Дугогасящий агрегат для компенсации емкостных токов замыкания на землю


 


Владельцы патента RU 2551952:

Петров Михаил Иванович (RU)

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам для компенсации емкостных токов замыкания в электрических сетях 6-35 кВ. Технический результат состоит в снижении активных потерь электроэнергии, материалоемкости и габаритных размеров, повышении надежности в эксплуатации и упрощении технического обслуживания. Дугогасящий агрегат содержит нейтралеобразующий трансформатор и реактор, размещенные в одном корпусе. Магнитопровод дугогасящего агрегата выполнен на четырех стержнях. На трех пространственных стержнях, расположенных под углом 120° относительно друг друга, установлены рабочие обмотки нейтралеобразующего трансформатора, соединенные по схеме «зигзаг». На четвертом стержне магнитопровода, имеющего воздушные зазоры и установленного в центре трехфазной магнитной системы, имеется рабочая обмотка, выводы которой подключены к нейтрали трехфазного трансформатора и шине заземления. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и предназначено для компенсации емкостных токов замыкания в электрических сетях 6-35 кВ.

Известны устройства компенсации емкостных токов замыкания на землю, включающие нейтралеобразующий трансформатор и дугогасящий реактор [1, 2, 3]. Установка отдельных трансформаторов для получения искусственной нейтрали и дугогасящих реакторов приводит к увеличению количества установленного оборудования, коммутирующих аппаратов, капитальных и эксплуатационных затрат.

Имеются однокорпусные агрегаты - совмещенные регулируемые реактор-трансформаторы трехфазного типа [4], но они предназначены для компенсации избыточной реактивной мощности линий электропередач, т.е. используются в качестве шунтирующих, и не могут быть применены для дугогашения при однофазных замыканиях на землю в распределительных электрических сетях 6-35 кВ.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является трехфазный однокорпусный агрегат заземления фаз с дополнительной обмоткой на стержне с воздушными зазорами [5]. В этом устройстве совмещены нейтралеобразующий трехфазный трансформатор с соединением обмоток в «зигзаг» и дугогасящий реактор с воздушными зазорами. Магнитопровод агрегата содержит четыре стержня, которые находятся в одной плоскости. На трех стержнях магнитопровода расположены рабочие обмотки нейтралеобразующего трансформатора, на крайнем, четвертом стержне, имеющем воздушные зазоры, установлена обмотка дугогасящего реактора с выводами, соединенными с нейтралью трансформатора и шиной заземления.

Расположение всех стержней магнитопровода в одной плоскости приводит к магнитной несимметрии фаз. В обычных трехфазных трансформаторах магнитная несимметрия фаз не оказывает существенного влияния при их эксплуатации. В совмещенном устройстве-прототипе намагничивающая сила, создаваемая током замыкания на землю, протекающая по трем основным обмоткам, будет значительной, и в ярмах будет иметь место наложение токов. Поэтому, чтобы исключить влияние асимметрии магнитных цепей фаз, находящихся в одной плоскости, при проектировании требуется выбирать низкое значение индукции, что приводит к расходу материалов.

Кроме того, расположение рабочей обмотки реактора на крайнем стержне магнитопровода, имеющем воздушные зазоры, вблизи стенки бака приводит к росту активных потерь от потоков рассеяния и для их снижения требуется увеличить массогабаритные размеры агрегата.

Целью предлагаемого изобретения являются снижение активных потерь электроэнергии, материалоемкости и габаритных размеров, повышение надежности в эксплуатации и упрощение технического обслуживания.

Цель снижения активных потерь электроэнергии, материалоемкости и габаритных размеров достигается тем, что магнитопровод однокорпусного дугогасящего агрегата выполняется пространственным, симметричным расположением трех стержней фаз нейтралеобразующего трансформатора на 120° относительно друг друга. При этом четвертый стержень, собранный из последовательно соединенных вставок магнитопровода и воздушных зазоров, находится в центре симметричной трехфазной пространственной системы стержней с обмотками нейтралеобразующего трансформатора.

Установка стержня магнитопровода в центре симметричной трехфазной системы магнитопровода приводит к устранению магнитной несимметрии фаз и к снижению активных потерь от замыкания магнитных потоков рассеяния через стенки бака, так как рабочий стержень реактора находится практически в середине бака. Выполнение однокорпусного дугогасящего агрегата снижает материалоемкость и габаритные размеры

Цель повышения надежности работы в эксплуатации и упрощении обслуживания достигается снижением количества коммутирующих аппаратов. Для управления дугогасящим агрегатом требуется установка выключателей только со стороны питания.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что предложенный дугогасящий агрегат для компенсации емкостных токов замыкания на землю при его реализации обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в снижении активных потерь электроэнергии, материалоемкости, габаритных размеров, повышении надежности в эксплуатации и упрощении технического обслуживания.

