Устройство для защиты и разряда шунтовой конденсаторной батареи, соединенной в звезду с глухозаземленной нейтралью Советский патент 1980 года по МПК H02H7/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ И РАЗРЯДА ШУНТОВОЙ

КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, СОЕДИНЕННОЙ В ЗВЕЗДУ

С ГЛУХО ЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике защиты конденсаторных батарей от внутренних повреждений. Оно может быть использовано для защиты от внутренних повреждений шунтовых конденсаторных батарей (ШКБ), собранных в звезду с глухо заземленной нейтралью, имеющих в каждой фазе два и более последовательных рядов конденсаторов. Кроме того, вышеназванное устройство обеспечивает быстрый и надежный разряд ШКБ при отключении ее от сетл.

Известно устройство защиты щунтовых конденсаторных батарей, основанное на измерении несимметрии фазных напряжений (емкостей) посредством трёх измерительных преобразователей напряжения (трансформаторов напряжения) подключенных к фаЗам батареи, вторичные обмотки которых собраны в разомкнутый треугольник 1 и 2.

Однако данное устройство не применимо для защиты ШКБ с заземленной нейтралью, так как внутренние повреждения конденсаторов батареи, практически не приводят к изменению ее фазных напряжений.

Прототипом данного устройства является устройство продольной дифференциальной защиты ШКБ, основанное на сравнении полных фазных напряжений с напряжениями на нескольких последовательных рядах конденсаторов 3.,

Основными недостатками прототипа являются: необходимость трех комплектов чув.ствительных дифференциальных реле, каждое из которых содержит балансирующее устройство; не предусмотрены внещние раз: рядные элементы, требуемые согласно ПУЭ для разряда щунтовой конденсаторной ба10 т.ареи.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков устройства-прототипа, т. е. повышение надежности и обеспечение быстрого разряда батареи после ее отключения. ,

ЭтЬ Достигается тем,.что в устройство для защиты и разряда щунтовой конденсаторной батареи соединенной в звезду с глухозаземленной нейтралью, каждая фаза которой состоит из нескольких последова2Q тельных рядов конденсаторов, разделенных на продольные преобразователи напряжения, связанные с несколькими секциями конденсаторов, шинные измерительные преобразователи напряжения, блок компенсации начального небаланса и чувствительное реле зашиты, подключенные к измерительным преобразователям напряжения, дополн-ительно введены фильтр третьей гармоники и блок компенсации несимметрии напряжений питающей системы, при этом вторичные обмотки измерительных преобразователей напряжения, подключенных к нижним продольным секциям батареи, соединены в разомкнутый треугольник, на вы ходе клеммы которого подсоединены последовательно включенные блок компеисации напряжений системы, блок компенсации начального небаланса, чувствительное реле защиты и фильтр третьей гармоники, а разрядные элементь выполнены в виде первичных обмоток трансформаторов напряжения, соединенных последовательно и подключенных параллельЕю всем секциям конденсаторов в каждой фазе.

Принципиальная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство для защиты и разряда ШКБ со,а,ержит при разрядных элементах 1, 2, 3, подключенных к верхним продольным секциям батареи, три измерительных преобразователя напряжения 4, 5, 6 (служащих одновременно и разрядными элементами), подключенных к нижним продольным секциям батареи; фильтр третьей гармоники 7; чувствительное реле защиты 8; блок компенсации начального небаланса (КНН) 9-и несимметрии напряжений - системы (КНС) 10; шинные преобразователи напряжения 11. Вторичные обмотки измерительных преобразователей напряжения 4, 5, 6 собраны в разомкнутый треугольник (ТБ), на выход которого подключены соединенные последовательно фильтр третьей гармоники 7, чувствительное реле защиты 8 и блоки КНН 9 и КНС 10.

Фильтр третьей гармоники 7 позволяет устранить влияние напряжения третьей гармоники на работу реле защиты 8: Блок КНН 9 предназначен для устранения начального небаланса, вызванного нескмметрией емкостей продольных секций батареи.

Блок КНС 10, предназначенный для ком, пенсации небаланса, вызванного несимметрией напрян ений системы, подключен к цепям разомкнутого треугольника шинных трансформаторов напряжения (ТШ) И той секции шин, к которой подключена -ШКБ. Несимметрия напряжений системы приводит к появлению напряжения небаланса на обоих разомкнутых треугольниках ТЩ и ТВ. Однако напряжение небаланса на разомкнутом треугольнике ТБ компенсируется посредством блока КНС сигналом, поступающим от разомкнутого треугольника-ТШ. Тем самым исключается ложная работа реле защиты 8.

Повреждение конденсатора Б отдельной секции батареи (верхней и нижней) не приводит к изменению фазных напряжений системы, от которой питается ШКБ, но в то же время вызывает перераспределение напряжения между верхней и нижней секциями фазы батареи, в результате чего на выходе разомкнутого треугольника, собранного из обмоток преобразователей напряжения 4, 5, 6 появляется напряжение небаланса, на которое реагирует чувствительное реле защиты 8.

Аналогично действует защита при междуфазных повреждениях.

Использование в качестве измерительного органа зашиты вторичных обмоток измерительных преобразователей напряжения, собранных в разомкнутый треугольник, выгодно отличает данное устройство защиты ШКБ от устройства-прототипа, так как при равных функциональных возможностях позволяет упростить устройство защиты и снизить его стоимость за счет применения одного комплекта релейных элементов.

Предлагаемое устройство также обеспечивает быстрый и надежный разряд ШКБ при отключении ее о.т сети.

Формула изобретения

Устройство для защиты и разряда шунтовой конденсаторной батареи, соединенной в звезду с глухо заземленной нейтралью,

каждая фаза.котором состоит из нескольких последовательных рядов конденсаторов, раз-деленных на продольные секции, содержащее измерительные преобразователи напряжений, связанные с несколькими секциями конденсаторов, шинные измерительные преобразователи напряжения, блок компенсации начального небаланса и чувствительное реле, защиты, подключенные к измерительным преобразователям напряжения, отличающееся тем, .что, с целью повышения надежности защиты и обеспечения быстрого разряда батареи после ее отключения, дополнительно введены фильтр третьей гармоники и блок компенсации несимметрии напряжений питающей системы, при этом вторичные обмотки измерительных напряжений, подключенных к нижним продольным секциям батареи, соединены в разомкнутый треугольник, на выходе клеммы которого подсоединены последовательно включенные блок компенсации несимметрии напряжений системы, блок, компенсации начального небаланса, чувствительное реле защиты и фильтр третьей гармоники, а разрядные элементы выполнены в виде первичных обмоток трансформаторов напряжения, соединенных последовательно и подключенных параллельно всем секциям конденсаторов в каждой фазе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Zb. Norlowski. «Bateric Kondensatorow do compensaeje mocy biernuj Warszawa, Wud. noukowo-techniczne, 1968, c. 159160.

2.Каталог «Высоковольтные конденсаторы. Защита А О. Нокиа, Финляндия.

3.«Power Apparatus and systems, февраль 1962, № 58, с 217-219.