Резонансное трехфазное устройство ограничения токов короткого замыкания

 

РЕЗОНАНСНОЕ ТРЕХФАЗНОЕ УСТРОЙСТВО ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКОВ КОРОТКОГО задыКАНИЯ, содержащее в каж-г дои фазе последовательно включенные линейный реактор и конденсатор, реактивные сопротивления которых на промышленной частоте равны, а также нелинейную цепь, включенную параллельно конденсатору, которая состоит из соединенных последовательно нелинейного реактора со сталью и резистора , параллельно которому подключен второй нелинейный реактор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения уровня перенапряжения и уменьшения содержания высших гармоник на конденсаторе, а также более эффективного ограничения токов нулевой последовательности в трехфазной электрической цепи, нелинейные реакторы снабжены дополнительными вторичными обмотками, соединенными между фаэами согласно в треугольник. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ogl (11) 3(51) Н 0 2 Н 9/О 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ (21) 3380015/24-07 (22)07 ° 01.82 (46)15.04.83. Бюл. М 14 (72)Б. Н. Неклепаев и A. И. Пойдо (71)Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции энергетический институт (53)621 ° 316.925(088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

)) 276224, кл. Н 02 У 3/18, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 299084, кл. Н 02 Н 9/02, 1967. (54)(57) РЕЗОНАНСНОЕ ТРЕХФАЗНОЕ

УСТРОЙСТВО ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗМЧЫКАНИЯ, содержащее в каж-, дой фазе последовательно включенные линейный реактор и конденсатор, реактивные сопротивления которых на промышленной частоте равны, а также нелинейную цепь, включенную параллельно конденсатору, которая состоит из соединенных последовательно нелинейного реактора со сталью и резистора, параллельно которому подключен второй нелинейный реактор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью, уменьшения уровня перенапряжения и уменьшения содержания высших гармоник на конденсаторе, а также более эффективного ограничения токов нулевой последовательности в трехфазной электрической цепи, нелинейные реакторы снабжены дополнительными вторичными обмотками, соединенными g между фаэами согласно в треугольник.

1012386

Целью изобретения является уменьшение уровня перенапряжений и уменьшение содержания высших гармоник на конденсаторе, а также более эффективное ограничение токов КЭ на землю в электрической трехфаэной сети.

Поставленная цель достигается тем; что в устройстве, содержащем в каждой фазе последовательно включенные линейный реактор и конденсатор, реактивные сопротивления которых на промышленной частоте равны, а также нелинейную цепь, включенную параллельно конденсатору, которая состоит из соединенных последовательно нелинейного реактора со сталью и резистора, параллельно которому подключен второй нелинейный реактор, нелинейные реакторы снабжены дополнительными вторичными обмотками, соединенными между фазами согласно в треугольник.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Трехфазное устройство состоит из трех линейных реакторов 1, 2 и 3, включенных в каждой фазе последовательно с конденсаторами 4, 5 и 6.

Параллельно каждому из конденсаторов 4, 5 и 6, включены нелинейные цепи.

Каждая из нелинейных цепей состоит из резистора 7, 8 и 9, параллельно которому включен двухобмоточный нелинейный реактор со сталью 10, 11 и

12. Последовательно с ними включен еще один двухобмоточный нелинейный реактор со сталью 13, 14 и 15. Вто-.. ричные обмотки двухобмоточных нелинейных реакторов 10, 11 и 12 соединены согласно в треугольник, вторичные обмотки двухобмоточных нелинейных реакторов 13, 14 и 15 также соединены согласно в треугольник.

Устройство функционирует следующим образом.

При малых токах, протекающих в каждой фазе па линейным реакторам

1, 2 и 3 и конденсаторам 4, 5 и 6, и отсутствии в фазных токах составляющей нулевой последовательности реакторы 10-15 ненасыщены и ток, протекающий через нелинейную цепь, значительно меньше тока линейной цепи.

Резонанс в линейной цепи не нарушается, устройство имеет малое сопротивление.

При К3 и увеличении токов в фазах более определенного (граничного) значения насыщаются нелинейные реакторы 10-15. Токи в нелинейной цепи увеличиваются, нарушается резонанс в линейной цепи.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам ограничения токов короткого замыкания в электрических сетях, и может быть использовано в электрических сетях и на, электрических станциях, а также в электрометаллургии.

Известно устройство для ограни" чения токов короткого замыкания, содержащее последовательно включенные линейный реактор и конденсатор, реак- 10 тивные сопротивления которых на промышленной частоте равны, а также цепь .из последовательно включенных нелинейного реактора со сталью и резистора, подключенную параллельно 15 конденсатору. Устройство включается последовательно в электрическую цепь между источником питания и нагрузкой (1).

Недостатком этого устройства явля- 20 ется большой уровень перенапряжения на конденсаторе при К3 на нагрузке.

Наиболее близким к изобретению является устройство для ограничения токов короткого замыкания, содеРжа- 25 щее последовательно включенные линейный реактор и конденсатор, реактивные сопротивления которых на про-. мышленной частоте равны, а также нелинейную цепь из последовательно соединенных нелинейного реактора со сталью и линейного резистора, параллельно которому включен второй нелинейный реактор со сталью, а вся нелинейная цепь подключена параллельно конденсатору.. Устройство 35 вклю ается в цепь последовательно между источником питания и нагрузкой P2).

Исследование переходных процессов в указанном устройстве показало, что 40 при К3 на нагрузке содержание третьей гармоники в напряжении на конденсато .Ре доходит до 403. Это увеличивает уровень перенапряжений на конденсаторе в 1,3 раза. При использовании 45 этого устройства в трехфазной сети с заземленной нейтралью эффективность .ограничения токов однофазного КЗ и двухфазного К3 на землю оказывается ниже, чем пГ I ограничении токов трех- 50 фазного КЗ. Практика эксплуатации указанных сетей показывает, ч;-о. на шинах 110-750 кВ электрических станций и узловых подстанций токи однофазного K3g как IIpcLBHIIop больше чем 55 токи трехфазного K3., а частота воз.-. .. никновения однофазных,КЗ составляет 80-95% от всех случаев КЗ.

Таким образом, недостатками устройства являются большие перенапря- 60 жения на конденсаторе, вызванные высоким уровнем высших гармоник, и малая эффективность устройства при коротких замыканиях в трехфазной сети с заземленной нейтралью. 65

Возросшее результирующее сопротивление устройства ограничивает ток

K3.

Наличие вторичной обмотки, соеди-. н иной в треугольник на реакторах

1012386

ВНИИПИ Заказ 2784/67 Тираж 615 Подписное

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

10-15, создает контур с малым индуктивным сопротивлением для токов третьей и кратных ей гармоник. Токи этих гармонических составляющих в конденсаторе уменьшаются, соответ-ственно уменьшаются перенапряжения на конденсаторе.

При КЗ на зюзю в сети с зазем-. ленной нейтралью в фазных токах значительную долю составляют токи нулевой последовательности. . 10

При наличии в фазных токах составляющей нулевой последовательности нелинейные реакторы 10-15 представляют для последней очень малое индуктивное сопротивление, так как нх 15 вторичные обмотки соединены в треугольник.

Конденсатор для токов нулевой последовательности шунтируется -индук-. тивным сопротивлением рассеивания нелинейных реакторов, которое значительно меньше сопротивления реактора в насыщенном режиме. Резонанс линейной цепи для токов нулевой последовательности нарушается более эффективно, .ем для остальных составлякидих тока КЭ.

Использование изобретения позво ляет по сравнению с известными уст . ройствами уменьшить на ЗОВ перенапря жения на конденсаторе, снизить в 45 раз содержание высших гармонических в токе конденсатора, что уменьшает установленную мощность конденсатора на 20-30%. Соответственно снижается стоимость устройства в целом.

Кроме того, предлагаемое устройство в сетях с заземленной нейтралью позволяет повысить степень ограничения токов КЗ на землю, что создает дополнительный экономический эффект.