На фиг.1 изображена пространственная схема расположения стержней и обмоток трех фаз трансформатора и реактора с верхними и нижними ярмами дугогасящего агрегата.

Предлагаемый дугогасящий агрегат для компенсации емкостных токов замыкания на землю на фиг.1 содержит совмещенный нейтралеобразующий трансформатор, выполненный на трех стержнях магнитопровода 1, 2, 3 с парой обмоток 7, 8, 9 на каждом стержне. Стержни 1, 2, 3 с обмотками в пространстве сдвинуты на 120° и соединяются между собой с помощью верхних 5 и нижних 6 ярем по схеме симметричной звезды. Между центральными частями верхних и нижних ярем установлен стержень магнитопровода 4 со вставками через воздушные зазоры 10. Воздушные зазоры со вставками 10 находятся внутри обмотки 11. Рабочие обмотки трех фаз соединены по схеме «зигзаг» и образуют искусственную нейтраль (точка 0, фиг.1). Такое соединение обмоток позволяет получить высокое входное сопротивление со стороны источника питания (выводы А, В, С) в нормальном режиме работы электрической сети (режим холостого хода) и малое сопротивление токам нулевой последовательности в режиме замыкания на землю.

К искусственной нейтрали (точка 0) подсоединен вывод рабочей обмотки реактора, установленный на стержне 4, другой вывод этой обмотки - к шине заземления. С целью регулирования тока компенсации рабочая обмотка реактора имеет регулировочные ответвления.

В нормальном режиме работы электрической сети при равенстве фазных проводимостей фаз сети на землю напряжение на нейтрали отсутствует. При возникновении замыкания на землю полный ток нулевой последовательности проходит через обмотку 11 реактора и возвращается в сеть с нейтралеобразующего трансформатора, суммарный ток трех фаз которого равен току реактора.

Как видно из фиг.1, стержень 4 со вставками и воздушными зазорами, обмоткой 11 находится в центре симметричной трехфазной системы и магнитные потоки рассеяния замыкаются в основном внутри магнитной системы на значительном расстоянии от стенок бака, что приводит к снижению активных потерь, позволяет уменьшить материалоемкость и габаритные размеры, а отсутствие разъединителя в цепи стержня реактора повышает надежность и упрощает техническое обслуживание.

Список литературы

1. Электротехнический справочник. В 3-х т. Т 3. Кн.1. Производство, передача и распределение электрической энергии /Под. общей ред. проф. МЭИ В.Г. Герасимова, П.Г. Грудинского, Л.Г. Жукова и др. - 6-е изд. испр. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - 656 с. (с.274-275).

2. Режимы нейтрали в электрических сетях напряжением 6-35 кВ /Изд. АН УССР. Киев: - 1980. - 104 с.

3. Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. - М.: Энергия. - 1971. - 152 с.

4. Забудский Е.И. Совмещенные регулируемые электромагнитные регуляторы /Монография. М.: ФГОУ ВПО МГАУ, Энергоатомиздат. - 2003. 436 с.

5. Р. Вильгейм, М. Уотерс. Заземление нейтрали в высоковольтных системах. - M.: ГЭИ. - 1959. - 416 с.

Дугогасящий агрегат, состоящий из нейтралеобразующего трансформатора и дугогасящего реактора, размещенные в одном корпусе, содержащий четырехстержневой магнитопровод, на трех стержнях которого расположены обмотки трехфазного нейтралеобразующего трансформатора, соединенные по схеме «зигзаг», на четвертом стержне, имеющем воздушные зазоры, расположена обмотка реактора с выводами, соединенными с нейтралью трансформатора и шиной заземления, отличающийся тем, что стержни, верхние и нижние ярма магнитопровода нейтралеобразующего трансформатора расположены пространственно и симметрично под углом 120°, стержень магнитопровода реактора расположен в центре магнитной системы трансформатора.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и устойчивости функционирования устройства.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в линиях постоянного тока высокого напряжения, к которой через автономный преобразователь подключена сеть переменного тока.

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для защиты приемников электрической энергии от аварийных значений напряжений в электрических сетях.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - обеспечение селективности защиты и повышение надежности и быстродействия.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в релейной защите и автоматике. Технический результат - повышение чувствительности при обработке электрической величины с высокой частотой измерений и возможность выявления и корректировки измерения электрической величины с выбросами.

