Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторным устройствам для защиты от перенапряжений в аварийных и послеаварийных режимах элементов высоковольтных сетей с изолированной нейтралью.
Целью изобретения является повышение эффективности защиты от перенапряжений путем их снижения до уровня допустимых, повышения качества электрической энергии, ликвидации повреждаемо- сти элементов сетей и обеспечения надежности.
На фиг. 1 изображен общий вид комбинированного трансформаторного устройства, вариант размещения силового трансформатора и реакторов один под другим; на фиг. 2 - общий вид комбинированного трансформаторного устройства, вариант размещения реакторов рядом с силовым трансформатором; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б на фиг, 1; на фиг. 5 - электрическая схема соединения аппаратов в устройстве.
Комбинированное трансформаторное устройство, подсоединяемое к высоковольтной сети, содержит металлический кожух 1, в котором размещается трехфазный силовой трансформатор 2, реакторы 3 (Li и ) и трансформаторы тока 4 (ТА1 и ТАЗ),
Трехфазный силовой трансформатор 2 может выполняться или на трех независимых магнитопроводах, или на трех- стержневом магнитопроводе, или с магнитопроводом броневого типа.
На кожухе 1 устанавливаются выводы 5, расположенных внутри кожуха 1 аппаратов 2, 3, 4, блок сопротивлений (резисторов) 6 с выведенной средней точкой, четырехполюс- ный заземлитель 7, блок управления и коммутации 8 трансформатор тока 4 (ТА2),
Установленные вне основного металлического кожуха 1, аппараты - блок резисторов 6, заземлитель 7, блок управления и коммутации 8, вывода 5 и трансформаторы тока 4 (ТА2) закрываются дополнительным кожухом 9, снабженным проемами 10 с уплотнениями для ввода внешних цепей и смотровыми окнами 11 для наблюдения за положением заземлителя 7. Шины 12 установлены для удобства подключения внешних цепей,
В кожухе 1 реакторы 3 (Li и ) установлены над трехфазным силовым трансформатором 2, либо рядом с ним.
Основной кожух 1 в зависимости от принятой конструкции трансформатора силового 2 и реакторов 3 (1и и ) заполняется электроизоляционной жидкостью или изоляционным газом, или воздухом,
В последнем случае металлический кожух 1 выполняется с жалюзями на стенках для воздушного охлаждения находящихся внутри аппаратов.
8 дополнительном кожухе 9 посредством перегородок 13 выделен отсек 14, в котором размещается блок управления и коммутации 8 и привод 15 заземлителя 7. Согласно электрической схемы (см.
фиг; 5) комбинированного трансформаторного устройства, пераичная обмотка 16 силового трансформатора 2 соединяется в звезду, нейтраль которой заземляется через реактор 3 (L i), рассчитанный на максимальный ток в первичной цепи не менее ЗОА. а вторичная обмотка 17 трансформатора 2 соединяется в открытый треугольник с одной заземленной вершиной и с включенным в этот треугольник через трансформатор тока
4 (ТАЗ) и блок управления и коммутации 8 (БУ) реактором 3 (L а).
В нейтрали первичной обмотки 16 установлен трансформатор тока 4 (ТА1), вторичная обмотка которого подключена к блоку
управления и коммутации 8.
Параллельно реактору 3 (Li), установленному в цепи нейтрали первичной обмотки 16 силового трансформатора 2, установлен блок сопротивлений (резисторов) 6, представляющий собой активный оммический делитель напряжения с отношением плеч 1 :1, в среднюю точку 18 которого подключается через трансформатор тока 4 (ТА2) вывод нейтрали трансформатора напряжения (не показан), установленного в высоковольтной цепи.
Комбинированное трансформаторное устройство работает следующим образом: силовой трансформатор 2 через выводы 5
подключается к сети высокого напряжения вводами А, В, С.
Ввод О соединяется с нулевым выводом трансформатора напряжения секции высоковольтной сети.
в нормальном режиме реактор 3 () включен в разомкнутый треугольник вторичной обмотки 17 силового трансформатора 2.
При отсутствии короткого замыкания или других аварийных или коммутационных режимов в сети через нейтраль комбинированного трансформаторного устройства протекает незначительный ток небаланса трехфазной цепи, поэтому на реакторах 3 (Li и 1.2) и на резисторах 6 (R) отсутствуют заметные падения напряжения, в цепях трансформаторов тока ТА1, ТА2, ТАЗ электрический ток практически отсутствует и на блок управления и коммутации 8 управляющие сигналы не подаются.
При возникновении в сети, например, однофазного замыкания через трансформатор тока 4 (ТА1), установленный в нейтрали первичной.обмотки 16 силового трансформатора 2 протекает электрический ток, величина которого зависит от комплексных параметров сети, видов подключенных ис- точйиков мощности и нагрузок на момент замыкания и в течение времени его существования.
