Изобретение относится к электро- Т технике, а именно к защите изоляции электротехнического оборудования и линий электропередач напряжения 110220 кВ, работающих в режиме с эффективным заземлением нейтрали. Оно весьма эффективно для энергосистем с радиальными сетями больших протяженностей при возникновениях опасных внутренних перенапряжений и допустимых величинах токов короткого заМыкания.
,Известно устройство для заземления нейтрали трансформатора, которое содержит две заземленные ветви, в первую из которйлх включен через искровой промежуток, шунтированньай коммутационныгл аппаратом дроссель, рабочая обмотка которого включена последовательно с искровь1м промежутком, а обмотка управления подключена к источнику постоянного тока через размыкающий контакт коммутационного аппарата и трансформатор тока, а во вторую ветвь включены также через искровой промежуток, шунтированный коммутационным аппаратом, два последовательно соединенных резистора, один из которых шунтирован нелинейным ферромагнитным элементом, а к другому подключено выпрямительноеустройство,обеспечивающее выпрямительным ТОКСИН обмртку управления и трансформатор тока, два трансформатора напряжения, которые подсоединены к искровым промежуткам со стороны земли, причем точка соединения резисторюв второй ветви соединена через резистор и размыкающий контакт коммутационного аппарата с точкой соединения
10 искрового промежутка и дросселя первой ветви 1.
Недостатками устройства является то, что искровые промежутки устройства усложняют обеспечение необходимой координации уровней изоляции электротехнического оборудования с электрическими защитньо-ш характеристиками соответствующих разрядников при воздействиях внутренних перенапряже20ний, а малая величина индуктивного сопротивления рабочей обмотки предварительно насыщенного дросселя не ограничивает ток однофазного короткого Зс1мыкания и величину динеимических
25 воздействий на электротехническое
оборудование возникаиицих при электрических пробоях изоляции в результате воздействия внутренних перенапряжений. Не включается при переходных
30 режимах вероятность возникновения феррорезонансных явлений при двухфазных коротких замыканиях. Предварительное насыщение дросселя до начала возникновения перенапряжений опасной величины приводит к необходимости иметь независимый источник постоянного тока с наличием весьма существенных электрических потерь. Обеспечение работы устройства приво дит к необходимости иметь определен ное количество коммутационных аппаратов, что снижает надежность его работы в результате возможных отказ контактных систем. Возникает опреде ленная сложность наладок релейных защит особенно по обеспечению необх димых электрических параметров по току и напряжению в процессе переход ных явлений, особенно в связи с нал чием промежуточной ветви, 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 безопасных величин, необходимость больших диапазонов коэф фициентов регулирования и токоограничения, приводящих к необходимым габаритам устройства, соизмеримым с габаритами силовых транзисторов аналогичных мощностей. При возникновении максимальных .токов короткого замыкания эффективность ограничения внутренних перенапряжений снижается Наиболее близким к изобретению является устройство для закрепления нейтрали трансформатора, содержащее две заземленные ветви, одна из кото рых включает насыщающийся реактор, а вторая последовательно соединенны олебательный ферромагнитный элемен с минимальньом напряжением насыщения и резонансный контур, содержащий конденсаторную батарею параллельно которой подсоединен нелинейный ферромагнитный элемент с максимальным напряжением насыщения, причем обмот ка управления насыщающегося реактора подсоединена к диагонали выпрями тельного моста, вторая диагональ ко торого подсоединена к выводам резонансного контура 2. Недостатком устройства является необходимость больших диапазонов коэффициентов регулирования и токоограничения, приводящих к габаритам устройства, соизмеримым, с габаритами силового трансформатора, невозмож но эффективно изменять результирующую величину сопротивления нулевой последовательности, недостаточное ог раничение ударных трков и опасных перенапряжений до безопасных величин при колебательных процессах. Целью изобретения является повьпйёние эффективности регулирования заземления нейтрали. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для заземления нейтрали трансформатора содержащем две заземленные ветви, одна из которых включает насыщающийся реактор, а вторая - последовательно соединенные нелинейный ферромагнитный элемент сминимальным напряжением насыщения и резонансный контур, содержащий конденсаторную батарею, параллельно которой подсоединен нелинейный ферромагнитный элемент с максимальным напряжением, причем обмотка управления насыщакядегося реактора подсоединена к диагонали выпрямительного моста, вторая диагональ которого подсоединена к выводам резонансового контура, трансформатор выполнен со вторичной обмоткой, co&nuHettной в разомкнутый треугольник, выводы которой подсоединены параллельно нелинейному ферромагнитному элементу с минимальным напряжением насыщения. