Ограничитель дуговых перенапряжений

 

1. ОГРАНИЧИТЕЛЬ ДУГОВЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащий блоки нелинейных элементов и последовательно с ними включенные пороговые устройства , вьтолненные в виде встречно-параллельных групп тиристоров, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности ограничителя путем уменьшения времени воздействия на электрическую сеть дугового замыкания на землю, увеличения его пропускнрй способности и обеспечения более глубокого ограничения перенапряжений , ограничитель снабжен дополнительными встречнб параплельными тиристорными группами, их системами управления блоками обнаружения поврежденной фазы и прерывающим устройством системы поиска поврежденного присоединения. Причем дополнительные встречно-параллельные тиристорные группы включены параллельно блокам нелинейных элементов, входы системы управления указанных тиристорных групп соединены с выходами блоков обнаружения поврежденной фазы и прерывающего устройства, а вход питания сл прерывающего устройства - с выходом блоков обнаружения поврежденной фазы. 2. Ограничитель поп.1, отличающийся тем, что калздый блок обнаружения поврежденной фазы содержит датчик повреждения фазы с размыкающим контактом собственной фазы и 4 последовательно с ним включенными замыкающими контактами датчиков других фаз. Од Од

д

„„Я0„„1144166

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(sl) Н 02 Н 9/04

®СЕСОЯЦ 1 1 и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aBTOPCKQMV СвидЕтБЛЬСтви

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3627352/24-07 (22) 22.07.83 (46) 07.03.85. Бюп. Ф 9 (72) Г.Г.Трусов, В.А.Бабарушкин, В.А.Боднарюк и Б.В.Иошков (71) Вологодский политехнический институт (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Яишман Д.В. и др. Вентильные разрядники высокого напряжения. Л., "Энергия", 1971.

2. Самойлович Н.С.Защита от перенапряжений мобильных электроустановок карьеров. М., "Недра", 1980.

3. Глух Н.Е., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей.

М., Энергоиздат, 1982. (54)(57) 1. ОГРАНИЧИТЕЛЬ ДУГОВЬИ, ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащий блоки нелинейных элементов и последовательно с ними включенные пороговые устройства, выполненные в виде встречно-параллельных групп тиристоров, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с це-лью повышения надежности ограничителя путем уменьшения времени воздействия на электрическую сеть дугового замыкания на землю, увеличения его пропускной способности и обеспечения более глубокого ограничения перенапряжений, ограничитель снабжен дополнительными встречно -параллельными тиристорными группамИ, их системами управления, блоками обнаружения поврежденной фазы и .прерывающим устройством системы поиска поврелденного присоединения, причем дополнительные встречно-параллельные тиристорные группы включены параллельно блокам нелинейных элементов, входы системы управления указанных тиристорных групп соединены с выходами блоков обнаружения поврелденной фазы и пре- о рывающего устройства, а вход питания прерываклцего устройства - с выходом блоков обнаружения поврежденной фазы. С

2. Ограничитель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что калдый блок обнаружения поврелденной фазы содержит датчик поврелдения фазы с размышмй кающим контактом собственной фазы и последовательно. с ним включенными МЬ замыкающими контактами датчиков дру- 94йЬ гих фаэ. Э®иб

1144166

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к электрическим сетям напряжением 6-35 кВ, и может быть использовано для защиты электрооборудования от внутренних пе- 5 ренапряжений.

Известны ограничители внутренних перенапряжений на основе вентильных разрядников РВРД, РВМ, которые надежно работают при кратковременных lo перенапряжениях $1 ).

Однако они недостаточно эффективны при внутренних перенапряжениях большой длительности, которые в сети с изолированной нейтралью чаще 15 всего связаны с дуговыми однофазными замыканиями на земл1о.

Известны заземляющие устройства для шунтирования поврежденной фазы 321.

При этом ток в.месте повреждения снижается практически до нуля и дуговое замыкание на землю в месте повреждения переходит в металлическое на шинах подстанции или распредели- 25 тельного пункта. В результате ограничивается время действия перенапряже-, ний и их уровень на неповрежденных фазах, однако исключается возможность ликвидации неустойчивых замыканий.

При отыскании места повреждения заземляющее устройство должно отключаться, и перенапряжения могут возникнуть вновь. Поэтому заземляющее устройство может быть эффективным лишь в со35 четании с дополнительными средствами ограничения перенапряжений.

Наиболее близким к изобретению является управляемый разрядник, который содержит блоки нелинейных элементов 40 и последовательно с ними включенные пороговые устройства, выполненные в виде встречно-параллельных групп тиристоров (3 3. !

Недостатком известного устройства <5 является возможность разрушения при частых срабатываниях в течение длительного времени, что затрудняет его применение в сети с изолированной нейтралью для ограничения внут- 50 ренких перенапряжений, вызванных горекием дуги при одкофазкых замыканиях на землю.

Цель изобретения — повышение надежности ограничителя перенапряжений 55 путем уменьшения времени воздействия на электрическую сеть дугового замыкания на землю, увеличения его про- . пускной способности и обеспечения более глубокого ограничения перенапряжений.

Указанная цель достигается тем, что ограничитель снабжен дополнительными возвратно-параллельными тиристорными группами их системами управления, блоками обнаружения1 поврежденной фазы и прерывающим устройством системы поиска поврежденного присоединения, причем дополнительные встречно-параллельные тиристорные группы включены параллельно блокам нелинейных элементов, входы системы управления указанных тиристорных групп соединенЬ1 с выходами блоков обнаружения поврежденной фазы и прерывающего устройства, а вход питания прерывающего устройства — с выходом блоков обнаружения поврежденной фазы.

