Устройство для защиты от повреждений конденсаторной батареи, соединенной по схеме двойной звезды

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА01ИТЫ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, СОЕДИНЕННОЙ ПО СХЕМЕ ДВОЙНОЙ ЗВЕЗДЫ, содержащее основной и вспомогательный коммутационные аппараты и разрядный блок из активных сопротивлений , подключенный параллельно защищаемой батарее, отличающ.ее с я тем, что, с целью повышения его надежности большего ограничения коммутационных перенапряжений и токовых бросков, в каждую фазу разрядного блока дополнительно введены индуктивные сопротивления, при этом величина индуктивного сопротивления в каждой фазе равна емi костному сопротивлению батареи той (Л же фазы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1010693

Эщi Н 02 Н /16

I (° -2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2932936/24-07 (22) 05.06.80 (46) 07.04.83. Бюл. и 13 (72) А.И,Назаров, M.Т.Капустян, А.П.Васьковский и Э.И,Ханин (71) Производственное энергетическое объединение ."Днепроэнерго" (53) 621 ° 316,925,088.8) (56) 1. Борисов Б.Н, Повышение надежности работы конденсаторной батареи ° - "Электрические станции", 1978, h" 6.

2. Авторское свидетельство СССР

< 395944, кл. Н 02 Н 7/16, 1974.

3. Джуварлы 4.M., Миронов Г.А., Панасюк Д.И. Ограничение перенапряжений при отключении конденсаторных батарей с помощью шунтирующих резисторов. - "Электрические станции", 1978, М 3. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ

ПОВРЕЖДЕНИЙ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, СОЕДИНЕННОЙ ПО СХЕМЕ ДВОЙНОЙ ЗВЕЗДЫ, содержащее основной и вспомогательный коммутационные аппараты и разрядный блок из активных сопротивлений, подключенный параллельно защищаемой батарее, о т л и ч а ю щ,ее с я тем, что, с целью повышения его.надежности путем большего ограничения коммутационных перенапряжений и токовых бросков, в каждую фазу разрядного блока дополнительно введены индуктивные сопротивления, при этом величина индуктивного сопротивления в каждой фазе равна емкостному сопротивлению батареи той же фазы. 0106 j3

Изобретение относится к электротехнике,. а именно к защите изоляции батареи статических конденсаторов от электрических воздействий внутренних перенапряжений, а также теп.-. ловых и динамических воздействий от --.oê aûõ бросков опасных величин в результате коммутации, сопровождающихся переходными процессами.

По режимным условиям конденсаторные батареи приходится коммутировать большое количество раз в течение года, что гриводит к частным аварийным простоям, вызванные гробоями конденсаторов, трудностями, связанными с выявлением и заменой дефектных элементов исправнь.ми, а также разрушениями трансформаторов напряжения и гасительных камер масляных выклю" чатепей, о

Известно устройство, с помощью которого несколько повышается надежность работы конденсаторной батареи, собранной по схеме эв эда с изолиро ванной нейтралью. При этом для коммутации батареи используются типовой масгяный выключатель и защитные разг.::,:;-:;ими, выполненные на базе выпуска "

ылых промышленн:остью вентильных зазря,::ников т;.:,;.:: РВИ- г с пробивны: -.;апряж-=,:-1ием промышленной .ас.оты. равным ,," - g0 кВ Г1

Однако защитные разр; дники ограни .ивают внутренние перенапряжения ггри коммутац,.ях TQJlb .ý I„o величины, равной 2 U „. и не менее, что не обес" печивает должного повышения надежности эксплуатации конденсаторов. Для предотвращения повреждения трансформаторов напряжения последовательно ;и с каждым из них включают высоковольтные сопротивления по $0-60 кОм. Однако это приводит к повышению во время коммутаций перенапряжений между фазами и увеличению времени их воздействий на изоляцию конденсаторов в результате снижения эффективности разрядки батареи через увеличeííoå сопротивление.

Известно устройство для защиты шунтовых конденсаторных батарей, соб— ранных в звезду, состоящее из нейтрали конденсаторной батареи и разрядного блока, которые соединены между собой через однофазный трансформа;ор напряжения, служащих для изоляции вторичных цепей ст первичных„ при этом вторичная обмотка указанного трансформатора связана с блоком чувствительной полупроводниковой защиты, действующей с разными уставками по времени на сигнал при отключении батареи, Разрядный блок выполнен в виде трехфазного пятистержневого трансформатора напряжения, первичные обмотки которого соединены в звезду, а одна из вторичных обмоток собрана в разомкнутый треугольник, электрически связанный с фаэорегулирующим устройством, При включении в работу между нейтралями шунтовой конденсаторной бата" реи и разрядного блока возникает начальное напряжение, величина и фаза которого зависят от характера и степени несимметрии обоих элементов, причем любое изменение параметров конденсаторов в процессе эксплуатации, например при повреждении отдельных конденсаторных элементов, приводит к дальнейшему изменению напряжения между нейтралями. Для обеспечения чувствительности блока защигы к изменению напряжения между нейтралями его первоначальная величина компенсируется путем введения сигнала определенной фазы и величины Bo BTGрич- ую обмогку трансформатора раэрядног б.-ока, в результате чего происходит искусственное смещение его ейтрал.. в положение, при котором указанное напря>:;ение практически равно нулю.

