Устройство для глубокого ограничения перенапряжений в сетях высших напряжений Советский патент 1976 года по МПК H01T3/00 

Элементы параллельной ветви шунгироваыы вспомогательными искровыми промежутками с коммутирующим элементом. На фиг. 1 дана параллельная схема прюд- лагаемого устройства; на фиг. 2 - последо-; вательная схема; на фиг. 3 - комбинированная схема; на фиг. 4 и 5 - варианты подключающего устройства. Устройство содержит подключающее устройство 1, оснсжные искровые промежут-; кк 2, шунтирующие резисторы 3, 4, токоогранйчивающие резисторы 5, коммутирующий элемент 6, вспомогательные резисторы7 8, коммутирующий элемент 9 для ступенчатого введения токоограничивающего резистора, ; дополнительные резисторы 1О, 11, 12, uiyrfтирующие искрдаые промежутки 13, блок управления 14, Подключающее устройство 1, состоящее из искровых промежутков 2 любого типа,

щунтированных вьфавнивающимв напряжение) резисторами 3, включено последовательно с токоограничивающим резистором 5. Искровые промежутки 2 могут быть частично

. щунтирсеаны, как это принято у современных разряднике®, поджигающими искровыми

;промежутками. Для снижения напряжения,

срабатывания подключающего устройства

Участь искровых промежутков 2 (см. фиг, )

либо часть искровых промежутков и часть распределенных токоограничивающих резисторов (см. фиг. 4) шунтируются легким . коммутирующим элементом 6 через вспомо гательный резистор 7, сопротивление которого значительно меньше сопротивления резистора 3, шунтирующий искровые промежутки. Это вызывает перераспределение основной части воздействующего на все устройство напряжения на оставшиеся промежутки и их пробой, после чего пробиваются искровые промежутки шунтируемой части.

Для снижения восстанавливаюшегося на защитном, аппарате после обрыва тока напряжения, которое из-за малой величины сопротивления тсжоограничивающего резистора может превышать требуемый уровень ограничения перенапряжений в системе, защитное устройство выполняют в виде ком- плекта из двух или;более параллельно включенных ветвей (см, фиг. 1), коммутирующие элементы 6 которых восстанавливают на- чальное состояние каждой ветви с некоторым, например j 0,01-0,02 с, сдвигом во времени, задаваемым блоком управления 14 ,или другим способом. В этом случае коммутирующим элементом сначала восстанав ливается начальное распределение напряжения лишь в одной ветви (или в одной части

2 и, следовательно, более резко снизить .пробивное напряжение, чем это достигается на схеме фиг, 1. С этой целью в подключающее устройство 1 включают группы искроеых промежутков, шунтируемых комму; тирующими элементами б с различными вспомогательными резисторами (например 7 и 8 ; на фиг, 5), что вызывает неравномериное распределение напряжения и между шунтируемыми коммутирующими элементами промежутками, .Аналогично можно получить резкое снижеяве пробивного напряжения и в случае шунтирования части искровых промежутков и части распределенных токоограничиваюших резисторов (см, фиг, 4),

Для увеличения числа ступеней вводимого сопротивления резистора или уменьшения числа параллельных ветвей обеспечивают ступенчатое изменение сопровождающего тока де1иунтированием со сдвигом во времени коммутирующих э/веменгов (Э на фиг. 2), щунтнруюших отдельные блоки последовательно включенных токоограничивающих розистор(Ж, Шунтирование осуществляется пробоем искрсшых промежутков 13, При включенном через дополнительный резистор Ю коммутирующем элементе 9 дещунтирование осуществляется гашением дуги этими промежутками при разомкнутых контактах коммутирующего элемента 9„

Одна или несколько таких ступеней ыо:гут быть включены в каждую ветвь параллельной схемы или одну из ветвей ее, например, повышающую напряжение последней,