Каждый блок обнаружения поврежденной фазы содержит датчик повреждения фазы с размыкающим контактом собственной фазы и последовательно с ним включенными замыкающими контактами датчиков других фаэ..

В результате применения заземляющего устройства дуговое замыкание фазы на землю в, месте повреждения изоляции переходит в металлическое замыкание одноименной фазы в месте подключения эаземпяющего устройства, чем ограничивается время действия дуги на электрическ ю сеть. При этом ограничивается длительность перенапряжений, что повышает надежность работы ограничителя. Наличие цепи, шунтирующей нелинейные блоки, увеличивает пропускную способность ограничителя в целом и обеспечивает более глубокое снижение перенапряжений, улучшая эффективность защитного действия ограничителя.

На чертеже показана принципиальная схема ограничителя.

Каждая фаза ограничителя содержит тиристорную группу 1 с измерительным блоком 2 и системой 3 управления, блок 4, нелинейных элементов, который выполняется на основе оксидно-цикковьцс, вилитовых, тирвитовых дисков, а также резонансных ЬС-цепей, заземляющее устройство 5 с системой 6 его управления, блок 7 автоматики обнаружения поврежденной Фазы с управляемь1ми датчиками 8-10, прерывающе» устройство 11, которое выполняется и виде ждущего мультикибратор» к Запуск 130

3 1144 ется программным устройством 12 обнаружения поврежденного нрисоединения, трансформатор 13 напряжения.

Для исключения одновременного

ВКЛЮЧЕНИЯ ШУНТИРУЮЩИХ THPHCTOPHblX групп 5 двух и трех фаз блок 7 автоматики каждой фазы имеет три последовательно соединенные коммутирующие элементы, управляемые датчиками 810. Последние подключены к трансфор- 10 матору 13 напряжения. В качестве. датчиков 8-10 могут использоваться релейные ипи полупроводниковые элементы. В нормальном режиме-сети эти датчики находятся под напряжением. Коммутирующий элемент блоков

7 автоматики,, управляемый датчиком одноименной фазы, находится в разомкнутом состоянии, коммутирующие элементы, управляемые датчиками других фаз замкнуты. На чертеже показаны также обмотки питающего трансформатора 14 и дугогасящая катушка 15.

Ограничитель дуговых перенапряжений работает следующим образом.

При возникновении импульса перенапряжения, связанного с однофазным замыканием на землю, измерительные блоки 2 неповрежденных фаз подают сигналы на схемы 3 управления соответствующей фазы, которые включают тиристорные группы 1 с .нелинейными элементами 4. Каждая ветвь тиристоров 1 пропускает ток, обусловленный импульсом перенапряжения одной полярности, Если произошло замыкание фазы

А, то срабатывает датчик 8 и замкнет коммутирующий элемент блока 7 автоматики фазы А и разомкнет коммутирующие контакты в блоках 7 фаз В и С.

При этом оказывается замкнутой только цепь включения системы 6 управления фазы A. Система 6 управления подает сигнал на включение тиристорных групп

1 и 5 этой фазы. В результате дуговое

45 замыкание фазы А на земпю переходит в,металлическое замыкание в месте подключения заземпяющего устройства.

Коммутирующий элемент датчика 8 остается в замкнутом состоянии.

Если в сети появится замыкание на землю во второй фаре (В или С), дат166 4 чики 9 или 10 в блоке 7 одноименной фазы разомкнут свои коммутирующие

I элементы и замкнут в блоках 7 другил фаз свои коммутирующие элементы.При этом цепи включения систем 6 управления всех фаз оказываются разомкнутыми, и тиристориые группы 1 и 5 будут отключены.

Отыскание места повреждения производится поочередным отключением присоединений вручную или автоматически.

При отключении присоединения запуска-ется программное устройство 12, которое действует на систему 6 управления через прерывающее устройство 11 и отключает тиристорную группу 5 поврежденной фазы А на 0,5-1 с. После чего прерывающее устройство 11 возвращается в исходное состояние ° Если на отключенном присоединении повреждения нет, коммутирующий элемент датчика 8 в блоке 7 поврежденной фазы останется замкнутым. После возврата прерывающего устройства 11 в исходное состояние вновь включается система 6 управления и тиристорные группы

1 и 5 поврежденной фазы. Если будет отключено поврежденное присоединение, то при отключении тиристорной группы

1 и 5 коммутирующий элемент датчика

8 в блоке 7 фазы А разомкнется. Цепь включения системы 6 управления будет разомкнута. Включени тиристорньм групп фазы А не произойдет.

Использование ограничителя перенапряжений в сочетании с шунтирующим заземляющим устройством выгодно отличает предлагаемый ограничитель дуговых перенапряжений от изг.естного, так как ограничивается время воздействия дуговых перенапряжений на сеть, повышается надежность и эффективность защитного действия ограничителя, что улучшит условия работы . изоляции кабельной сети и электродвигателей и даст экономию в народном хозяйстве за счет снижения ущерба от перерывов электроснабжения и сокращения расходов на замену поврежденных кабелей и аварийный ремонт электрооборудования.

1144166

ВНИИПН Заказ 941/43 Тираж 620 НоЩтнсмое