Токоограничивающее устройство

 

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, а именно к токоограничивающим устройствам трансформаторного типа, и может применяться для ограничения сверхтоков и токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением до 1 кВ и выше. Цель изобретения - упрощение конструкции , расширение области применения и повышение надежности устройства за счет снижения сопротивления в нормальном режиме работы. Токоограничивающее устройство (ТУ) содержит первичную обмотку 1, включаемую последовательно в цепь нагрузки, две размагничивающие обмотки 2 и 3, магнитопровод 4 и коммутатор 5. В нормальном эксплуатационном режиме нагрузки ТУ обладает небольшим сопротивлением за счет небольшого зазора ( (51-2) между первичной обмоткой и короткозамкнутой вторичной размагничивающей обмоткой . Это обуславливает и небольшое падение напряжения в линии. При возникновении к.з. в цепи нагрузки, вторичная обмотка разрывается коммутатором 5 и сопротивление ТУ автоматически и безынерционно во много раз возрастает благодаря размещению третичной размагничивающей обмотки на другом стержне. Наступает глубокое ограничение тока к.з. не только установившегося, но и ударного. 3 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 F 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4486495/07 (22) 26.09,88 (46) 15.10.91. Бюл. М 38

P1) Чувашский государственный универси„тет им. И.Н. Ульянова (72) Ю.И.Злобин (53) 621.316.721 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1020914, кл. Н 01 F 27/34, 1980. (54) ТОКООГРАНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике и энергетике, а именно к токоограничивающим устройствам трансформаторного типа, и может применяться для ограниЧения сверхтоков и токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением до 1 кВ и выше. Цель изобретения — упрощение конструкции, расширение области применения и повышение надежности устройства за счет снижения сопротивления в нормальном режиме работы. Токоограничивающее

„„5U ÄÄ 1684819 А1 устройство (ТУ) содержит первичную обмотку 1, включаемую последовательно в цепь нагрузки, две размагничивающие обмотки 2 и 3, магнитопровод 4 и коммутатор 5. В нормальном эксплуатационном режиме нагрузки ТУ обладает небольшим сопротивлением за счет небольшого зазора (д1 — Ц между первичной обмоткой и короткозамкнутой вторичной размагничивающей обмоткой. Это обуславливает и небольшое падение напряжения в линии. При возникновении к.з, в цепи нагрузки, вторичная обмотка разрывается коммутатором 5 и сопротивление ТУ автоматически и безинерционно во много раз возрастает благодаря размещению третичной размагничивающей обмотки на другом стержне, Наступает глубокое ограничение тока к.з, не только установившегося, но и ударного. 3 ил.

tw

1684819

35 тивное сопротивление первой пары обмоток (х 1-z) значительно меньше индуктивного сопротивления второй пары (х,1-3).

Поэтому результирующее сопротивление устройства в нормальном режиме первичной цепи будет меньше меньшего сопротивления х,1-2 (фиг,3 а) и его сопротивление определяется правилом параллельного сложения параллельных цепей. При возникновении в первичной цепи сверхтока нагрузки или тока к.з. сверх тока срабатывания коммутирующего аппарата 5, последний разрывает цепь вторичной раэмагничивающей обмотки. Это равнозначно разрыву цепи х,1-2 в схеме замещения (фиг.2) и результирующее сопротивление устройства автоматически возрастает до значения х,1-з (фиг.3 б).

Теоретической основой изложенного выше принципа действия предлагаемого устройства является известная из теории трансформаторов зависимость индуктивно40

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, а именно к токоограничивающим устройствам трансформаторного типа, и может применяться для ограничения сверхтоков и токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением до 1 кВ и выше.

Цель изобретения — упрощение конструкции, расширение области применения и повышение надежности устройства.

На фиг.1 изображена однолинейная схема включения предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 — схемы замещения устройства для разных режимов работы.