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты трехфазной сети с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ), а также может быть использовано в сетях, где нейтраль заземлена через резистор, дугогасящий реактор или комбинированно.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности электроснабжения потребителей.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите электрических сетей напряжением 6-35 кВ с компенсированной нейтралью, и предназначено для селективного определения поврежденной линии среди других линий сети при возникновении однофазного замыкания на землю (ОЗЗ).

Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение устойчивости функционирования в условиях воздействия шумов и помех.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности.

Изобретение относится к области электротехники. В соответствии с изобретением, предложенные способ и устройство для направленного детектирования отказа в многофазной энергосистеме основаны на анализе гармоник тока в соответствии со сложением полупериодов одинаковой полярности токов каждой фазы энергосистемы, а также сравнении изменения амплитуды или любого другого нормированного значения токов каждой фазы (4A, 4В, 4С). В частности, гармонику 2, соответствующую гармонике 1 предыдущего тока, сравнивают с нулевой гармоникой, и в зависимости от их соотношения можно классифицировать отказ как двухфазный или однофазный. Сравнение среднего значения (µ) нормы (||IA||, ||IB||, ||IC||) каждой фазы с каждой из норм дополнительно гарантирует определение места отказа относительно датчиков (12) фазного тока. Технический результат - гарантированное установление различий между двухфазным и однофазным короткими замыканиями на землю. 10 н. и 8з.п. ф-лы, 6 ил.

Предлагаемое устройство для сигнализации о заземлениях в цепях постоянного тока может найти широкое применение в изделиях ракетно-космической техники, где требуется высокая надежность при проверке работоспособности сложных систем автоматики и недопустимость ложного попадания плюса источника питания или минуса источника питания на корпус прибора. Техническим результатом предлагаемого изобретения является контроль попадания кратковременных ложных потенциалов на корпус, визуальная фиксация попадания плюса источника питания или минуса источника питания на корпус. Предлагаемое устройство для сигнализации о заземлениях в цепях постоянного тока содержит источник питания, к которому подключен резистивный делитель, состоящий из последовательно соединенных первого и второго резисторов, сигнализатора наличия ложного потенциала, выполненного на светодиодах, в отличие от известного, в него введены первая и вторая оптоэлектронные тиристорные пары, светодиоды этих оптоэлектронных тиристорных пар включены параллельно и встречно, при этом первый вывод светодиодов оптоэлектронных тиристорных пар через конденсатор подключен к средней точке соединения первого и второго резисторов, второй вывод светодиодов оптоэлектронных тиристорных пар подключен к корпусу, тиристор первой оптоэлектронной тиристорной пары через третий резистор и первый светодиод сигнализатора наличия ложного потенциала подключен к источнику питания, тиристор второй оптоэлектронной тиристорной пары через четвертый резистор и второй светодиод сигнализатора наличия ложного потенциала также подключен к источнику питания. 1 ил.

Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат - повышение надежности и степени селективности защиты от замыканий на землю. Согласно способу измеряются токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений, выбираются токи присоединений, превышающие минимальный установленный уровень, формируется базовый сигнал. Измеренные токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений сравниваются по направлению с базовым сигналом, если направление тока одного присоединения близко к направлению базового сигнала, то формируется сигнал о повреждении этого присоединения. Если направления токов всех присоединений близки к направлению базового сигнала, то формируется сигнал о повреждении на шинах или в обмотке питающего трансформатора. 3 ил.