Когда электрический ток в нулевом выводе силового трансформатора 2 достигает значения описанного для реактора 3 (L.2), включенного во вторичную обмотку 17 трансформатора 2, вторичный ток трансформатора тока 4 (ТА1) достигает величины, достаточной для срабатывания блока управления и коммутации 8.
Блок управления и коммутации 8 переключается и шунтирует низковольтный реактор 3 (La), включенный в разомкнутый треугольник обмотки 17 низшего напряжения силового трансформатора 2.
При снижении тока, протекающего через трансформатор тока 4 fTA1) до величины, допустимой для реактора 2 (La), блок управления и коммутации 8 автоматически переключается и включает в разомкнутый треугольник обмотки 17 низшего напряжения силового трансформатора 2 низковольтный реактор 3 ().
При возникновении в сети, например, однофазного замыкания на землю на нейтральном выводе силового трансформатора 2 и на нейтрали трансформатора напряжения (не входящего в устройство) появляются потенциалы относительно земли и через блок сопротивлений (резисторов) 6 (R) ограничивается рост перенапряжений, относительно земли.
При феррорезонансных явлениях электрический ток в нейтралях первичной обмотки 16 трансформатора 2 не достигает величины, необходимой для срабатывания блока управления и коммутации 8 от сигнала трансформатора тока 4 (ТА1), но напряжение в разомкнутом треугольнике вторичной обмотки 17 достигает опасной величины для изоляции обмотки 17 и реактора 3 (L.2).
При этом режиме возрастает ток в нейтрали трансформатора напряжения, на рост которого реагирует трансформатор тока 4 ), который дает управляющий сигнал с выводов а, в на вывода а, в блока управления и коммутации 8, который замыкает разомкнутый треугольник обмотки 17, в результате чего исчезают опасные для изоляции напряжения.
При возникновении высокочастотных симметрических колебаний в сети, электрические токи в нейтралях силового трансформатора 2 и трансформатора напряжения 5 недостаточны для срабатывания трансформатора 4 (ТА1 и ТА2).
В разомкнутом треугольнике вторичной обмотки 17 трансформатора 2 и реактора 3 (L2) протекают токи, величина которых пре0 вышает допустимую.
Трансформатор тока 4 (ТАЗ) подает управляющий сигнал на блок управления и коммутации 8, который замыкает разомкнутый треугольник обмотки 17, в результате
5 чего исчезают опасные для обмотки 17 токи. После исчезновения аварийных режимов, токи в нейтралях силового трансформатора 2, трансформатора напряжения и цепи треугольника снижаются до величин, на ко0 торые не реагирует связанный с ними блок управления и коммутации 8 и комбинированное устройство возвращается в исходное положение и находится в режиме ожидания.
5Заземлитель 7 включается приводом 15 для проведения работ по обслуживанию комбинированного устройства, он соединяет между собой и замыкает на землю все высоковольтные вывода 5 устройства, что
0 обеспечивает безопасность обслуживания, Визуальный контроль за положением заземлителя 7 осуществляется через смотровые окна 11.
Уплотнения в проемах 10 служат для
5 защиты комбинированного устройства от попадания пыли, грязи и т.д.
При появлении аварийных режимов (короткого замыкания как металлического, так и с перемежающей дугой, обрыв фазы, вне0 режимные коммутации) на поврежденных и условно здоровых фазах появляются большие перенапряжения, которые вызывают протекание больших токов в нейтрали силового трансформатора 2.
5 На малых токах реагирует только реактор 3 (L2) комбинированного устройства, это, как правило, режим феррорезонансных перенапряжений.
При превышении электрического.тока
0 выше допустимого для реактора 3 (Lz), последний шунтируется блоком управления и коммутации 8 (БУ), и, ограничение токов в сети (перенапряжений) - это, как правило, режим замыкания с перемежающей дугой
5 или обрыв фазы, осуществляется с помощью реактора 3 (Li) в нейтрали первичной обмотки 16 силового трансформатора 2.
Наличие двух резисторов 6 с сопротивлением R в комбинации с реактором 3 (Li)
снижает также резонансные перенапряжения в высоковольтных обмотках трансформатора напряжения в сети за счет ухудшения добротности резонансного контура.
Таким образом, комбинированное трансформаторное устройство способно выявить и автоматически снижать фактически любые виды опасных перенапряжений в электрических высоковольтных сетях.
Это особенно важно для промышленных сетей, где подобные режимы (работа на двух фазах или в режиме замыкания с перемежающей дугой) являются нормальным технологическим режимом этих сетей, а также для сетей с длинными кабельными ненагруженными линиями, в которых возникают большие емкостные перенапряжения.
