Рудничная взрывозащищенная трансформаторная подстанция Советский патент 1993 года по МПК H02B13/00 

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно - к устройству рудничных взрывозащищенных трансформаторных подстанций, предназначенных для электроснабжения угледобывающих участков,

Целью, изобретения является повышение надежности трансформатора и безопасности работы подстанции в условиях взрывоопасных сред.

Надежность работы трансформатора рудничной взрывозащйщенной трансформаторной подстанции достигнута за счет выполнения устройства снижения перенапряжений в виде резисторов и расщеплен:

ных емкостных цепочек, емкость каждой из которых не менее половины общей емкости каждой фазы устройства.

Безопасность работы подстанции в условиях взрывоопасных сред достигнута за счет немедленного воздействия на высоковольтный автоматический выключатель силового трансформатора при повреждении устройства снижения перенапряжений.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, где представлена электрическая схема рудничной взрывозащищенной трансформаторной подстанции. Силовая часть электрической схемы трансформаторной подстанции со держит разъединитель 1, последовательно соединенный с ним автоматический выключатель 2 и подключенный к нему при помощи отводов 3 Силовой трансформатор 4. Автоматический выключатель высшего напряжения 2 имеет катушки 5 и 6 нулевого и независимого расцепителей соответственно. Остальные элементы электрической схемы, включающие цепи управления, защиты и сигнализации, как не имеющие прямого отношения к сущности предложенного технического решения и ввиду достаточной ее сложности, на рисунке не приведены.

Между автоматическим выключателем высшего напряжения 2 и силовым трансформатором 4 к его отводам 4 подключено устройство снижения перенапряжений 7, выполненное на основе конденсаторов 8 и резисторов 9 в4 виде RC-цепочек. Емкости каждой фазы устройства снижения перенапряжений выполнены расщепленными в виде пар емкостных цепочек 10 и 11, соединенных одними концами последовательно с общими резисторами, а другими в две независимые звезды с изолированными нейтральными точками 12 и 13. Емкость каждой цепочки устройства составляет не менее половины общей емкости каждой-его фазы.

Между нейтральными точками 12 и 13 независимых звезд конденсаторов включено разделительное устройство сравнения 14, содержащее в своем составе трансформатор тока 15, в цепь вторичной обмотки которого включено реле тока 16, двухобмо- точное реле 17. лампа индикации 18 и кнопка 19 возврата реле 17 в исходное состояние. Замыкающий контакт 20 реле тока 16 заведен в цепь одной катушки реле 17, а в цепь другой катушки - кнопка 19. Замыкающий контакт 21 реле 17 включен последовательно с лампой индикации 18. Размыкающий контакт 22 и замыкающий контакт 23 реле:17 находятся в цепи катушек нулевого 5 и независимого б расцепителей автоматического выключателя 2 соответственно.

Рудничная взрывозащищенная трансформаторная подстанция работает следующим образом..

Напряжение на обмотку трансформатора 4 подается через высоковольтные разъединитель 1 и автоматический выключатель 2. Цепь катушки 5 нулевого расцепителя автематического выключателя 2 при включенном его состоянии питается от цепи U и обтекается током.

При возникновении коммутационных перенапряжений в обмотке трансформато5 ра в результате изменения энергетического состояния сети высшего, или низшего напряжения устройство снижения перенапряжений 5 путем перераспределения накопленной в обмотке трансформатора 4

0 энергии между индуктивностью обмотки и емкостью устройства 7 снижает их уровень до безопасной величины. Длительность переходного процесса варьируется изменением параметров ёмкостей 10 и 11 и

5 резисторов 9.

Для выполнения устройства снижения перенапряжений рекомендуется сопротивление резисторов 50-100 Ом, а суммарная емкость конденсаторов в каждой фазе уст0 ройства - 0,1-0,3 мкФ. Эти параметры получены опытным путем, они обеспечивают надежную защиту трансформаторов мощностью от 100 до 1000 кВ.А.

Емкости параллельных цепочек по отно5 шению к общей емкости каждой фазы равны ее половинному значению и выбираются так, чтобы эта емкость была достаточной для снижения перенапряжений в случае выхода из строя одной звезды емкостных цепочек.

0 Устройство позволяет снижать перенапряжения до безопасной величины как при отключении, так и при включении трансформатора.

При выходе из строя, например, конден5 сатора одной из RC-цепочек общее ее сопротивление изменяется, что приводит к неравенству потенциалов нейтральных точек 12 и 13. По обмотке трансформатора тока 15 протекает ток. При этом срабатыва0 ет реле тока 16. Через контакт 20 включается реле 17. Контакт 21 реле 17 в цепи лампы . индикации 18 и контакт 23 в цепи катушки 5 нулевогв расцепителя автоматического выключателя 2 замыкаются, а контакт

5 22 катушки 6 независимого расцепителя размыкается. Нулевой 5 и независимый 6 расцепители воздействуют на автоматический выключатель и происходит его отключение. Повторное включение автоматического выключателя 2 возможно

только после замены вышедшего из строя конденсатора и нажатия кнопки 19 для дег блокировки реле 17.

