Устройство для компенсации эдс поврежденной фазы при однофазных замыканиях в сетях с незаземленной нейтралью

 

Использование: предотвращение протекания через место замыкания тока, обусловленного падением напряжения из-за большого тока нагрузки. Сущность изобретения: при возникновении замыкания в сети блок 13 распознавания поврежденной фазы выдает сигнал блоку 4 коммутационных элементов на замыкание соответствующей пары коммутационных элементов 5-10. Если замыкание имеет характер металлического, симметричный тиристорный разрядник 12 заперт и падение напряжения от тока нагрузки не может вызвать каких-пибо дополнительных токов в месте замыкания. 2 ил. VI со V4 Os (Я Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и) 01) (я)э Н 02 Н 9/08

ГОСУДАРСТВЕН-Ы и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И.ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

:(ИOЧ 3

6д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4827050/07 (22) 21,05.90 (46) 30.05.92. Бюл, hh 20 (71) Институт прикладной математики и механики АН УССР и Донецкий политехнический институт (72) В.К, Обабков и,Ю.Н. Целуевский (53) 621.316.925(088.8) (56) Степанчук Д.Н., Солдатов В.Ф., Iliaленко Н.С., Никольский Г.И. Компенсация йотенциалз поврежденной фазы в. кабельных сетях 3-10 кВ. — Электрические станции, 1983, М 5, с;46-48. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ эдс повввждвн нов файв ы при одноФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ В СЕТЯХ С НЕ3АЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Использование: предотвращение протекания через место замыкания тока, обусловленного падением напряжения из-за . большого тока нагрузки. Сущность изобретения: при возникновении замыкания в сети блок 13 распознавания поврежденной фазы выдает сигнал блоку 4 коммутационных элементов на замыкание соответствующей пары коммутационных элементов 5-10. Если замыкание имеет характер металлического, симметричный тиристорный разрядник 12 заперт и падение напряженйя от тока нагрузки не может вызвать каких-либо дополнительных токов в месте замыкания. 2 ил.

1737615

Изобретение относится к электроэнергетике и может использоваться в трехфазных распределительных сетях напряжением 6-35 кВ для полного подавления других процессов при однофазных замыканиях на землю (03H3) и предотвращения развития данного вида повреждений. в более тяжелые аварии, например в междуфаэные короткие замыкания.

Известно устройство для компенсации полного. тока однофаэного замыкания, способное IlollHocTblo подавлять дуговые процессы в месте 03Н3, Устройство содержит помимо подключенного к нейтрали сети плунжерного ДГР с устройством автонастройки компенсации емкостных токов, связанного с сетью через датчик напряжений сети, также кампенсатор активной составляющей в виде включенного поспедовательно с ДГР однофаэного зависимого инвертора. Инвертор питается постоянным током от управляемого выпрямителя, к управляющему входу которого подключен выход авторегулятора компенсации активной составляющей, также связанного с сетью через датчик напряжений сети. Выход датчика напряжений сети, кроме того, подан на входы блока распознавания режима работы сети и блока распознавания поврежденной фазы, выходы которых связаны с дополнительными входами авторегуляторов компенсации емкостной и активной составляющих токов 03Н3.

Недостатком устройства являются низкое быстродействие плунжерного ДГР, проявляющееся в возобновлении на некоторое время дуговых пробоев в месте ОЗНЗ в том случае, если в режиме ОЗНЗ произошла расстройка компенсации. Кроме того, устройство достаточно громоздко.

В устройствах с автоматическим шунтированием поврежденной фазы гашение дугового процесса в месте 03Н3 происходит в момент наложения шунта. Подобные устройства содержат три заземляющих однофазных выключателя, подключенные к фазам сети, датчик напряжений сети, связанные с его выходом блок распознавания поврежденной фазы и блок распознавания режимов работы сети, а также блок управления выключателями, через который блок распознавания. поврежденной фазы связан с однофазными выключателями.

Недостатками этих устройств являются высокие требования к быстродействию, так как при задержке в наложении шунта свыше

I периода частоты сети резко снижается вероятность самоустранения 03Н3. При этом сокращение времени, отводимого на распознавание поврежденной фазы, неизбежно снижает надежность указанного распознавания. Неправильное распознавание поврежденной фазы приводит к короткому замыканию с протеканием токов к.з. через заземляющий выключатель и место 03Н3, 5 что способствует дальнейшему развитию аварии и, кроме того, может привести к отключению потребителей электроэнергии и к выходу из строя устройства.