Комбинированное трансформаторное устройство позволяет снизить воздействие в высоковольтной сети эксплуатационных режимов при перекосах по нагрузкам (Ja и JP), по емкостям с), колебательных процессов, смещение нейтрали и явление опрокидывания фаз.
Формула изобретения
1. Комбинированное трансформаторное устройство высоковольтных сетей с изо- лированной нейтралью, содержащее силовой трансформатор, первичная обмотка которого соединена в звезду с выведенной нейтралью и подключена к сети, вторичная обмотка - в открытый треугольник с заземленной вершиной, замкнутый на первый реактор, первый трансформатор тока, включенный в нейтраль силового трансформатора, при этом силовой трансформатор, первый реактор и первый трансформатор тока заключены в основной металлический кожух, на котором установлены их выводы, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности защиты от перенапряжений путем их снижения до уровня допустимых, повышения качества электрической энергии, ликвидации повреждаемости элементов сетей и обеспечения надежности, оно снабжено дополнительным металлическим кожухом, вторым реактором, двумя трансформаторами тока, четырехполюсным заземлителем, блоком управления и коммутации, блоком резисторов, состоящим из двух резисторов, соединенных последовательно, подключенных между нейтралью силового трансформатора и землей,средняя точка соединения которых введена и предназначена для подключения к нейтрали трансформатора напряжения, установленного в сети, нейтраль силового трансформатора заземлена через второй реактор, блок управления и коммутации включен параллельно первому реактору, второй и третий трансформаторы тока включены соответственно в цепь, соединяющую среднюю точку резисторов и нейтраль трансформатора напряжения, и во вторичную обмотку силового трансформатора, выходы трех трансформаторов тока под- ключены к цепям управления блока управления и коммутации, причем второй реактор и третий трансформатор тока установлены в основном металлическом кожухе,
при этом реакторы расположены над силовым трансформатором либо рядом с ним, на основном металлическом кожухе установлен и закреплен дополнительный металлический кожух, в котором установлены
заземлитель, блок управления и коммутации, блок резисторов и второй трансформатор тока.
2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что силовой трансформатор выпол- нен либо с тремя независимыми магнито- проводами, либо с трехстержневым магнитопроводом, либо с магнитопроводом броневого типа.
3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что основной металлический кожух заполнен электроизоляционной жидкостью или изоляционным газом или воздухом.
4. Устройство по пл. 1-3, отличаю- щ е е с я тем, что основной металлический кожух с воздушной изоляцией снабжен жалюзи для вентиляции.
5. Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что дополнительный металли- чёский кожух снабжен проемами для ввода и вывода проводов, предназначенных для присоединения к элементам сети.
6. Устройство по п. 5, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что проемы выполнены с уплотне- ниями.
7. Устройство по пп. 1-6, отличающееся тем, что дополнительный металлический кожух снабжен смотровыми окнами, расположенными напротив заземлителя.
8. Устройство по пп. 1-7, отличающееся тем, что в дополнительном металлическом кожухе посредством перегородок выполнен отсек, в котором расположены блок управления и коммутации и привод
заземлителя.
EZi
цтш)
-Л
JM
/2
Использование: в электротехнике, для защиты от перенапряжений в аварийных и пОслеаварийных режимах элементов высоковольтных сетей с изолированной нейтралью. Сущность: устройство содержит силовой трансформатор 2 с нейтралью, заземленной через второй реактор 3 (Li). Вто А в с iS# злЛ ричная обмотка трансформатора 17 соединена в треугольник, в который включен первый реактор (1.2), параллельно которому включен блок управления и коммутации 8. Параллельно второму реактору (Li) включено два резистора, средняя точка которых выведена и предназначена для подключения к нейтрали трансформатора напряжения. Нормально реактор (La) во вторичной обмотке закорочен, при точках в треугольнике или в нейтрали трансформатора, или в цепи, соединяющей среднюю точку рези- стороб и нейтраль трансформатора напряжения, больших соответствующей уставки, первый реактор () вводится во вторичную обмотку путем его расшунтиро- вания блоком 8. Силовой трансформатор 2, первый и третий трансформаторы тока (ГА 1. ТА 3), оба реактора установлены в основном металлическом кожухе, блок управления и коммутации 8, блок резисторов и второй трансформатор тока (ТА 2) - в дополнительном металлическом кожухе. 7 з.п. ф- лы, 5 ил. Z ZHrtZZH Ё 00 00 00 00 ел ю со , фа г. 5
z
Лй
J
77
-ч:
Л
N/)
П
3U
У
ц/Ати mm
-j
а
п
№
п
фиг.З
Вий 6
I
н
) d
и
(
и
)(
7/
ю
/
7
/
tfTAl)
У
ААА/У
/
8
15
13
#
Ю
Фиг. 4
| Способ обработки медных солей нафтеновых кислот | 1923 |
|
SU30A1 |
