Устройство защиты от перенапряжений

 

УСТРОЙСТЮ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее два последовательно включенных нелинейных резистора, включенных между проводом сети и землей, отличающеес я тем, что, с целью улучшения вольтамперной характеристики этих резисторов , в устройство включены делитель напряжения между проводом сет и землей, реле, напряжения, реле времении коммутационный аппарат, при ,чем выход делителя напряжения соединен с входом реле напряжения, выход реле напряжения - с входом реле времени, выход реле времени - с уп .равляющим входом коммутационного аппарата, который включен между средней точкой двух последовательно включенных нелинейных резисторов и землей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ)4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 02 Н 0 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

re ДЕЛАМ ИЗОЫРЕТЕНИЙ И Отя ЬГГИЙ (21) 3473357/24-07 (22) 23.07.82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) И.М.Богатенков и Ф;Х.Халилов (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И.Калинина (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Долгинов A.È. Техника высоких напряжений в электроэнергетике. Энергия, 1968, с.313, 2. фишман Д.В. и др. Вентильные разрядники высокого напряжения. Энергия, 1971, с.63-64.

3. Тиходеев Н.Н., Мур С.С. Изоляция электрических сетей. Энергия, 1979, с.233. (54)(57) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее два по„.sU„„f 078530 A следовательно включенных нелинейных резистора, включенных между проводом сети и землей, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что,. с целью улучшения вольтамперной характеристики этих резисторов, в устройство включены делитель напряжения между проводом сетФ и землей, реле . напряжения., реле времени- и коммутационный аппарат, при.чем выход делителя напряжения соединен с входом реле напряжения, выход реле напряжения — с входом реле времени, выход реле времени — с уп.равляющим входом коммутационного аппарата, который включен между средней точкой двух последовательно включенных нелинейных резисторов и PQ землей.

1078530

Изобретение относится к электротехнике, и может применяться для защиты от перенапряжений электрооборудования высоковолнтных электрических сетей.

Известны устройства защиты от 5 грозовых и коммутационных перенапряжений, включаемые в энергосистемах между фаэным проводом и землей и содержащие искровые промежутки, которые пробиваются при появлении на (О проводе опасной для изоляции электрооборудования волны и отводят ее энергию в землю (1).

При срабатывании искровых промежутков возникает короткое замыкание в сети, которое отключается газогенераторной трубкой трубчатого разрядника либо выключателем энергосистемы.

Короткое замыкание н энергосистеме не возникает, если в устройстве .защиты от перенапряжений последовательно c èñêðoâûì промежутком включается нелинейный резистор. Вентильные разрядники 2)содержат искровые промежутки и нелинейные резисторы с высокой степенью нелинейности, Использование такого резистора, имеющего малую величину сопротивления при возникновении волн перенапряже.ний и большую после их прохождения, приводит к ограничению сопровождаю4 его тока промышленной частоты до величины, отключаемой последовательно включенными искровыми промежутками.

Наиболее близок к предлагаемому устройству нелинейный ограничитель перенапряжений (ОПН), включаемый .между фаэным пронодом и землей и состоящий из ряда последовательно соединенных резисторов, которые 40 имеют еще более высокую нелинейность.

Это позволяет получить несколько улучшенные защитные (сниженные вольтамперные) характеристики устройства и отказаться от применения последо- 45 нательных искровых промежутков.

Вентильнйе разрядники в нормальном режиме работы сети изолируют резисторы от напряжения фазных проводов и тем самым защищают их от перегре, ва вследствие протекания длительного тока. В нелинейных ограничителях перенапряжений отпадает необходимость в искровых промежутках, поскольку даже без них длительный ток через резисторы, протекающий при номинальном фаэном напряжении, составляет миллиамперы. При этом ныделяемая в резисторах энергия ничтожно мала и легко рассеивается в окружающей среде ГЗ 3. 60

Однако нелинейные резисторы ОПН имеют ограниченную пропускную способность. При длительных воздействиях напряжения рабочей частоты (или близких частот), превышающих максимальное фазное напряжение сети, они могут выйти иэ строя вследствие протекания через резисторы длительного тока по величине выше допустимого. Поэтому количество последовательно включенных резисторов приходится выбирать исходя из возможных максимальных напряжений на ОПН. При этом ухудшаются защитные (нольтамперные) характеристики ОЛН. Выбор количества последовательно включенных резисторов по максимальному фаэному напряжению может привести к повреждению устройства при воздействии повышенного длительного напряжения.