Аналогичные недостатки имеют устрой10 ства компенсации ЭДС поврежденной фазы при помощи однофазного (компенсирующего) трансформатора, включенного между нейтралью сети и землей. Подобные устройства содержат помимо указанного транс15 форматора также связанный с сетью датчик напряжений сети, выход которого подключен к входу блока распознавания поврежденной фазы, управляющего коммутационными элементами, которые в зависимости от повреж20 денной фазы подключают к первичной (низковольтной) обмотке трансформатора сооттветствующую фазу трехфазного низковольтного источника ЭДС (например, трансформатора), сфазированного с ЭДС

25 источника питания сети.

Недостатком, присущим только рассматриваемым устройствам и также являющимся следствием низкоомности, является протекание через место замыкания тока, 30 вызванного неидеальностью трансформаторов. Для устранения этого (последнего) недостатка предлагается добавлять к ЭДС низковольтного источника дополнительные автоматически регулируемые ЭДС, компен35 сирующие падения напряжений.на внутренних сопротивлениях трансформаторов, что весьма усложняет конструкцию и снижает ее надежность.

Недостаток рассматриваемого класса

40 устройства (высокие требования к быстродействию, в том числе к быстродействию блока распознавания поврежденной фазы) устраняется путем комбинирования компенсации ЭДС поврежденной фазы при по45 мощи однофазного компенсирующего трансформатора с автокомпенсацией емкоcTHblx токов при помощи дугогасящего реактора.

Наиболее близким к предлагаемому

50 является устройство, содержащее подключенный к сети приеоединительный понижающий трансформатор, между выводом нейтрали которого и землей включен ДГР, снабженный дополнительной обмоткой. С

55 указанной дополнительной обмоткой ДГР связан блок коммутационных элементов, состоящий из трех параллельно включенных ветвей, каждая иэ которых образована двумя последовательно соединенными коммутационными элементами (симисторами), 1737615

Точки соединения укаэанных ветвей образуют выходные полюсы блока коммутэционwx элементов, а к трем точкам соединения коммутационных элементов s ветвях подключены выводы трех фаз вторичной обмотки присоединительного трансформатора, Выходные полюсы блока коммутационных элементов подключены к дополнительной обмотке ДГР (через сопрягающий транс-. форматор, наличие которого необязательно при соответствующем коэффициенте. трансформации присоединительнога трансформатора или ДГР).

Устройство-прототип содержит также подключенный к сети датчик напряжений сети (например, трехфазный измерительный трансформатор напряжений). выход которого подключен к входу блока распознавания поврежденной фазы и к первому входу блока автонастройки компенсации, второй вход которого соединен с выходом блока распознавания поврежденной.фазы. Выход блока распознавания поврежденной фазы подан . также на управляющий вход блока коммутационных элементов таким образом, что при распознавании какой-либо фазы в качестве поврежденой в режиме 03Н3 замкнувшаяся в указанном блоке пара коммутационных элементов пбдключэет к дополнительной обмотке ДГР ту фазу вторичной обмотки присоединительного трансформатора, напряжение на которой синфазно с ЭДС поврежденной фазы.

Наличие дополнительной обмотки. на

ДГР в устройстве-прототипе придает ДГР дополнительные функции компенсирующего трансформатора рассмотренных аналогов. . Поэтому подключение к дополнительной об. мотке ДГР соответствующей фазы вторичной обмотки присоединительного трансформатора приводит к тому, что ЭДС, трансформируемая в основную обмотку ДГР, в значительной мере компенсирует ЭДС поврежденной фазы. что, в свою очередь, приводит к существенному снижению напряжения поврежденной фазы и к подавлению дугового процесса в месте 03Н3, Выход блока автонастройки компенсации подключен к входу исполнительного органа ДГР (например, привода плунжера, в случае ДГР плунжерного типа). Образованная при этом замкнутная система автонастройки емкостных токов 03Н3 поддерживает резонансную настройку контура нулевой последовательности сети (КНПС).

