Устройство для электроснабжения нагрузки Советский патент 1992 года по МПК H02J3/00 H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроснабжению в ава- рийных режимах потребителей, не допускающих кратковременного снижения питающего напряжения, как например хим- предприятия.

Известны устройства электроснабжения нагрузки, включающие электрическую подстанцию, содержащую два трансформатора РПН. Также известны устройства электроснабжения нагрузки, содержащие кроме силовых.трансформаторов РПН, вольтодо- бавочные трансформаторы или линейные регуляторы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является электрическая подстанция, содержащая два трансформатора, обмотки низшего напряжения которых подключены к секциям шин, к которым подключены потребители, причем указанные секции шин не связаны между собой, а обмотки высокого напряжения связаны с разными источниками питания, при этом с целью повышения надежности электроснабжения потребителей в аварийном режиме, подключенных к одной из секций шин, трансформатор, подключенный к другой секции шин, выполнен с дополниVI VJ сл VI ю со

ельной обмоткой, а подстанция снабжена редствами для соединения этой обмотки последовательно с обмоткой высокого напряжения другого трансформатора. Это техническое решение рассматривается в 5 качестве прототипа.

Напряжение секций низшего напряжения двухтрансформаторной подстанции при питании каждого трансформатора от независимого источника питания, опреде- 10 яется напряжением этого источника питания, которое при КЗ в сети равно остаточному напряжению в данной точке сети. Дополнительная обмотка второго рансформатора, включаемая в аварийном режиме последовательно с обмоткой высо- 15 кого напряжения первого трансформатора, существенно улучшает напряжение на секции шин низшего напряжения, к которой подключены потребители. Однако при этом режим работы двух трансформаторов оказывается связанным и любое нарушение 20 (КЗ с развитием аварии) на элементах, соединяющих дополнительную обмотку одного трансформатора с обмоткой высокого напряжения другого трансформатора, приводит к погашению понизительной 25 подстанции в целом, что недопустимо для ответственных потребителей, таких как химпредприятия.

Целью изобретения является исключение взаимосвязи трансформаторов понизи- 30 тельной подстанции при регулировании напряжения в аварийных условиях при сохранении глубины и быстродействия такого регулирования.

Достижение цели осуществляется пу- 35 тем замены последовательного включения в аварийном режиме обмотки высшего напряжения одного трансформатора и дополнительной обмотки другого трансформатора, - последовательным включением двух сило- 40 вых трансформаторов с взаимно обратными

коэффициентами трансформации (Кт - для

1 первого и -р-- для второго трансформато14 т

ра, т.е. включение двух идентичных транс- 45 форматоров таким образом, что один из них работает как понижающий, а второй - как повышающий трансформатор). При этом первичная обмотка первого трансформатора подключена в секции шин ни- 50 зшего напряжения подстанции, а первичная обмотка (обмотка высшего напряжения) второго трансформатора подключена к шинам, питающим нагрузку.

8 нормальном режиме обмотки идеи- 55 тичных трансформаторов, включенных по схеме

BHi-HHi-HH2-BH2

обеспечивают сохранение напряжения, поданного на вход первого трансформатора, на выходе второго трансформатора.

При понижении напряжения на входе первого трансформатора до уровня номинального напряжения вторичной обмотки этого трансформатора, он закорачивается и отключается, напряжение подается на вторичную обмотку второго трансформатора, и в результате сохраняется номинальное напряжение на шинах, к которым подключена нагрузка.

При отключении короткого замыкания напряжение источника питания восстанавливается, что вызывает повышение напряжения на вторичной и первичной обмотке второго трансформатора сверх номинального значения на величину Аи, которая может составить 40-50% UH. Однако это повышенное напряжение воздействует на изоляцию второго трансформатора и нагрузки кратковременно - до включения первого трансформатора, т.е. в течение долей секунды, и поэтому его следует признать допустимым.

На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства;

2,10 - первый и второй трансформатор соответственно, 1,3,5,6,11 - выключатели (или тиристорные ключи) устройства для электроснабжения нагрузки,

4 - сопротивление (токоограничиваю- щий реактор),

12-устройство управления,

13- датчик напряжения.