Рабочая обмотка 1 включается последовательно в первичную цепь нагрузки и размещена на одном из стержней магнитопровода, На этом же стержне располагается вторичная размагничивающая обмотка 2, а третичная раэмагничивающая обмотка 3 размещена на другом стержне магнитопровода 4. Коммутирующий аппарат 5 замыкает цепь вторичной размагничи-, вающей обмотки. Магнитопровод не имеет немагнитных зазоров и выполняЕтся по аналогии с магнитопроводом однофаэного трансформатора.

Устройство работает следующим образом, В нормальном эксплуатационном режиме, когда по первичной цепи и по рабочей обмотке 1 устройства протекает ток нагрузки, обе размагничивающие обмотки замкнуты накоротко. Схема замещения устройства для этого случая показана на фиг.2, где указан ы параллел ь но друг другу индуктивности короткого замыкания пар обмоток: первичной-вторичной и первичной-третичной. Индуксти короткого замыкания пар обмоток от расстояния между ними, среднего диаметра обмоток и т,д.

1,256 Р/ > Оср д 10 — в е

При расположении вторичной обмотки на одном стержне с первичной расстояние д1 между ними мало. Соответственно и

Lk,1-2 имеет небольшую величину, Чем меньше д1-2, тем меньше Ь,1-2. При расположении первичной и третичной обмоток на разных стержнях и увеличении расстояния между ними д1— - з пропорционально возрастает и индуктивность короткого замы кания

4К,1-З.

Благодаря размагничивающему действию вторичной и третичной обмоток магнитопровод находится в ненасыщенном состоянии как в нормальном эксплуатационном режиме, так и при коротком замыкании в цепи нагрузки. Этим обеспечивается синусоидальность формы кривой тока нормального режима и режима к,э. первичной цепи нагрузки. Это же обстоятельство позволит уменьшить расход электротехнической стали на изготовление магнитопровода предлагаемого токоограничивающего устройства по сравнению с расходом стали силового трансформатора одинаковой пропускной способности. При к.э. в цепи нагрузки сопротивление устройства автоматически и безынерционно возрастает почти в 10 раз. Это позволяет устройству ограничить не только периодическую слагающую тока к,з., но и начальное значение апериодической слагающей тока к,з. В результате ударный ток к.э. в цепи нагрузки может оцениваться по известной методике по периодической слагающей тока к.з.

До к,з. ток в цепи третичной обмотки равен нулю (4 = О), так как эта обмотка шунтирована вторичной обмоткой, Во вторичной обмотке течет ток так же как и по рабочей обмотке. Так как общее сопротивление устройства мало, то потери напряжения также малы. В момент к.з. никаких опасных бросков тока и напряжения не наблюдается как при а = О, так и а = 90 и других углах включения, Исключение составляет ток во вторичной обмотке (12), который затем затухает до нуля практически эа

1,5-2 периода.

После отключения к.э. устройство остается подключенным к сети и выполняет роль нагрузки, Это промежуточное состояние устройства. Для приведения его в рабочее состояние необходимо включить коммутирующий аппарат.

1684819

Составитель Е.Волков

Техред М.Моргентал

Редактор О.Спесивых

Корректор В.Гирняк

Заказ 3509 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Предлагаемое устройство обладает высокой токоограничивающей способностью.

Это позволит снизить требования к злектрическим аппаратам по отключающей способности, по условиям злектродинами- 5 ческой и термической стойкости, а также устанавливать более легкие и менее габаритные электрические аппараты.

Формула изобретения

Токоограничивающее устройство, со- 10 держащее замкнутый магнитопровод, первичную обмотку, размагничивающие обмотки, расположенные на разных стержнях магнитопровода, коммутирующее устройство, подключенное к одной из размагничивающих обмоток, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, расширения области применения и повышения надежности устройства путем снижения его сопротивления в нормальном режиме работы, магнитопровод выполнен замкнутым, первичная обмотка и первая размэгничивающая обмотка с коммутирующим устройством размещены на одном стержне магнитопровода, а вторая размагничивающая обмотка замкнута накоротко.