Для устройства-прототипа значительно смягчены требования к быстродействию распознавания поврежденной фазы, тэк как резонансная настройка КНПС приводит к тому, что после первого же дугового пробоя в месте 03HS свободные колебания, возбужденные в КНПС данным пробоем, в течение достаточно длйтельного времени (до

10-20 периодов) компенсируют ЭДС поврежденной фазы, обусловливая медленное нарастание напряжения на поврежденной фазе,(и как следствие — высокий процент самоустранения ОЗНЗ). Полученный при этом запас времени на распознавание по10 врежденной фазы no3sonser выполнить эту операцию с достаточной надежностью. После завершения операции распознавания

55 поврежденной фазы и срабатывания соответствующих коммутационных элементов в дальнейшем ЭДС поврежденной фазы компенсируется за счет ЭДС, трансформируемой иэ дополнительной обмотки ДГР.

Главным недостатком устройства-прототипа является низкое сопротивление контура "присоединительный трансформатор— блок коммутационных элементов — компенсирующий трансформатор на основе ДГР— место 03H3 — цепи заземления" (ниэкоомность), Это приводит к протеканию s указанном низкоомном контуре тока, вызванного падением напряжением оттока нагрузки на участке поврежденной фазы линии от места установки присоеринительного трансформатора до места 03Н3.

При металлических ОЗНЗ этот ток может многократно превышать ток 03 Н 3, Возникновение подобных дополнительных токов резко снижает эффективность устройства, повышается вероятность развития пожаров, междуфазных замыканий вблизи места 03Н3 и поражения электротоком. Попытки устранить этот недостаток введением дополнительных автоматически регулируемых: компенсирующих напряжений;- направленных на компенсацию падения напряжения от тока нагрузки подобно тому; как это делается в указанных устройствах для компенсации неидеальности компенсирующего трансформатора, наталкиваются на следующие трудности.

Во-первых, принципиальная сложность получения информации о падении напряжения нэ указанном участке линии, так как расстояние до места 03Н3 неизвестно, а данное питание напряжения, в общем случае, сложно отличить от падения напряжения в месте ОЗНЗ, поскольку сопротивление "фаза-земля" в месте 03Н3 и емкостныйток сети обычно также неизвестны.

Во-вторых, это сложность реализации регулируемых источников ЭДС для подобных целей, Кроме того, низкоомность обусловливает критичность устройства-прототипа к точности компенсации ЭДС поврежденной фазы вводимым в нейтраль напряжением, 1737615

30 ра, датчик напряжений сети, выход которого подсоединей к входу блока распознавания поврежденной фазы и к первому входу блока автонастройки компенсации, выход которого подключен к входу исполнительного органа 35 реактора; а выход блока распознавания поврежденной фазы подсоединен к второму входу блока автонастройки компенсации и управляющему входу блока коммутационных элементов, между вторым входом блока 40 коммутационных элементов и вторым выводом дополнительно обмотки дугогасящего реактора включен симметричный тиристорный разрядник.

При возникновении в сети 03Н3 к после- 45 довательно включенным дополнительной обмотке ДГР и тиристорному разряднику прикладывается напряжение, синфаэное с

ЭДС поврежденной фазы и равное по амплитуде ЭДС поврежденной. фазы, умноженной 50 на коэффициент трансформации от дополнительной обмотки ДГР к его основной обмотке, Напряжение срабатывания тиристорного зарядника рассчитывается исходя из максимально возможной разницы между 55 напряжением "нейтрапь присоединительного трансформатора — место 03H3" (куда входят ЭДС поврежденной фазы, падение напряжения на проводниках сети от токанагрузки, падение напряжения на индукпоскольку даже незначительные их отличия, вызванные, например, неточностью установки коэффициентов трансформации или же неидеальностью компенсирующего трансформатора (на основе ДГР) и присоединительного трансформатора, приводят к весьма значительным токам через место замыкания в режимах ОЗНЗ.