На фиг.2 приведена принципиальная схема включения предлагаемого устройства в схему понизительной подстанции (пример конкретного выполнения): 2,10 - первый и второй трансформаторы устройства для электроснабжения нагрузки,

1,3,5,6,11 - выключатели (или тиристорные ключи) устройства для электроснабжения нагрузки,

4 - сопротивление (токоограничиваю- щий реактор),

12- устройство управления,

13- датчик напряжения,

15,16-трансформаторы РПН основной подстанции.

17,18,19,20,21,22 - выключатели основной подстанции,

14- выключатель, обеспечивающий вывод и ремонт устройства электроснабжения нагрузки.

Изобретение осуществляется следующим образом. Оно состоит (фиг.1) из шин 7 и 8 одного напряжения, например 10 кВ, соединенных цепью, состоящей из двух участков. Первый участок состоит из двух параллельных цепей. Первую цепь образуют выключатель 3 напряжением 10 кВ. Вторую цепь образуют последовательно соединенные выключатель 1, трансформатор 2, реак- тор 4 и выключатель 5. Один элемент в этой цепи-реактор-шунтирован выключателем 6. Второй участок состоит из последовательной цепи, включающей два элемента - трансформатор 10 и выключатель 11, Вто- рой участок соединен с первым и шинами 8, к которым подключены потребители.

При включении устройства для электроснабжения потребителей в схему понизительной подстанции (фиг.2) дополнительно вводится выключатель 14, обеспечивающий шунтирование устройства при его выводе в ремонт.

Предлагаемое устройство работает еле- дующим образом. Устройство срабатывает, когда датчик напряжения 13 получает сигнал о снижении напряжения у потребителя ниже доЪустимого уровня. От датчика через устройство управления 12 (формирование цепей управления) сигнал поступает на выключатель 3. Это приводит к его включению. Трансформатор 2 шунтируется. Чтобы исключить создание контура циркуляции тока 3-1-2-6-5, одновременно отключается вы- ключатель 6. Контур, в результате этого включает элементы 3-1-2-4-5. среди которых - реактор, ограничивающий ток до допустимого уровня. После включения выключателя 3 пониженное напряжение поступает на по- вышающий трансформатор 10 и на шинах 8 напряжение повышается. При восстановлении напряжения на шинах 7 выключатель 3 отключается, а выключатель 6 - включается

и схема возвращается в первоначальное состояние. При выполнении ремонта устройства для электроснабжения нагрузки включается выключатель 14 (фиг.2).

Формула изобретения

1.Устройство для электроснабжения нагрузки, содержащее шины, к которым подключен источник питания, средства для быстродействующего изменения напряжения в аварийных режимах, включающее в себя коммутационные аппараты, шины для питания нагрузки, отличающееся тем, что, с целью исключения взаимосвязи трансформаторов понизительной подстанции при регулировании напряжения в аварийных условиях при сохранении глубины и быстродействия такого регулирования, указанные средства для быстродействующего изменения напряжения в аварийных режимах дополнительно содержит два трансформатора, включенных последовательно, один из которых является понижающим, а другой - повышающим, причем понижающий трансформатор подключен к шинам, к которым подключен источник питания, а повышающий трансформатор подключен к шинам питания нагрузки, а указанный коммутационный аппарат включен параллельно понижающему трансформатору.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности путем исключения повреждения понижающего трансформатора при закорачивании цепи обмотки низкого напряжения, оно снабжено цепочкой из параллельно соединенных токоограничива- ющего реактора и коммутационного аппарата.

Область использования: электроснабжение в аварийных режимах потребителей, не допускающих кратковременного снижения питающего напряжения. Сущность изобретения: для глубокого регулирования напряженияиспользуютдва встречно-последовательно включенных трансформатора 10-6-6-10 кВ. И при понижении напряжения первый из трансформаторов закорачивают, т.е. при этом на питающие зоны шины 1, кВ, где напряжение понизилось и стало равным 6 кВ, оказывается подключенным повышающий трансформатор 6-10 кВ, в результате на шинах потребителя напряжение становится равным 10 кВ. Это позволяет расширить диапазон регулирования практически до любого значения: на входе напряжение может понижаться до десятой доли номинального значения, соответствующий подбор коэффициента трансформации обеспечит номинальное напряжение у потребителя в аварийном режиме. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл с

Юхв

Юкв