;1ри повреждении конделсаторных элемен-.ав возрастает напряжение между нейтралями, срабатывает блок защиты, выдав ., :.игнал о допустимом увеличении напряжения ряда конденсатор=ных батарей и отключая батарею при повыше;-.ии напряжения сверх допустимого значения < 2 ).

Недостатками данного устройства являются повышение известными способами обычнгй чувствительности релейной защиты, которая фактически только регистрирует объем повреждений конденсаторных элементов, выдавая сигнал о недопустимом увеличении напряжения ряда конденсаторных батарей или отключая батарею при повышении нагряжс:1в-:я сверх допустимого зна:-ения, а также необходимость .наличия специально предназначенных оазрядного блока B виде трехфазного пятистержневого трансформатора напряжения, однофазного трансформатора напряжения, соединяющего нейтрапи защищаемой конденсаторной батареи и первичной обмотки разрядного блока, блока чувстмутационных перенапряжений и токовых бросков, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от повреждений конденсаторной батареи, соединенной по схеме двойной звезды, содержащее основной и вспомогательный коммутационные аппараты и разрядный блок из активных сопротивлений, подключенный параллельно защищаемой батарее, в каждую фазу разрядного блока дополнительно введены индуктивные сопротивления, при этом величина индуктивного сопротивления в каждой фазе равна емкостному сопротивлению батареи той же фазы.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит систему 1 шин, к которой со стороны источника питания через основной коммутационный аппарат 2 по гибкой связи 3 подключаются непосредственно батарея 4 статических конденсаторов и через вспомогательный коммутационный аппарат

5 разрядный блок, состоящий из индуктивного сопротивления 6 и активного сопротивления 7, а нейтрали конденсаторной батареи и разрядного блока электрически соединены нулевой шиной 8.

В нормальном режиме работы питание .со стороны системы 1 шин через основной коммутационный аппарат 2 и гибкую связь 3 подается на Ватареи

4 статических конденсаторов, нейтрали которых соединены гибкой связью

3, а сопротивления 6 и j разрядного блока отключены вспомогательным коммутационным аппаратом .

При отключении батарей 4 статических конденсаторов предварительно включается вспомогательный коммутационный аппарат 5, чем обеспечивается подключение разрядного блока, содержащего индуктивное сопротивление

6 и активное сопротивление 7 в каждой фазе параллельно статическим конденсаторам. Последующее отключение основ,ного коммутационного аппарата 2 осуществляется успешно в связи с эбФективиым уменьшением фазового угла сдвиг-a между напряжением и отключаемым током, что обеспечивает эффективное снижение восстанавливающихся напряжений на расходящихся контактах, исключение пробоев изоляционных расстояний. между контактами и устранение перенапряжений как на изоляции

3 1010693 вительной, полупроводниковой защиты, подсоединенного к вторичной обмотке указанного соединительного трансформатора напряжения, и фазорегулирующего устройства, включенного в разомкнутый треугольник вторичной. обмотки разрядного блока °

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является защитное устройство для ограничения 1в перенапряжений при отключении батареи статических конденсаторов, которое представляет собой трехфазную группу бетэловых сопротивлений, подсоединенную к вводам батареи конденсаторов через контакты вспомогательного включателя, котррым производится предварительное включение защитного устройства до момента отключения батареи основным выключателем 3 . рв

Недостатком указанного устройства является то, что допустимость весьма кратковременного нахождения под на-. пряжением бетэловых резисторов защитного устройства с регламентируемой 25 величиной сопротивления исключает возможность его надежного использования в сложных циклах повторных коммутаций. Устройство характеризуется так" же существенными изменениями параметров бетэловых резисторов в зависимости от величин приложенных напряжений и проходящих токов в процессе переходных режимов. Кроме того, наличие ечкостной составляющей реактивно35 го согротивления в бетэловых резисторах является причиной снижения эффективности уменьшения фазового угла сдвига между напряжением и отключаемым током что приводит к недоФ