Цель изобретения — улучшение нольтамперной характеристики нелинейного ограничителя перенапряжений в нормальных режимах, что позволяет уменьшить число его повреждений н режимах длительного повышения напряжения рабочей частоты или блиэкик частот.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве защиты от перенапряжений, содержащем дна последовательно включенных нелинейных резистора, включенных между проводом сети и землей, дополнительно нключены делитель напряжения между проводом сети и землей, реле напряжения, реле времени и коммутационный аппарат, причем выход делителя напряжения присоединен к входу реле напряжения, выход реле напряжения к входу реле времени, выход реле времени к управляющему входу коммутационного аппарата, который включен между средней точкой двух последовательно нключенных резисторов и землей.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого защитного устройства; на фиг. 2 — нольтамперная характеристика каждого из резисторов и полная вольтамперная характеристика обоих последонательно соединенных резисторов; на фиг. 3 полная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство защиты от перенапряжений содержит провод 1 сети высокого напряжения, основной 2 и дополнительный 3 нелинейные резисторы, делитель 4 напряжения, реле 5 напряжения, реле б времени и коммутационный аппарат 7. Резистор 2 рассчитан на максимальное фазное напряжение сети, например, в сети б кВ оно составляет 115% от номинального напряжения. Резистор 2 рассчитан на наибольшее напряжение, которое может иметь место в аварийных режимах сверх максимального фаэного напряжения сети. Так, например, если н той же сети б кВ при замыкании одной из фаэ на землю на двух других фазах

1078530 наибольшее напряжение со .тавляет

180% от фазного напряжения, то резистор 3 рассчитывается на напряжение

180-115=65% от номинального фазного напряжения сети. В рабочем режиме, когда напряжение на проЬоде 1 сети высокого напряжения равно номинальному либо незначительно превышает его (до 1,2 Uz ) между проводом 1 сети и землей включен основной нелинейный резистор 2, имеющий вольтамперную >0 характеристику 8 на фиг. 2. Такая вольтамперная характеристика обеспечивает глубокое ограничение кратковременных перенапряжений, появляющихся на проводе 1 высокого напряже- )5 ния. Однако при появлении на проводе

1 длительного повышения напряжения

0 сверх 1,2 0„ происходило бы недопустимое увеличение тока, протекающего через . резистор 2, что привело бы к его разрушению. Для предотвращения этого последовательно с основным нелинейным резистором 2 включен дополнительный нелинейный резистор 3, вольтамперная харктеристика щ которого приведена на фиг. 2 (кривая

9). На фиг. 2 приведена также суммарная вольтамперная характеристика последовательно соединенных"резисторов 2 и 3 (кривая 10). Увеличение напряжения до 0 в этом случае не вызывает увеличения тока сверх номинального.

Схема (фиг. 1) работает счедукщим образом.

При возрастании напряжения выше

1,2 U< срабатывает реле 5 напряжения, эапитанное от низковольтного плеча делителя 4 напряжения (либо ет вторичной обмотки трансформатора напряжения), подключенного между про- 40 водом 1 сети высокого напряжения и ,землей (фиг. 3) .

Реле 5 напряжения своими контактами 11 замыкает цепь питания обмотки реле б времени. Реле времени обеспечивает выдержку времени (несколько секунд), необходимую для предотвращения ложного срабатывания устройства нри кратковременных повышениях напряжения на проводе 1, не представляющих опасности для нелинейного резистора 2. После срабатывания реле б времени его нормально разомкнутые контакты 12 включают питание катушки отключения коммутационного аппарата 7, например контактора или выключателя. При этом последний размыкает свои нормально замкнуты контакты 13, и тем самым резистор 3 включается последовательно с резистором 2.

Таким образом, предлагаемое защитное устройство, имекщее в нормальном режиме вольамперную характеристику 8 (фиг. 2), позволяет обеспечить глубокое ограничение перенапряжения на защищаемом проводе, а при длительном повышении напряжения обычно возникакщем при аварийных режимах сети, предотвращает разрушение нелинейного резистора 2 в результате подключения дополнительного резистора и перехода на вольтамперную характеристику 10 (фиг. 2).

Улучшение защитных характеристик устройства позволяет уменьшить величины опасных газовых и внутренних перенапряжений в высоковольтных электрических системах, снизить уроввнь изоляции силовых трансформаторов и другого электрооборудования энергосистем и удешевить их строительство.

Улучшенная вольтамперная характеристика предлагаемого устройства позволяет снизить аварийность в энергосистемах.

Составитель Н.Кузина

Редактор Л.Пчелинская Техреду.Мартяшова Корректор С. Патрушева

Заказ 978/48 . Тираж б14 Подписное

ВНИИПИ Государстаенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ю

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