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предложенного устройства. К нейтрали 1 первичной обмотки силового трансформатора подключена непосредственно обмотка 2 переменного тока насыщгиоцегойя реактора с подмагничиванием, а обмотка его управления 3 подключена к источнику вьшрямленного тока, кроме того, к указанной нейтрали подключены последовательно соединенные нелинейный ферромагнитный элемент 4 с минимальным напряжением насыщения и конденсатор 5, составляющие резонансный контур в нормальном режиме работы сети, параллельно с конденсатором соединен нелинейный ферромагнитный элемент 6 с максимальным напряжением насыщения, составляющий резонансный контур при воздействии внутренних перенапряжений, выпрямительный блок 7 одной диагональю подключен к конденсатору, а второй диагональю подключен к об мотке управления насыщающегося реактора, трансформаторная обмотка 8соединена по схеме разомкнутого треугольника и подключена к иферромагнитному элементу 4. В нормальном режиме работы оптимсшьные электрические величины сопротивлений нелинейного ферромагнитного элемента 4 с минимсшьным напряжением насыщения и конденсатора 5 составляет последовательный резонансный контур, чем обеспечивается практическ1| глухое заземление нейтрали 1 конкретного силового трансформатора еще до начала возникновения перенапряжений, а минимальная величина напряжения насыщения нелинейного ферромагнитного элемента 4 обеспечивает достаточное закорачивание схемы разомкнутого треугольника трансформаторной обмотки 8 гарантирующее в комплексе необходимое ограничение внутренних перенапряжений. Кроме того, заземление одного конца схемы разомкнутого треугольника в данном случае является фактически заземлением одного угла обмотки соединенной по схеме треугольника, что полностью исключает, согласно правил технической эксплуатации, проявление внутренних перенапряжений на указанной обмотке даже в процессе переходных и колебательных явлений, чем повышается надежность работы защитного устройства В начальный момент возникновения перенапряжений еще безопаснЕЛх величин для изоляции электротехнического оборудования уже в результате повышения расчетной величины напряжения на конденсаторе 5 обеспечивается подпитка выпрямительного блока 7 и соответственно наличие выпрямленного тока в обмотке управления 3 насыщающегося реактора. Минимальное напряжение насыщения нелинейного ферромагнитного элемента 4 обеспечивает весьма эффективное перераспределение напряжения в сторону его увеличения на конденсаторе 5 и дальнейшее закорачивание разомкнутого треугольника обмотки 8.Незначительная разрегулировка последовательного колебательного контура состояния из ферромагнитного элемента 4 и конденсатора 5 весьма эффективно компенсируется параллельно подключенной обмоткой 2 переменного тока насыщающегося реактора в результате снижения ее сопротивления. При увеличении перенапряжений до ypoBi.i опасных величин максимсшьно расчетная величина напряжения на конденсаторе 5 обеспечивает максимально расчетный выпрямительный ток в обмотке управления 3 с помощью максимального режима работы выпрямительного блока 7, чем обеспечивается необходимая эффективность заземления нейтрали 1 силового трансформатора через обмотку 2 переменного тока насьпцающегося реактора и полный переход трансформаторной обмотки 8 к схеме треугольника с заземлением одного угла. При возникновении возможных Токов короткого замыкания в результате электрического пробоя ослабленной в процессе эксплуатации изоляции электротехнического оборудования или линий электропередач, увеличение напряжения на нелинейном ферромагнитном элементе 6 с максимальным напряжением насыщения приводит к возникновению параллельного резонансногр коняура между указанным элементом 6 и конденсатором 5, чем обеспечивается весьма эффективное увеличение его сопротивления и достаточное по величине снижение напряжения на выпрямительном блоке 7 вплоть до его полного автоматическол го отключения в случае необходимости, а это в свою очередь исключает наличие выпрямленного тока в обмотке/ управления 3 и обеспечивает эффективное увеличение сопротивления обмотки 2 переменного тока. Более того, фактический обрыв тока во второй ветви
0 к наличие практически всего напряжения нейтрали 1 первичной обмотки силового трансформатора на параллельном резонансном контуре состоящим из конденсатора 5 и ферромагнитного элемента 6 обеспечивают своевремен5ный и совершенно безопасный переход трансформаторной обмотки 8 из режима замкнутого в режим разомкнутого треугольника, чем обеспечивается увеличение результирующего сопротив0ления нулевой последовательности до необходимого уровня перед отключением линейных коммутационных аппара- тов.
Таким образом, предложенное уст5ройство эффективного регулирования 1 режима заземления нейтралей трансформаторов оказывает комплексное воздействие на изменение результирующей величины сопротивления нулевой после0довательности при любых аварийных режимах в сетях и колебательных процессах за необходимый период времени. Формула изобретения
Устройство для заземления нейтра5ли трансформатора,, содержащее две заземленные ветви, одна из которых включает насыщающийся реактор, а вторая - последовательно соединенные нелинейный ферромагнитный элемент
0 с минимальным напряжением насыщения и резонансный контур, содержащий конденсаторную батарею, параллельно которой подсоединен нелинейный ферромагнитный элемент с максимальным напряжением насыщения, причем обмот5ка управления насыщающегося реактора подсоединена к диагонгши вьшрямительного моста, вторая диагональ которого подсоединена к выводам резонансного контура, отличаю0щееся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования режима заземления нейтрали, трансформаг :тор выполнен со вторичной обмоткой соединенной в разомкнутый треуголь5ник, выводы которой подсоединены параллельно нелинейному ферромагнитному элементу с минимальным напрях ьнием насьоцения.
Источники информации,
0 принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР 661679, кл. Н 02 Н 9/00, 1979.
2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2945453/24-07,
кл. Н 02 Н 9/04, 25 июня 1980.
5