Целью изобретения является повышение эффективности в работе устройства и улучшение условий безопасности при металлических однофазных замыканиях путем .предотвращения протекания через место

03Н3 тока, обусловленного падением напряжения (на проводниках поврежденной фазы участка линии от места установки устройства до места однофазного замыкания), вызванного током нагрузки. укаэанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем подключенный к сети присоединительный понижающий трансформатор, между выводом нейтрали которого и землей включен дугогасящий реактор, снабженный дополнительной обмоткой, блок коммутационных элементов, подключенный тремя входами к соответствующим фазам вторичной обмотки присоединительного трансформатора, а первым выходом связанный. с первым выводом дополнительной обмотки дугогасящего реакто5

10 15

20 тивностях рассения и активном сопротивлении первичной обмотки присоединительного трансформатора) и напряжением между выходными полюсами блока коммутационных элементов (куда входят ЭДС поврежденной фазы и падение напряжения в присоединительном трансформаторе), с учетом коэффициента Кт трансформации между обмотками

ДГР, Если в сети возникло низкоомное (металлическое) 03Н3, то напряжение на разряднике, равное указанной разнице напряжений (с учетом коэффициента Кт трансформации ДГР), не превысит напряжения отпирания разрядника, который останется запертым. При этом в сети будет действовать только лишь компенсация емкостного тока 03Н3, в месте замыкания будет протекать активная составляющая и высшие гармоники (что при металлическом

03Н3 неопасно в связи с малым сопротивлением замыкания и, следовательно, незначительной величиной выделяемой на нем мощности), а падение напряжения на линии от тока нагрузки так же как и неидеальность трансформаторов вследствие запертого состояния разрядника не смогут вызвать дополнительного тока через место 03Н3.

Если в сети возникает перемежающееся дуговое 03Н3, то по мере затухания свободных колебаний в КНПС, вызванных дуговым пробоем, вместе с напряжением на поврежденной фазе будет нарастать и напряжение на тиристорном разряднике (которое при запертом разряднике, приблизительно пропорционально с коэффициентом пропорциональности Кт напряжению на поврежденной фазе). Так как в подавляющем большинстве случаев напряжение пробоя дугового промежутка значительно больше напряжения отпирания тиристорного разрядника (которое, будучи приведенным к "высокой" стороне, т.е. будучи поделенным на коэффициент Кт трансформации между обмотками

ДГР, составляет, как правило, величину 300500 В), указанный разрядник срабатывает, подключая к дополнительной обмотке ДГР фазу вторичной обмотки присоединительного трансформатора, вследствие чего напряжение смещения нейтрали сети устанавливается приблизительно равным ЭДС поврежденной фазы.

Вследствие этого напряжение на. поврежденной фазе и напряжение на тиристорном разряднике уменьшаются практически до нуля, тиристоры разрядника запираются и процесс повторяется. Таким образом, срабатывания тиристорного разрядника приведут к поддержанию на поврежденной фазе напряжения, не выходящего за пределы напря1737615

10 жения его срабатывания, в результате чего дуговой процесс в месте ОЗНЗ будет подавлен, Это приведет. в свою очередь, к исключению возможности дальнейшего развития повреждения. Незначительные величины 5 тока через место глухого ОЗНЗ, как и ликвидация дугового процесса в режиме перемежающегося дугового 03Н3 существенно улучшают условия электробезопасности.

Кроме того, отсутствие срабатываний раз- 10 рядника при наличии в сети ОЗНЗ свидетельствует о том, что в сети существует глухое ОЗНЗ. Таким образом, появляется информация о характере 03Н3 в сети, что расширяет функциональные возможности 15 устройства.

На фиг.1 показан пример функционально-принципиальной схемы предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема замещения контура нулевой последовательности сети 20 (с предлагаемым устройством) при 03Н3 в фазе С.

На фиг.1 приняты следующие обозначения; трехфазная сеть 1 с незаземленной нейтралью, с фазными ЭДС источника пита- 25 ния, равными Ед(1), Ea(t) и Ec(t), с емкостями между фазами сети и землей, равными Сд, Св и Сс, и с сопротивлениями нагрузки по. врежденной линии, равными Енд, Хна и 2нС, через которые протекают фазные токи на- 30 грузкй, равные IHA(t), IHB(t) и lac(t); присоединительный трансформатор 2 с дугогасящим реактором (ДГР)3, включенным между нейтралью присоединительного трансформатора и землей и снабженным дополнительной 35 обмоткой с коэффициентом трансформации между основной и дополнительной обмотками, равным Кт, блок 4 коммутационных элементов; коммутационные элементы 510, входящие в его состав; симметричный 40 тиристорный разрядник 11 с напряжением срабатывания +14; датчик 12 напряжений сети (ДНС); блок 13 распознавания поврежденной фазы, управляющий коммутационными элементами 5 — 10 блока 4 коммутационных 45 элементов; блок 14 автонастройки компенсации (АН К), выход которого подключен к входу исполнительного органа 15 (ИОР) дугогасящего реактора 3.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: источник 16 ЭДС фазы С присоединительного трансформатора 2 (Ecn(t)), приведенной к основной обмотке ДГР 3;