Источник контрольного тока относится к электротехнике, а именно к области релейной защиты, и может быть использовано в устройствах 100% защиты от однофазных замыканий на землю в обмотке статора генератора. Технический результат заявленного устройства - упрощение системы управления инвертора и повышение эффективности и надежности работы и при использовании его в составе 100% защиты от однофазных замыканий на землю в статорной обмотке генератора. Источник контрольного тока содержит блок питания, мостовой преобразователь, выполненный на полупроводниковых ключах с обратными диодами, активно-индуктивную нагрузку, емкостный фильтр, диод, блок ограничения напряжения, систему управления, содержащую генератор тактовых импульсов, регулирующий орган с входами управления. Т- и Д-тригеры с прямым и инверсным выходами. Мостовой преобразователь подключен к выходным цепям блока питания и к активно-индуктивной нагрузке по соответствующим цепям, емкостный фильтр подсоединен к цепям питания мостового преобразователя, а диод - в одну из выходных цепей блока питания; блок ограничения напряжения выполнен на полупроводниковом ключе с последовательно включенным разрядным резистором и пороговым элементом в цепи управления полупроводникового ключа, причем вход порогового элемента подключен параллельно введенному диоду, а полупроводниковый ключ с разрядным резистором подключен параллельно емкостному фильтру, регулирующий орган содержит вход синхронизации, соединенный с выходом Т-тригера, входы Д-тригера подключены соответственно к прямому выходу Т-тригера и выходу регулирующего органа, а выходы Т- и Д-тригеров подсоединены к управляющим цепям полупроводниковых ключей мостового преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение точности. Способ оценки угла напряжения нулевой последовательности включает в себя определение углов соответствующих фазных напряжений среди трех фазных напряжений, определение типа заземления нейтрали распределительной сети и оценку угла напряжения нулевой последовательности при возникновении однофазного замыкания на землю в распределительной сети с помощью определенных углов соответствующих фазных напряжений в соответствии с типом заземления нейтрали распределительной сети. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 17 ил., 1 табл.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и безопасности эксплуатации воздушных линий электропередачи. Способ заключается в ограничении протекания тока ОЗЗ переменным активным сопротивлением с нелинейной вольт-амперной характеристикой, которое имеет достаточное значение для ограничения тока при фазном напряжении ВЛЭП и низкое при грозовом перенапряжении. Сопротивление включается последовательно в цепь заземляющего устройства на каждой опоре. 2 ил.

Группа изобретений относится к схемам защиты электрических приборов. Устройство защиты (5) выполнено с возможностью управлять электрическим прибором (3). При этом прибор (3) выполнен с возможностью подключения между источником электрической энергии и бортовым агрегатом автотранспортного средства (1). Устройство (5) содержит схему (9) обнаружения токов утечки и оценки токов касания, выполненную с возможностью подключения к линиям (4a, 4b, 4c, 8) электрического соединения прибора (3), схему (14) измерения тока массы и средства (11) управления работой прибора (3) в зависимости от оценочного уровня токов касания и от измеренного уровня тока массы. Второй объект включает в себя способ защиты электрического прибора (3). Технический результат заключается в повышении надежности защиты электроприборов транспортных средств при изменении уровня токов касания. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат заключается в повышении эффективности действия токовой защиты от однофазных замыканий на землю, происходящих через переходное сопротивление, за счет коррекции ее алгоритма работы в соответствии с величиной асимметрии проводимостей фаз линий относительно земли. Для этого устройство токовой защиты снабжено модулем вычисления асимметрии проводимостей фаз линий на землю, первый вход которого связан с датчиком измерения проводимости линии относительно земли, второй его вход соединен с измерительным трансформатором напряжения, а выход подключен к третьему входу модуля вычисления коэффициента неполноты замыкания на землю. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - ускорение восстановления сверхпроводящих свойств сверхпроводящего ограничителя тока (СОТ) после токоограничения за счет увеличения открытости сверхпроводящей ленты для жидкого азота с обеспечением жесткости предлагаемой конструкции и ее устойчивости к действию пондеромоторных сил. СОТ содержит изоляционный каркас, в котором размещен спиральный бифиляр из ленты с подложкой и изоленты, которая наклеена на подложку с помощью пленки. Изоляционный каркас выполнен из стянутых резьбовым соединением основной части и фиксирующей части. Каждая часть выполнена в виде наружного кольца и центральной планки. Кольцо и планка жестко связаны ребрами. Ребра основной части изоляционного каркаса имеют пазы, в которых размещен спиральный бифиляр из ленты сверхпроводника. Спиральный бифиляр охвачен двумя дуговыми вставками, закрепленными в периферийных пазах. Пазы в ребрах изоляционного каркаса выполнены с возрастающим от центра к периферии шагом для уменьшения разницы воздействия пондеромоторных сил на витки бифиляра различной кривизны и обеспечения необходимых изоляционных расстояний при токоограничении. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение отказоустойчивости электросети. Линейный защитный автомат постоянного напряжения содержит с первого по четвертый узлы, причем между первым узлом и четвертым узлом расположен первый прерыватель, между четвертым узлом и третьим узлом размещен второй прерыватель, между четвертым узлом и вторым узлом размещена схема генератора импульсов. При этом схема генератора импульсов включает в себя параллельное соединение конденсатора с последовательным соединением индуктивности и переключателя, между третьим узлом и вторым узлом размещен первый поглотитель энергии. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх