение понижается до 055 11ц на источнике,12.1, а на источнике 12.2 оно равно номиналь- 5 ному) то

U, 0,5 ии

0,5 UH UHl

Остаточное напряжение понижается

одновременно ниже допустимого уровня как на источнике 12.1, так и на источнике 12,2. В этом случае включаются одновременно дополнительные обмотки первого и второго трансформаторов Это обстоятельство создает эффект взаимного влияния на повышение напряжения дополнительных обмоток и напряжения на входе трансформаторов. Например, если дополнительные обмотки имеют число витков, равное половине числа витков обмотки высокого напряжения, то при понижении напряжения на входе первого и второго трансформаторов до 0,5 иц, дополнительная обмотка обеспечит 0,5-0,5 Чц 0,25 и в результате напряжение на входа первого и второго трансформаторов станет равным 0,,75 11ц. Но это приведет к росту напряжения на д дополнительных обмотках до 0Э375 15ц. В результате напряжение на входе первого и«второго трансформаторов увеличится до 0,875 и , что приведет к росту напряжения ка дополнительной обмотке, до Q.,4375 U,.. Следовательно э напряжение на входе, первого и второго трансформаторов увеличится до 0,9375 UH я т„д0

Увеличение напряжения происходит в соответствии с геометрической прогрессией (убывающей), при этом коэффициент трансформации (число витков дополнительной обмотки, отнесенное к числу витков обмотки высшего напряже ния) является знаменателем прогрессии, а остаточное напряжение - ее первым членом. Напряжение на входе трансформаторов является суммой убывающей геометрической прогрессии:

г

0

5

О

0

5

5

5

с e2J.

О у

п 1 - q

(1)

lira

Применительно к рассмотренному выше примеру

, . тт 0,5 U н 1Т limD;Brt.UH )

т.е. напряжение на входе трансформаторов равно номинальному.

Численное значение коэффициента трансформации может быть определено из соотношения (1) (коэффициента трансформации для дополнительной обмотки).

Подключение дополнительной обмотки осуществляется от основного автоматического регулятора напряже- ния трансформатора, на котором произошло недопустимое понижение напряжения, от которого подается импульс на включение дополнительной обмотки второго трансформатора в цепь питания первого трансформатора, что и дает повышение напряжения на его входе на необходимую величину. Подключение дополнительной обмотки осуществляется при помощи трех выключателей и резистора по схеме, приведенной на фиг.1.

В нормальном режиме питание рабочего трансформатора осуществляется при включенных выключателях 6 и при отключенных выключателях 7 и 8. Переключение происходит включением выключателя 8, дополнительные обмотки при этом оказываются закороченными на резистор 13, чем ограничивается ток переключения до допустимого предела. Далее одновременно отключается выключатель. 6 и включается выключатель 7, в результате чего дополнительная обмотка одного трансформатора оказывается включенной в цепь другого трансформатора.Суммарное время включения дополнительной обмотки складывается из времени

срабатывания реле контроля минимального напряжения (не показано) и последовательного срабатывания двух вы- ключателейо Оно не превышает 0,3 с, что является приемлемым в любых известных случаях.

При необходимости повышения быстродействия в качестве коммутационных аппаратов могут использоваться т ири- сторные или контактно-тиристорные выключатели, а реле напряжения может быть электронным.

Секции стан, на которые работают трансформаторы 1 и 2,не связаны между собой, при ремонте трансформаторов используется разъединитель.

При восстановлении напряжения на высокой стороне трансформаторов напряжение на его первичной и вторич- ной обмотках на время срабатывания реле минимального напряжения и выключателей дополнительной обмотки может оказаться выпе номинального напряжения (для приведенного ранее при- мера на 50%). Такое повышение напряжения в связи с его кратковременностью допустимо как для изоляции обмоток трансформатора, так и для изоляции двигателей, получающих питание от этого трансформатора.

Предлагаемое устройство предназначено, в основном для регулирования напряжения в аварийных режимах, но необходимость в глубоком регулировании может возникнуть и в установившихся послеаварийних режимах, причем требования к скорости восстановления напряжения сохраняются и в этом случае.

Формула изобретения

1„ Электрическая подстанция, содержащая два трансформатора, обмот-

Q

5

0 5 0

5

0

ки низкого напряжения которого подключены к секциям шин, к которым подключены потребители, причем указанные секции пин не связаны между собой, а обмотки высокого напряжения связаны с разными источниками питания, при этом обмотки высокого напряжения выполнены с регулированием напряжения под нагрузкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения потребителей в аварийном режиме, подключенных к одной из секций шин, трансформатор, подключенный к другой секции шин, выполнен с дополнительной обмоткой, а подстанция снабжена средствами цля соединения этой обмотки последовательно с обмоткой высокого напряжения другого трансформатора, при этом число витков дополнительной обмотки выбрано из условия обеспечения допустимого напряжения у потребителя, подключенного к другому трансформатору, в аварийном режиме, 2. Подстанция по п.1, отличающаяся тем, что, с целью с сключения перенапряжений при переключениях дополнительной обмотки, в качестве средств для соединения использованы три коммутационных аппарата и резистор, при этом один коммутационный аппарат подключен параллельно резистору, включенному в цепь дополнительной обмотки со стороны одного ее вывода, второй коммутационный аппарат включен между вторым выводом дополнительной обмотки и выводом обмотки высокого напряжения другого трансформатора, а третий коммутационный аппарат подключен между тем же вывбдом обмотки высокого напряжения другого трансформатора и вторым выводом упомянутого резистора.

А источнику питания 12.1

к источнику питания 12.2

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности электроснабжения потребителей в аварийном режиме и исключепие перенапряжений при переключениях дополнительной обмотки. Для этого к основному работающему трансформатору подключается дополнительная обмотка на высокой стороне другого работаюпего трапсформатора.При обычной работе необходимое напряжение на стороне потребителей обеспечивается устройством регулирования под нагрузкой, которое монтируется на высокой стороне трансформатора. При падении напряжения импульс от основного автоматического регулятора напряжения используется для переключения на дополнительный вывод высокого напряжения второго трансформатора. В качестве надежного резерва.используется дополнительная обмотка второго трансформатора, который может быть подключен к другому источнику высокого напряжения и предназначен для питания менее ответственных потребителей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

15- Юк81

Редактор Л.Шандор

Фиг. 2

Составитель К.Фотина Техред М.Дидык

15-10x81

Корректор С.Шекмар