Е cn(t) - КтЕсп(т): 17 и 18 — приведенные к 55 основной обмотке ДГР 3 соответственно

-г индуктивность L pn = К т Lpn оассения и активное сопротивление R = К >Rn присоединительного тра н сфо рматора 2; 19 эквивалент тиристорного разрядника 11 (TP) с напряжением срабатывания +К rUa, приведенным к основной обмотке ДГР 3; 20 и 21- приведенныв к основной обмотке О,ГР

3 соответственно индуктивность L p2 K т -рг рассеяния и активное сопротивление и рг К тйргдополнительной обмотки ДГР 3, 22- индуктивность 4 контура намагничивания ДГР 3; 23 и 24 — соответственно индуктивность Lyt и активное сопротивление Rp1 основной обмотки ДГР 3; 25 — суммарная емкость С - Сд+ Св+ Сс между фазами сети и землей; 26 — ЭДС Ec(t) источника питания поврежденной фазы сети 1; 27 — источник

ЭДС Enpft), равной падению напряжения (-Е р() на фиг.1) на проводнике поврежденной фазы С (на участке линии от места установки устройства до места 03H3) от тока

Ipc(t) нагрузки Zpc (см.фиг,1), Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы сети указанный режим выявляется блоком 13 распознавания поврежденной фазы, например, по низкому значению амплитуды е> напряжения e(t) смещения нейтрали, подаваемого на блок 13 РПФ датчиком 12 напряжений сети. Сигнал о поврежденной фазе с выхода блока 13 РПФ на вход блока 4 коммутационных элементов в нормальном режиме не по- ступает, вследствие чего коммутационные элементы 5 — 10 разомкнуты. Блок 1 1 автоматической настройки компенсации, изменяя индуктивность ДГР 3, поддерживает резонансное состояние контура нулевой последовательности сети (КН ПС).

При возникновении 03Н3 (например, в фазе С на фиг,1) блок 13 распознавания поврежденной фазы, определив указанный режим, например, по повышению амплитуды

em напряжения e(t) смещения нейтрали свыше определенного порога (порядка 0,15Em, где Em — амплитуда фаэной ЭДС сети) и распознав поврежденную фазу, выдает сигнал блоку 4 коммутационных элементов на замыкание соответствующей пары коммутационных элементов 5-10. Так, при 03Н3 в фазе А замыкаются элементы 5 и 10, при

03Н3 в фазе В замыкаются элементы 8 и 9, а при 03Н3 в фазе С замыкаются элементы 6 и

7. Кроме того, информация о поврежденной фазе передается в блок 14 автонастройки компенсации и он продолжает поддерживать резонансную настройку КНПС.

Процессы, происходящие в сети после замыкания соответствующих коммутационных элементов блока 4 удобно рассматри,вать с привлечением схемы замещения

КНПС, показанной на фиг.2. При этом, для ойределенности, полагаем, что 03Н3 произошло в фазе С, т.е. замкнулись коммута1737615

12 з

e(to+ Ь) = Ec(to+ Л)+ ни

+ Епр(то+ Ь)Ес(То+А ). (2) етс

Далее, по мере протекания затухающе- 50 р го переходного процесса, оно частично ком- чае пенсирует фэзную ЭДС Ec(t). Поэтому ле напряжение

Ua(t) = Ec(t)+ Епр(с) - e(t)=Ec(t) - e(t) эти на поврежденной фазе медленно возрастает 55 не (по мере затухания е(с), После рэспознава- опа ния поврежденной фазы блоком 13 и замы- го. кения соответствующих коммутационных нэ элементов 5-10 (в рассматриваемом случае та

t епементое 6 и 7) напряжение Ор(а) (на аяе- об ционныв элементы 6 и 7 (фиг.1) и, следовательно;

Е сф) - КтЕф). (1)

Если 03Н3 в сети имеет характер металлического, т.в. Оз(т) О, то справедливо равенство е(1) - Ec(t) + Enp(t).

