1
Изобретение относится к электротехнике, а именно к защите изоляции обмоток силовых трансформаторов напряжением кВ, работающих в режиме с эффективным заземлением нейтрали.
Известны устройства для защиты от перенапряжений у нейтрали изоляции обмоток трансформаторов 110-220 кВ. В энергетических системах СССР для этой цели обычно применяется заземление нейтрали вентильным разрядником 1.
Разрядник выбирается по напряжению на ступень ниже номинального напряжения сети, например разрядники РВС-35 дл-я защиты нейтрали трансформаторов ПО кВ. Однако при возможных в эксплуатации коммутационных перенапряжениях разрядник в нейтрали срабатывает и при этом нейтраль трансформатора оказывается глухо заземленной, а протекающий через разрядник значительный по величине, так называемый сопровождающий ток однофазного замыкания промыщленной частоты вызывает чрезмерный перегрев и разрущение разрядника.
Применяются также более совершенные комбинированные магнитовентильные разрядники типа РВМК. Использование у этих разрядников нелинейных сопротивлений (тервит) и магнитного дутья позволяет повысить их термическую стойкость 2. Однако помимо
конструктивной сложности и высокой стоимости разрядники типа РВМК не обеспечивают надежную защиту от перенапрял ений установивщегося режима (из-за низкого значения
напряжения гашения цепи сопровождающего тока). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты нейтрали трансформатора, содержащее дроссель, включеный в нейтраль
трансформатора, обмотка управления которого подключена к самостоятельному источнику питания.
Недостатками данного устройства являются значительная инерционность «срабатывания,
обусловленная относительно большой по величине постоянной времени при включении обмотки управления, и звеличепие тока однофазного короткого замыкания из-за того, что в режиме насыщения дросселя нейтраль
трансформатора оказывается практически глухо заземленной.
Для снижения зфовня коммутационных перенапряжений на нейтрали силовых трансформаторов при одновременном резком повыщеНИИ быстродействия и эффективном токоограничении при однофазных замыканиях в предлагаемое устройство для заземления нейтрали трансформатора в электрических сетях, работающих с заземленной нейтралью, содержащее дроссель, обмотка переменного тока которого включена в нейтраль, а обмотка управления которого подсоединена к источнику постоянного тока, снабжено искровым промежутком, трансформатором тока и быстродействующим автоматом, причем искровой промежуток и трансформатор тока включены в пепь обмотки переменного тока, причем замыкающие контакты быстродействующего автомата подсоединены параллельно искровому промежутку, а размыкающий контакт которого включен в цепь обмотки управления.
На чертеже изображено предложенное устройство. К нейтрали трансформатора 1 через защитный промежуток 2 подключена обмотка 3 переменного тока дросселя с подмагничиванием, другой конец этой обмотки заземлен через трансформатор тока 4. Параллельно защитному промежутку 2 включены замыкающие контакты 5 быстродействующего автомата. Обмотка управления 6 дросселя при нормальном режиме работы сети подключена к источнику постоянного тока подстанции, т. е. контакты 7 автомата замкнуты. Для защиты от атмосферных перенапряжений предусмотрен вентильный разрядник 8.
При возникновении опасных внутренних перенапряжений на нейтрали трансформатора, например, вследствие неполнофазного режима или однофазного короткого замыкания в сети пробивается защитный промежуток 2. Нейтраль трансформатора 1 оказывается заземленной через низкоомное сопротивление обмотки 3 предварительно насыщенного дросселя. Ток, протекающий при пробое защитного промежутка 2, вызывает срабатывание токового реле 9, которое подает импульс на срабатывание быстродействующего автомата: контакты 5 замыкаются и шунтируют защитный промежуток 2, а контакты 7 размыкают цепь управляющей обмотки 6 дросселя. Как показали исследования переходного процесса, при этом практически безинерционно индуктивное
сопротивление обмотки 3 многократно возрастает, что обусловливает соответствующее эффективное ограничение величины тока однофазного короткого замыкания.
5 Технико-экономическая эффективность изобретения определяется тем, что его использование в электроустановках 110-220 кВ, работающих в режиме с эффективным заземлением нейтрали, существенно повыщает надежность работы основного элемента схемы - силового трансформатора с ослабленной изоляцией нейтрали. Применение таких трансформаторов позволяет уменьщить их габариты и стоимость.
Формула изобретения
Устройство для заземления нейтрали трансформаторов в электрических сетях, работающих с заземленной нейтралью, содержащее дроссель, обмотка переменного тока которого включена в нейтраль, а обмотка управления которого подсоединена к источнику постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и эффективности ограничения токов однофазного короткого замыкания, оно снабжено искровым промежутком, трансформатором тока и быстродействующим автоматом, искровой промежуток и трансформатор тока включены в цепь обмотки переменного тока, причем замыкающие контакты быстродействующего автомата подсоединены параллельно искровому промежутку, а размыкающий контакт которого
5 включен в цепь обмотки управления.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.
1. Долгинов А. И. «Перенапряжения в электрических системах, ГЭИ, 1962, стр. 307-309.
2. «Техника высоких напряжений. Под редакцией Д. В. Разевига, Энергия, 1964, стр. 462-465.