40 статочному снижению восстанавливающихся напряжений на расходящихся контактах основного выключате-, ля пробоям изоляционных расстояний между контактами и возникновению пе-. ренапряжений, нежелательных для изо-! ляции конденсаторных батарей и трансформаторов. Отсутствует также возможность технического выполнения релейной защиты, обеспечивающей при повреждении конденсаторных элементов появ- 5О ление сигнала о недопустимом увеличении напряжения на оставшихся элементах или отключение конденсаторной батареи при повышении напряжения сверх допустимого значения. 55

Цель изобретения - повышение надежности защиты конденсаторных бата-! рей путем большего ограничения ком5 1О106 конде-:càòîpHûõ батарей 4, .- ... и тающих силовых трансформаторов.

Возможность более длительного на-хождения под напряжением предлагаемого разрядного блока по сравнению с бетэловыми резисторами допуcvàeT применение относительно меньшей величины комплексного сопротивления, чем полностью обеспе ивается необходимая эффективность ограничения КОммутаци" онных перенапряжений и токовых бросков.

Стабильность электрических параметров разрядного блока по сравнению с бетэловыми резисторами гарантирует эффективность его работы при любых режимах переходных процессов.

Активное сопротивление 7 разрядного блока обеспечивает апериоди еское затухание разрядного тока батареи и 20 статических конденсаторов после полного отключения основного коммутационного аппарата 2 при включенном вспомогательном 5 в результата превышения указанным сопротивлением уд- 2Б военной величины волнового сопротивления контура, а величина индуктивнога сопротивления 6 указанного блока

Ограничивает до минимума зер «и i ность

,:",зникновения повторных зажиганий на разомк -!увшихсй кОнтактах оснОвного коммутацион-,огг аппарата 2 в результате искла-=.::ния колебаний повышенных частот и снижает в необходимой степени токи высших гармоник„ воздейст-вующи= на конденсаторы в период коммутаций основного коммутационного ап-парата 2 при включенном вспомогательном 5

Далее отключается вспомогательный коммутационный аппарат 5,, ришем электрическое соединение нейтра.пей батарей ч статических конденсаторов и разрядного блока гибкой нулевой шиной,, 8 обеспечивает равномерное распределение напряжения и полностью исключает колебания напряжения при работе коммутационного аппарата 5,, Благодаря комплексному об ьединению,., нейтралей в защитном устройстве обес печивается простая возможность техни-. ческого выполнения релейной защиты, гарантирующей при повреждении конден"саторных элементов появление сигнала

« о допустимом увеличении напряжения на оставшихся элементах или отключение всех конденсаторных батарей > при повышении напряжения сверх допустимог 1 значения независимо от электрической ассиметрии сети, к которой присоединено защитное устройство. В предла=.eHoé схеме нарушение симметрии сети относ. тельно земли не вь зывает действия реле, так как потенциалы трех ней;рал;;ных точек смещаются одинаково, Весьма незначительная величина небалансв токов или напряжений между нейтралями резко повышает чувствительность релейной защиты не только при ее работе в результате повреждения статических конденсаторов, но и (в случае необходимости) непосредственно в момент осуществления переключений коммутационными аппаратами

2и5 °

При включении батарей 4 статических конденсаторов предварительно вклю;ае-;ся вспомогательный коммутац; оннь.й аппарат 5, затем включается основной коммутационный аппарат 2 с последующим отключением вспомогательного коммутационного 5. Принципиальных отличий в коммутационных процессах указанного режима по срав« .няю с описанным выше нет за исключ .кием то-о, что предварительное подключ,".е активного сопротивления / и инду,тивного сопротивления 6 практически исключает токовые брос..и в процессе включения основного комму-:.Оц=онного аппарата 2. Кроме того, . омплексное сопротивление разрядного блок=; исключает верояткос-ь возникно з:..::ия коммутационных перенапряжений при появлении неполнофазных режимов„

=..: также оезонансных и феррореэонансных

:-,:...*.ренапряжений при возникновении перех.-.дных режимов. .:!редлагаемое защитное устройство голнос ью исключает необходимость выполнения рекомендаций о выборе коммутационных аппаратов на номинальный ток, составляющий не менее 1504 от номинально"o тока батареи, для обеспечения надежной работы контактов при переходных процессах в конденсаторных установках.

Таким образом, устройство для защиты конденсаторной батареи, соединенной по схеме двойной звезды, оказывает комплексное воздействие на ограни ейие внутренних перенапряжений и токо:;ых бросков, возникающих в процессе коммутаций, аварийных режим:.>в и переходных явлений.

1010693

Составитель В.Зимаков

Редактор A,Îãàð Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Рошко

Заказ 2499/41 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4