Схема может быть выполнена упрощенно - непосредственным воздействием контактов реле тока 16 на катушки 5 и 6 автоматического выключателя 2. Может быть также дополнена сигнальными устройствами, указывающими на место и характер повреждений, а также устройствами, блокирующими включение автоматического выключателя, препятствующими эксплуатации трансформаторной подстанции при поврежденном устройстве снижения перенапряжений. Работа трансформаторной подстанции может быть продолжена при наличии резисторов и одной звезды устройства 7 до проведения ремонтных работ.

Приведенную схему следует рассматривать как-пример принципиального выполнения электрической схемы подстанции, обеспечивающей надежную ее работу при использовании в качестве коммутационного аппарата высоковольтного вакуумного контактора, приводящего к перенапряжениям недопустимых уровней.

Выполнение электрической схемы рудничной взрывозащищенной трансформаторной подстанции с устройством снижения перенапряжений в виде расщепленных емкостных цепочек с общими для. них резисторами в каждой фазе позволяет повысить надежность работы подстанции за счет исключения повреждения обмоток трансформатора по причине возникающих в них перенапряжений при повреждении самого устройства снижения перенапряжений и исключить таким образом дуговые короткие Замыкания, которые зачастую являются следствием повреждения обмоток трансформатора и могут явиться причиной повреждения оболочек, прожигание которых в свою очередь может привести к взрыву при наличии газа метана или угольной пыли в месте установки подстанции.

Укомплектование устройств снижения перенапряжений сигнальными и (или) блокировочными устройствами повышает удоб ство их обслуживания. Осуществление постоянного контроля за состоянием самого устройства снижения перенапряжений позволяет исключить повреждение трансформатора подстанции при перенапряжениях и при повреждении самого устройства. Замена же его может быть осуществлена без нарушения технологии производственного процесса угледобычи, т.е. в отведенное время для ремонтных работ.

Предложенное техническое решение может найти применение в трансформаторных подстанциях общего назначения, устанавливаемых в сетях с изолированной 5 нейтралью.

Формула изобретения 1.Рудничная взрывозащищенная трансформаторная подстанция, содержащая в от0 дельных взрывонепроницаемых оболочках распределительное устройство высшего напряжения с последовательно включенными разьединителем и автоматическим выключателем и силовой трансформатор, включа5 ющая в себя устройство снижения перенапряжений в обмотке трансформато- ра, выполненное на основе конденсаторов и резисторов в виде RC-цепочек. подключенных между автоматическим выключате0 лем и обмоткой высшего напряжения силового трансформатора к ее отводам в каждой фазе, и соединенных в звезду, о т- личающаяся тем. что, с целью повышения надежности трансформатора и безопас5 ности работы подстанции в условиях взрывоопасных сред, емкости каждой фазы устройства снижения перенапряжений выполнены расщепленными в виде пар емкостных цепочек, емкость каждой из которых

0 составляет не менее полояины общей емкости каждой его фазы, соединенных одними концами с общими резисторами, а другими - в две независимые звезды, нейтральные точки которых электрически подключены к

5 устройству сравнения, например, по току, содержащему трансформатор тока, в цепь вторичной обмотки которого включено реле, замыкающий и размыкающий контакты которого заведены в цепи нулевого и незави0 симого расцепителей высоковольтного автоматического выключателя соответственно.

2.Подстанция по п.1, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что замыкающий контакт реле уст5 ройетва сравнения включен в цепь дополнительно введенного промежуточного реле, замыкающий и размыкающий контакты которого заведены в цепи катушек нулевого и независимого расцепителей высоковольт0 ного автоматического выключателя соответственно.

3.Подстанция по пп.1 и 2, о т ли ч а ю- щ а я с.я тем, что промежуточное реле выполнено двухобмоточным, замыкающий

5 контакт реле тока устройства сравнения заведен в цепь одной катушки реле, а в цепь другой его катушки заведена кнопка дебло- кировки промежуточного реле.

Использование: повышение надежности трансформатора подстанции и безопасности ее работы в условиях взрывоопасных сред. Сущность изобретения: в устройстве снижения перенапряжений, выполненном на основе конденсаторов и резисторов, емкости каждой фазы расщеплены в виде пар емкостных цепочек 8, емкость каждой из которых составляет не менее половины общей емкости каждой фазы. RC-цепочки сое- динены в две независимые звезды, нейтральные точки которых подключены к устройству сравнения, например, по току, содержащему трансформатор тока 15, в цепь вторичной обмотки которого включено реле 16, контакты которого (размыкающий 22 и замыкающий 23) заведены в цепи катушек нулевого 5 и независимого 6 расщепителей соответственно высоковольтного автоматического выключателя 2. Предусматривается включение замыкающего контакта 20 реле устройства сравнения в цепь дополнительно введенного промежуточного реле 17, замыкающий 23 и размыкающий 22 контакты которого заведены в цепь катушек нулевого 5 и независимого 6 расщепителей соответственно высоковольтного автоматического выключателя. Промежуточное реле может быть выполнено двухоб- моточным, замыкающий контакт 20 реле тока 16 устройства сравнения заведен в цепь одной катушки реле, а в цепь другой катушки заведена кнопка деблокировки 19 промежуточного реле. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. сл с со GJ О ел со о