Устройство для ограничения тока короткого замыкания в электроэнергетической установке Советский патент 1979 года по МПК H02H9/02 H02H7/00 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для ограничения токов короткого замыкания в электроэнергетических установках, и может быть использовано для защиты систем генерирования и распределения электрической энергии переменного тока в случае возникновения повреждения.

Известны устройства для ограничения токов короткого замыкания через место повреждения электрических установок.

Первое из известных устройств для уменьшения силы тока короткого замыкания, проходящего через установленный на поврежденном фидере автоматический выключатель, характеризуется применением,вспомогатель ного фидера, прнсоединенного к точке искусственного короткого замыкания и включаемого с помощью выключателя при коротком замыкании. На одном из рабочих фидеров, выключатели которых электрически связаны с выключателем вспомогательного фидера таким образом, что каждый из них может отключить поврежденный фидер только после замыкания выключателя вспомогательного фидера, который, в свою очередь, размыкается после размыкания соответствующего выключателя рабочих фидеров. Для ограничения тока короткого замыкания, проходящего через установленный на поврежденном фидере автоматический выключатель, предусмотрено создание для указанного тока параллельного пути при помощи вспомогательного фидера, снабженного автоматическим выключателем и замкнутого накоротко, вводимого в момент аварии и выводимого уже после того, как фидерный автоматический выключатель будет разомкнут 1. Второе из известных устройств для ограничения токов короткого замыкания входит в состав трансформаторный подстанции без

выключателей на стороне высшего напряжения с отделителем н короткозамыкателем в цепи трансформатора, в которой с целью ограничения токов искусственного короткого замыкания в цепь короткозамыкателя включено реактив}|ое сопротивление, например, индуктивность 2.

Известные устройства для ограничения токов короткого замыкания, протекающих через защищаемый элемент электроэнергетической системы, осуществляют искусственное короткое замыкание с помощью электромагнитных контактных короткозамыкателей до того момента времени, пока защищаемая цепь не окажется отключенной своим обычным коммутационно-защитным аппаратом. В известных устройствах для ограничения токов короткого замыкания электромагнитные контактные аппараты (выключатели и короткозамыкатели), применяемые для включения цепи искусственного короткого замыкания, имеют ряд недостатков: низкая надежность, большое время срабатывания, возможность недопустимого повышения сопротивления щунтирующей цепи (в частности, из-за дребезга контактов), возможность дуго- и искрообразования в контактах, большая мощность управления, низкая компактность, необходимость обслуживания в процессе эксплуатации. Кроме того, основным недостатком контактных короткозамыкателей для параллельной (шунтирующей) защиты, сдерживающим широкое их использование, является невозможность автоматического возвращения их в отключенное, состояние.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее включенный между питающим фидером и землей управляемый разрядник, управляющий электрод которого через блок формирования поджигающих импульсов соединен с Питающим фидером 3.

Недостатком известного устройства является ограниченная область его применения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается те.м, что в устройство, содержащее включенный между питающим фидером и землей управлГяемый разрядник, управляющий электрод которого через блок формирования поджигающих импульсов соединен с упомянутым питающим фидером, дополнительно введены датчик скорости нарастания тока, включенный между блоком формирования поджигающих импульсов и упомянутым питающим фидером, а резистор - между питающим фидером и управляемым разрядником, выполненн15Ш в виде импульсной газоразрядной лампы.

Такое устройство для ограничения токов короткого замыкания через место повреждения и защиты от аварийных экстрактов путем создания искусственных цепей короткого замыкания основано на свойстве импульсной газоразрядной лампы или какой-либо другой газонаполненной неполяризованной трубки, заключающемся в том, что ее внутреннее сопротивление можно считать равным бесконечности при напряжении между электрода.ми, меньшем «напряжения зажигания. В момент срабатывания сопротивление ее становится очень малым (в идеале равным нулю) и равноценно короткому замыканию, причем ионизация создается путем подачи на специальный поджигающий электрод кратковременного маломощного импульса, синхронизированного с фазой напряжения системы.

На чертеже представлена нринципиальная схема устройства.

Питающий фидер 1 и фидеры 2, отходящие от щин 3 электростанции, снабжены соответственно автоматическими выключателями, 4 и 5. Кроме того, к питающему фидеру 1 подключен «отсасывающий фидер 6, снабженный импульсными газоразрядными лампами 7 и замкнутой накоротко в точке 8, соединенной с землей.

Для уменьщения тока искусственного короткого замыкания, протекающего через импульсную газоразрядную лампу 7 в момент вспыщки, между питающим фидером и импульсной газоразрядной лампой включено токоограничивающее сопротивление 9, например резистор.

В момент повреждения, вызывающего большой ток короткого замыкания в какомлибо из фидеров 2, например, в точке 10, подача импульса на поджигающий электрод (ПЭ) лампы 7 производится от установленного на выводе выключателя 4 датчика скорости нарастания тока 11 через блок формирования поджигающих импульсов 12, вь1дающий необходимой величины выходной импульс в только при токе в цепи выключателя, значительно превыщающим номинальный. Импульсные газоразрядные лампы остаются подключенными на время короткого замыкания, создавая, таким образом, для тока короткого замыкания параллельный путь. После размыкания главных контактов выключателя 4 ток в питающем фидере 1 прекращается, и все щунтирующие ветви автоматически отключаются, поскольку прекрап1,ается поступление поджигающих импульсов на электроды импульсных газоразрядных ламп. Так как при этом выключатель 4 фидера 1 разрывает только часть полного тока короткого замыкания, то допустимо выбирать его меньшей разрывной мощности.

Наличие сигнала датчика скорости нарастания тока 11, пропорционального крутизне нарастания тока короткого замыкания за определенный пр рмежуток времени, позволяет при токах короткого замыкания, не превышающих коммутационной способности выключателя 4 питающего фидера 1, использовать выключатель 4 для отключения короткого замыкания, а при превышении величины коммутационной способности выключателя 4 функции отключения возлагать на выключатель 4 и устройство для ограничения токов, короткого замыкания.

Предложенное устройство позволяет обеспечить: практически мгновенный «отсос тока, короткого замыкания в параллельные щунтирующие цепи с импульсными газоразрядными лампами, существенное ограничение тока короткого замыкания через место аварии, снижение напряжения горения дуги на размыкающихся главных контактах защищаемого выключателя, уменьшение времени гащения дуги между главными контактами автомата поврежденного фидера. Формула изобретения Устройство для ограничения тока короткого замыкания в электроэнергетической установке, содержащее включенный между питающим фидером и землей управляемый разрядник, управляющий электрод которого через блок формирования поджигающих импульсов соединен с упомянутым питающим фидером, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, дополнительно введены датчик скорости нарастания тока, включенный между б.током формирования поджигающих импульсов и упомянутым .питающим фидером, и резистор, включенный между питающим фидером и управляемым разрядником, выполненным в виде импульсной газоразрядной лампы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 20720, кл. Н 02 Н 9/02, 1931. 2.Авторское свидетельство СССР oNo 243054, кл. Н 02 Н 9/02, 1969 3.Отчет ВНИИ ж.д. тр-та рег.№ 73017314; микрофильм № Б293888, с. 12, рис. 1.