предварительное насыщение реактора до начала возникновения перена пряжений опасной величины приводит к необходимости иметь независимый источник постоянного тока достаточной мощности; необходимость увеличения сопротивления предварительно насыщенного реактора до оптимальной величины перед отключением линейным выключателем тока короткого замыка ния приводит к необходимости иметь цепи постоянного тока специальный автомат гашения магнитного поля; невозможность одновременного комплексного воздействия устройства на ограничение и при необходимости снижения параметров колебательных процессов по току и напряжению до безопасных величин; необходимость больших диапазонов коэффициентов регулирования и токоограничения, приводящих к необходимым габаритам устройства, соизмеримым с габаритами силовых трансформа торов аналогичных мощностей. Известно также устройство для ограничения токов короткого замыкания и перенапряжений на высоковольт ной подстанции, содержащее трехфазный трансформатор последовательного включения, первичные обмотки каждой фазы которого включены в цепи соответствующих обмоток силового трансформатора, а вторичные обмотки соединены параллельно и шунтированы последовательно соединенными конден сатором и катушкой индуктивности, настроенными в нормальном режиме в резонанс напряжений., при этом конденсатор шунтирован параллельно соединенными нелинейным ферромагнит ным элементом и выпрямительным блоком , выпрямительный блок выполнен в виде моста, одна диагональ которо подключена к конденсатору,а к второй диагонали подключена обмотка управления насыщающегося реактора 2. Недостатками устройства являются электрические характеристики ограничивающегося дросселя насыщения с подмагничиванием от источника постоянного тока, находящегося в функ циональной зависимости от режима трансформатора последовательного включения приводят к необходимости его подключения к нейтрали высоко04вольтных обмоток силового трансформатора через искровой промежуток; необходимость увеличения сопротивления предварительно насыщенного реактора до оптимальной величины приводит к необходимости сохранения в цепи постоянного тока специального автомата гашения магнитного поля; невозможность одновременного комплексного воздействия устройства на основе функционального взаимодействия его элементов на ограничение и при необходимости снижение параметров колебательных процессов по напряжению и току до резонансных величин; необходимость больших диапазонов коэффициентов регулирования и тОкоограничения, приводящих к необходимым габаритам устройства, соизмеримым с габаритами силовых трансформаторов аналогичных мощностей; при возникновении максимальных токов короткого замыкания эффективность ограничения внутренних перенапряжений снижается, а уровень динамической устойчивости электротехнического оборудования оказывается ниже расчетных величин. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ограничения токов короткого замыкания и перенапряжений на высоковольтной подстанции , содержащее насыщающийся реактор, рабочая обмотка которого через искровой промежуток, включена в нейтраль силового трансформатора, вторичная обмотка которого включена в разомкнутый треугольник, в рассечку которого включена вторичная обмотка насыщающего реактора, обмотка управления которого подсоединена к источнику постоянного тока. 8 нейтраль силового трансформатора подключен также разрядник и трансформатор напряжения З}Недостатками известного устройства являются: предварительное насыщение реактора до начала возникновения перенапряжений опасной величины приводит к необходимости иметь независимый источник постоянного тока; необходимость увеличения сопротивления предварительно насыщенного реактора до оптимальной величины приводит к необходимости сохранения в цепи постоянного тока специальнего автомата гашения магнитного поля; электрические характеристики ограничивающего дросселя насыщения с подмагничиванием от источника постоянного тока приводят к необходимости его подключения к нейтрали высоковольтных обмоток силового трансформатора через искровой проме жуток; невозможность одновременного ком плексного воздействия устройства на основе функционального взаимодей ствия его элементов на ограничение и при необходимости снижение параметров колебательных процессов по напряжению и току до безопасных величин;необходимость больших диапазонов коэффициентов регулирования и токоо раничения приводящих к необходимым габаритам устройства , соизмеримым с габаритами силовых трансформаторов аналогичных мощностей; при возникновении максимальных токов короткого замыкания эффективность ограничения внутренних перенапряжений снижается. Цель изобретения - обеспечение более эффективного ограничения ударных токов, опасных перенапряжений не только при переходных, но и колебательных процессах до безопасных величин, эффективное изменение результирующей величины сопротивления нулевой последовательности, исключение вероятности возникновени резонансных и феррорезонансных перенапряжений на линиях электропередач, внутренних перенапряжений на изоляции электротехнического оборудования и коммутационных перенапряжений на выключателях, отказ от специального источника постоянного тока и естественно автомата гашения поля, снижение необходимого диапазона изменения параметров реак тора и его габаритов, а следовательно, существенное ограничение электрических потерь и результирующее повышение быстродействия работы всего устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстан ции, содержащее насыщающийся реакто рабочая обмотка которого включена в нейтраль первичной Ьбмотки силового Трансформатора, вторичная обмотка которого соединена в разомкнутый треугольник, а обмотка управления насыщающегося реактора подсоединена к источнику постоянного тока, снабжено дополнительным трехфазным трансформатором, первичные обмотки которого включены последовательно с обмотками силового трансформатора, а одноименные выводы вторичных обмоток соединены параллельно между собой двумя последовательно соединенными ферромагнитными элементами с противоположными вольтамперными характеристиками, и конденсатором, а источник питания выполнен в виде выпрямительного поста, при этом конденсатор подсоединен параллельно нелинейному ферромагнитному элементу с максимальным напряжением насыщения, нелинейный ферромагнитный элемент с минимальным напряжением насыщения подсоединен к диагонали выпрями тельного моста, при этом к этой же диагонали подсоединены выводы вторичной обмотки силового трансформатора, соединенной в разомкнутый треугольник , а ко второй диагонали выпрямительного моста подсоединена обмотка управления насыщающегося реактора. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит нейтраль 1 первичной обмотки силового трансформатора, к которой подключена непос- . редственно обмотка 2 переменного тока насыщающегося реактора с подмагничиванием, силовые обмотки 3 трансформатора последовательного включения включены в силовые цепи переменного тока и магнитно связаны с управляющими обмотками , параллельно которым включен контур, состоящий из последовательно соединенных нелинейного ферромагнитного элемента 5 минимального напряжения насыщения и конденсатора 6, параллельно конденсатору подключен нелинейный ферромагнитный элемент 7 максимального напряжения насыщения, выпрямительный блок 8 подключен одной диагональю к обмотке 9 управления насыщающегося реактора, а другой диагональю к ферромагнитному элементу 5. вторичная обмотка 10 силового трансформатора, соединенная в треугольник, подключена параллельно выпрямительному блоку со стороны питания. В нормальном режиме работы сохраняется оптимальная величина сопротивления обмотки 2 переменного тока насыщающегося реактора в нейтр ли 1 первичной обмотки силового трансформатора, резонанс напряжений у последовательно соединенных нелинейного ферромагнитного элемента 5 и конденсатора 6, шунтирующих втори ные обмотки трехфазного трансформатора последовательного включения, а также наличие оптимальной величины напряжения на нелинейном ферромагнитном элементе 5 и, следователь но, на разомкнутом треугольнике вто ричной обмотки 10, которые обеспечивают готовность защитного устройства к работе по ограничению как перенапряжений, так и токов короткого замыкания в зависимости от характера возникающих аварийных режимов . При возникновении перенапряжений в сети возросшие токи в обмотках 3 трансформатора последовательного включения приводят к увеличению токов в цепях управляющих обмоток 4 указанного трансформатора и повышен напряжения на линейном ферромагнитном элементе 5, что в свою очередь приводит к срабатыванию выпрямитель ного блока 8 и гоявлению постоянног тока в обмотке 8 управления. Более того, параллельное подключение выпрямительного устройства 8 с несимметричной вольт-амперной характеристикой, обеспечивающей пре имущественное увеличение тока по сравнению с ростом приложенного напряжения, и вторичной обмотки 10 силового трансформатора дают возможность интенсифицировать снижение противодействующего магнитного потока, создаваемого управляющими обмотками 4, увеличивать сопротивление силовых обмоток 3 уже при воздействии относительно незначительной величины тока по сравнению с его допустимым значением и одновременно пере водить разомкнутый треугольник вторичной обмотки 10 практически в замкнутое