Как видно из схемы, изображенной на фиг.2, при малости параметров Lpt и Rpt, напряжение 0 p(t) на элементе 19 (TP). изображающем тиристорный разрядник 11, в режиме металлического 03Н3 приблизительно равно -падению -Enp(t) нэпряжвния на проводниках линии от тока нагрузки, что недостаточно для отпирания упомянутого разрядника.и поэтому последний заперт.

Падение напряжения -Епр(т) на линии от тока нагрузки при запертом разряднике не может вызвать каких-либо дополнительных токов в месте 03Н3. В условиях резонансной настройки КНПС(в С вЂ” ) через ме1 сто повреждения протекает тольке лишь активная составляющая тока 03Н3 (емкост. ная скомпенсирована реактором 3, которому соответствует индуктивность L нэ фиг.2) и высшие гармоники, Вследствие их относительно небольшой величины и низкого сопротивления 03Н3 в указанном месте не может выделиться сколько-нибудь значительная мощность (и напряжение). Поэтому ОЗН3 не может развиться в междуфазное замыкание и, кроме того, длительная эксплуатация сети в подобном режиме не может приводить к пожарам или электротрэвмэтизму.

Если в сети возникло перемежающееся дуговое ОЗНЗ (в момент времени to), то первый же дуговой пробой возбуждает в НКПС колебательный переходный процесс с частотой cu c = (оС), равной частоте в сети (так как КНПС был предварительно настроен в резонанс в нормальном режиме работы сети блоком 14 автонастройки компенсации).

После погасания дуги (в момент времени

tо+ Ь, где Л вЂ” малая величина) напряжение e(t) смещения нейтрали оказывается равным менте 19 схемы замещения. изображающем разрядник 11), как следует из фиг.2, будет описываться выражением

0 р(1)"- Е cd) - e(t), 5 а с учетом (1) данное выражение принимает следующий вид:

Up(t) - Ec(t) - е(фъ Оз(т) - Enp(t).

При выходе напряжения U р() за границы интервала (-Ктр 0о, Ктр Uo) элемент 19

10 отпирается (что,соответствует отпиранию одного из тиристоров разрядника 11).

Вследствие этого. источник 16 окажется подключенным параллельно (если пренебречь малыми параметрами L pni и и, L p2, R p2i Lp1, 15 Йр1) емкости 25 С. В результате окажется, что e(t)-"E cn(t) - Ec(t), а напряжение Ugt) на поврежденной фазе не превышает амплитуды падения напряжения -Enp(t) на линии от тока нагрузки. После перезаряда емкости 25

20 С(в момент времени о) ток через элемент 19 прекратится, т.е, разрядник 11 запрется, а переходный процесс в напряжении e(t) начнется со следующих начальных условий: е(аД - Е с(И) - Ec(tt).

25 Поскольку данная ситуация практически AollHDctblo тождественна ситуации (2), далее процесс повторяется.

В итоге через разрядник 11 (или 19) протекает последовательность импульсов Ip(t) (или

30 рф)), а напряжение 0ф) поврежденной фазы не выходит зэ пределы (-Uo-Е пр, 0о + Е пр), где Е пр — амплитуда падения напряжения

-Enp(t) на линии от тока нагрузки. Указанная. последовательность импульсов тока lp(t)

35 обеспечивает возмещение потерь энергии в

КНПС вследствие активной проводимости изоляции сети и потерь в стали и в меди ДГР

3, в результате чего в КНПС поддерживаются колебания с амплитудой и фазой, близкими к

40 амплитуде и фазе ЗДС EC(t) поврежденной фазы, Вследствие относительно небольшой величины Но {порядка 0,1 Е)п), возникающие в момент отпирания тиристоров разрядника 11 высокочастотные переходные процессы не45 значительны и не могут создавать перенапряжений сколько-нибудь опасных для и оляции. В большинстве случаев напряжее пробоя дугового промежутка оказывая выше величины 0о + E np, и дуговой оцесс в месте 03 НЗ прекращается. В слу-. весьма существенного ослабления диэктрической прочности изоляции (до ичины ниже Uo+ Еепр) возникающие в х условиях перенапряжения тем более значительны и не представляют какой-либо снасти для изоляции сети и высоковольтнооборудования. Падение напряжения -Enp(t) проводниках сети на протяжении от мвсустановки устройства до места ОЗНЗ, условленное. током нагрузки, не создает