Срабатывание коммутирующего элемента 9, так же как и элемента 6, , обеспечивающего снижение пробивного напряжения, должно осуществляться командой от систе.мы, вызывающей отключение короткого заих), следовательно, повторно, срабатывает только одна ветвь (или часть их). При этом .сопротивление токоограничиваюшего резистора соответственно повышается и :восстанавлиБ 1Ющееся напряжение становит;ся меньше. При необходимости можно при;Мвннть восстанавливание начального рас|пределения двумя, тремя ступенями и более 1при соответствующем количестве ветвей в устройстве. Таким образом можно обеспе: чить Предельное восстанавливающееся напря жевве вплоть до 1,3 U (фазетюго напряжения) и даже ниже. Протекание через устройство повышенно;го тсжа, определяемого йизким значением сопротивления токоограничивающего резистора в каждой ветви, повышает требования к (Дугогасящей способности искровых проме- ijkyTKOB. Для этого целесообразно включить ;больщие количества искровых промежутков мыкания (например, от релейной зашиты, от механизма, отключающего короттсое.замыкание выключателя). Импульс на срабатьгаание, коммутирующих элементе подается в &ТОМ случав от каждого из имеющихся иа подстанции выключателей, которые могут .отключать короткое замыкание. : После затухания ,Лерёналряжений (2-3 попупериода в мощных системах) комк« утирующий элемент 6 (см. фиг. 2) одновременно с коммутирующим элементом 9 одной из ступеней (остальные срабатывают с заданным сдвигом во вг емени) вновь во ;станавливают равчомерное распределение напряже ния как ПС послед звательным (2), так и по шунтирукзщим (13) искровым промежуткам. Коммуткруюший эпемент может выполняться и с многократным разрывом, и с газовым дутьем и шунтировать сразу всю замыкаемую ступень защитного аппарате, что позволяет комппектовать аппарат из разрядников и коммутирующих аппаратов су ществующих типов,. При этом коммутирующий аппарат требуется лишь на часть полного напряжения, соответственно шдатируем части искрсвых промежутков. Для возврата коммутирующего элемента в начальное состояние можно использовать ток, сопровождающий работу аппарата иди его ветви (как непосредственно для работы его механизма, так и для воздействия на его систему управления, например на клапан пневматической системы), В ряде случаев может оказаться целесо образным применение коммутирующих элементов,- выполняющих одновременно функцию снижения пробивного напряжения защитного аппарата и функцию ступенчатого введения токоограничивающего резистора (см, фиг, З), Здесь коммутирующие элемен ты 9 подключены через дснюлнительные резисторы 11 и 12 различной величины параллельно всем искровым промежуткам 13, шунтирующим чередующиеся группы ис кровых про;/(ежутков 2 и токоограничивак)ших, резистров 5, При замкнутых конТак- fax коммутирующего элемента 9 пробивное напряжевк, :зетви промежутков 13 ниже, чем шунтированных ими промежутков 2, иэ«за неравномерного распределения напряженки по резисторам 11 и 12, а при разомкнутых выше„ Суммарная величина сопротивления оэаисторов 11 и 12 меньше, чем у вк,шоченных параллельно им резисторе 3, iiosTOivfy гфи пониженном напряжении на аппарата пробиваются в первую очередь нешунтярованные промежутки 2, затем проиблодит каскадный пробой проможуткаи 13, в рюзультате шунтированные ими искровые промежутки 2 и резисто)ы 5 ti р. боте не участвуют. Если после ,1кпмиг коммутирующего элемента 9и, cлoдo лт(, повышения пробивного напряжения всего устройства происходит его пробой, српбатывают- только промежутки 2, и в цепь вводится вторая ступень резисторов, снижающая восстанавливающееся напряжение. Изменение напряжения срабатывания искровых промежутков 2 и 13 в рассмогрен ных схемах- за счет искажения равномерно:сти его распределения может быть обеспечено и отключением вспомогательного резистора, если выполнить шунтирующие резисторы 3 и 4 неоднородными так, чтобы замыкание коммутирующего элемента обеспечивало вьфавнивание распределения напряжения на всех искровых промежутках. Коммутирующие элементы могут быть очень легкими, следовательно, и быстродействующимн, поскольку они должны коммутирсвать лишь токи, нарушающие распределение напряжения между искровыми промежутками, определяемое щунтируи щими их сопротивлениями (доли ампера). Резисторы могут быть линейными или яе- линейными, и могут изготовляться из пюбых пригодных материалов. Поскольку минимально необходимое значение сопротивления токоограничивающего резистора зависит от схемы сети (мощности источника, количества линий и др.), можно предусмотреть при разных коммутациях в сетях автоматическое срабатывание лишь тех коммутирующих элементов, которые необходимы для обеспечения ограничения перенапряжений до заданного уровня -при данной схеме сети. Описанное устройство эффективно и в ограничении перенапряжений при включении Пинии,-. и 3 о б р е т е н и я О р м у л а 1, Устройство для глубокого ограничения перенапряжений в сетях высших ttanpaжений, содержащее блоки искровых промежутков,шунтированных резисторами, токоогранячивающие резисторы и вспомогательные резисторы, подключаемые параллельночасти блоков искровых промежутков черег коммутирующие элементы с блоками их управления, отличающее с я п.М, что, с целью уме1Пэшения восстлилвливлю-щего напряжения, пocлeдoвaтeJl.н) со.5диненные блоки искровых промежутков c.xvinн ны в параллельные ветви с коммутнр.ук;щими эпеменгами в каждой из них, а блоки управления коммутирующими элементами снабжены блсжами Bpei/енной заде;-жки,

2. Устройство по п. 1. отличающееся тем, что вспомогательные резисторы каждой ветви разделены на две секции, включенные в последовательно соединенные блоки искрсеых промежупсов через дополнительные коммутирующие элеменад .Ц. Lttji|

ты, причем к ветви подсоединены средняя

и крайние точки этой цепи.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения ступенчатого изменения сопротивления токоограничивающего резистора, элементы параллельной ветви шунтированы вспомогательными искровыми промежутками с коммутирующим элементом