состояние. Следовательно, при возникновении перенапряжений в сети автоматически снижается результирующая велимина сопротивления нулевой последовательности, благодаря комплексному воздей ствию устройства на основе Функционального взаимодействия между обмоткой 2 переменного тока насыщающегося реактора, вторичными обмотками трансфорк ,тора последовального включения, последовательным резонансным контуром, состоящим из нелинейного элемента 5 и конденсатора 6, выпрямительным блоком 8. и вторичной обмоткой 10 силового трансформатора. При возникновении в сети токов короткого замыкания, особенно превышающих допустимые расчетные величины в мощных энергосистемах и их протекании через обмотки 2 переменного тока насыщающегося реактора 3 и трансформатора последовательного включения, появляется максимально допустимая расчетная величина напряжения на параллельном контуре, состоящем из нелинейного ферромагнитного элемента 7 с максимальным напря жением насыщения и конденсатора 6, что приводит к весьма эффективному увеличению сопротивления в цепях управляющих обмоток Ц и переходу си- ловых обмоток 3 трансформатора последовательного включения в режим реакторов, а также обеспечивает эффективное снижение напряжения на нелинейном ферромагнитном элементе 5 ниже величины напряжения срабатывания выпрямительного блока 8, что в свою очередь обеспечивает увеличение сопротивления обмотки 2 переменного тока насыщающегося реактора. Более того, увеличение напряжения на указанном параллельном контуре, переходящем в резонансный режим, обеспечивает не только снижение напряжения на нелинейном ферромагнитном элементе 5, но и протекающего через него тока, что в свою очередь переводит одновременно треугольник вторичной обмотки 10 практически в разомкнутое состояниебез превышения электримескими параметрами допустимых величин. Следовательно,при появлении токов короткого замыкания, превышающих в аварийных режимах допустимые расчетные величины в сети, автоматически повышается результирующая величина сопротивления нулевой последовательности, благодаря комплексному воздействию устройства на основе функционального взаимодействия между обмоткой 2 переменного тока насыщающегося реактора, обмотками 3 и + трансформатора последовательного включения и вторичной обмоткой 10 силового трансформатора. Таким образом, предлагаемое комплексное устройство для ограничения перенапряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции мощных электрических Сетей оказывает комплексное воздействие н изменение результирующей величины сопротивления нулевой последователь ности при любых аварийных режимах в сетях и колебательных процессах за необходимый период времени. Результирующий, весьма существен ный эффект неоспорим и выражается, по предварительным реальным подсчет только за счет исключения необходимости замены коммутационных аппаратов напряжением 150-330 кВ суммой в пределах 1,8 млн.руб. и силовых трансформаторов указанного напряжения суммой в пределах 2,6 млн.руб по системе Днепроэнерго. Формула изобретения Устройство для ограничения перен пряжений и токов короткого замыкания на высоковольтной подстанции,со держащее насыщающийся реактор, рабо чая обмотка которого включена в нейтраль первичной обмотки силового трансформатора, вторичная обмотка которого соединена в разомкнутый треугольник, а обмотка управления насыщающегося реактора подсоединена к источнику постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью упроще10ЛИЯ устройства и повышения его быстродействия, оно снабжено дополнительным трехфазным трансформатором, первичные обмотки которого включены последовательно с обмотками силового трансформатора, а одноименные выводы вторичных обмоток соединены параллельно между собой двумя последовательно соединенными нелинейными ферромагнитными элементами с противоположными вольтамперными характеристиками, и конденсатором, а источник питания выполнен в виде выпрямительного моста, при этом конденсатор подсоединен параллельно нелинейному ферромагнитному элементу с максимальным напряжением насыщения, нелинейный ферромагнитный элемент с минимальным напряжением насыщения подсоединен к диагонали выпрямительного моста, при этом к этой же диагонали подсоединены выводы вторичной обмотки силового трансфо|эматора, соединенной в разомкнутый треугольник, а ко второй диагонали выпрямительного моста подсоединена обмотка управления насыщающегося реактора . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 5507U, кл. Н 02 Н 9/02, 1S77. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке , кл. Н 02 Н Э/02, 1979. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке К 2786832/2 1-07, кл. И 02 Н S/02, 1979.
prVN
4 3
/
prvx.
.9