1737615

5

20

40

50 при этом какого-либо дополнительного тока в месте 03Н3. Не ухудшают условий подавления дуговых 03Н3 и неидеальность присоединительного трансформатора 2-и трансформатора на основе ДГР 3, так как при.запертом разряднике 11 ток в цепи дополнительной обмотки ДГР 3 не протекает и падение напряжения на эквивалентных элементах 17, 18, 20, 21 отсутствует. Существенно и то. обстоятельство, что при возникновении расстройки компенсации емкостных токов в режиме перемежающегося дугового 03Н3, напряжение на поврежденной фазе, тем не менее, не выходит за пределы (-Uo-E np, Uo + Е пр) (в этом случае только лишь учащаются срабатывания разрядника 11). Поэтому требования к быстродействию автонастройки емкостной составляющей в режимах ОЗНЗ не являются жесткими и. определяются, главным-о6разом, тепловым режимом разрядника 11 и дополнительной обмотки ДГР 3. Распознавания факта восстановления нормального режима работы сети может выполняться блоком 13 распознавания поврежденной фазы путем пробного размыкания коммутационных элементов 5-10 через некоторое время (1 0-30 с) после возникновения 03Н3.

Предлагаемое изобретение позволяет устранить один из основных недостатков всех устройств трансформаторной компенсации ЭДС поврежденной фазы — протекание через место металлического ОЗНЗ тока, вызванного падением напряжения (от тока нагрузки) на проводниках поврежденной фазы участка линии между местом установки устройства и местом 03Н3. В результате подобное достаточно просто реализуемое, техническое решение приближается по зффективности к компенсации полного тока

03Н3. В тех случаях, когда на ДГР предусмотрена дополнительная обмотка достаточной мощности, данное техническое решение оказывается более предпочтительным, чем автоматическое шунтирование поврежденной фазы (даже если в последнем случае приняти меры против протекания части тока нагрузки через шунт, цепи заземления и место 03H3), благодаря тому, что коммутационные операции выполняются на низком напряжении, Его использование существенно повышает вероятность самоустранения ОЗНЗ, резко снижает вероятность дальнейшего развития аварии, возникновения междуфазных коротких замыканий, пожаров. а также опасность электротравматизма, Поэтому может быть допущена длительная эксплуатация сети. оснащенной предлагаемым устройством, при наличии в ней 03Н3, что позволяет отложить переключения, отключения и ремонтные работы на время, удобное для потребителей электроэнергии и тем самым сократить ущерб от перерывов в электроснабжении. В конечном итоге использование предлагаемого устройства ведет к повышению надежности и безопасности электроснабжения.

Формула изобретения

Устройство для компенсации. ЭДС поврежденной фазы при однофазных замыканиях в сетях с незаземленной нейтралью, содержащее подключенный к сети присоединительной понижающий трансформатор, между выводом нейтрали которого и землей включен дугогасящий реактор, снабженный дополнительной обмоткой, блок коммутационных элементов, подключенный тремя входами к соответствующим фазам вторичной обмотки присоединительного трансформатора, а первым выходом связанный с первым выводом дополнительной обмотки дугогасящего реактора, датчик напряжения сети, выход которого подсоединен к входу блока распознавания поврежденной фазы и к первому входу блока автонастройки компенсации, выход которого подключен к входу исполнительного органа реактора, а выход блока распознавания поврежденной фазы подсоединен к второму входу блока автонастройки компенсации и управляющему входу блока коммутационных элементов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы и безопасности при возникновении в сети глухих однофазных замыканий на землю, между вторым выходом блока коммутационных элементов и вторым выводом дополнительной обмотки дугогасящего реактора включен симметричный тиристорный разрядник, 1137615

Составитель Ю.Целуевский

Техред М.Моргентал Корректор М.Шароши

Редактор С.Лисииэ

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

Заказ 1901 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

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