Способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования



Способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования
Способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования
Способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования
Способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования
Способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования
Способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования

 


Владельцы патента RU 2556037:

Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭКРА" (RU)

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении точности оценки ресурса изоляции высоковольтного оборудования при перенапряжениях. Согласно способу определяют затраченный ресурс изоляции оборудования, накапливая его расход с интенсивностью, соответствующей существующему перенапряжению, и сравнивают его с порогом, при превышении которого формируют сигнал об исчерпании ресурса изоляции. После исчезновения перенапряжения учитывают восполнение ресурса изоляции путем уменьшения затраченного ресурса с заданной интенсивностью восстановления. При этом диапазон возможных перенапряжений делят на ступени восстановления и на каждой из них оценивают затраченный ресурс отдельно, а затраченный ресурс изоляции оборудования определяют как сумму затраченных ресурсов упомянутых ступеней. После исчезновения перенапряжения учитывают восполнение ресурса изоляции для каждой ступени восстановления путем одновременного уменьшения затраченных ресурсов ступеней с интенсивностью восстановления, соответствующей каждой ступени. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной защите и автоматике, и может быть использовано в противоаварийной автоматике для автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования.

Известен способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования, реализованное в устройстве (Розенблюм Ф.М., Салова В.Г., Брухис Г.Л., Гладышев В.А., Глускин И.З. Устройство автоматического ограничения повышения напряжения на базе шкафа автоматики ШП 2704 // Электрические станции. №4. 1989. С.61-62). Согласно ему расходуемый за время существования перенапряжения ресурс изоляции оценивают косвенно путем сравнения продолжительности перенапряжения с заданным временем (порогом). При превышении порога формируют сигнал исчерпания ресурса и отключают оборудование.

Недостатком способа является его неспособность учитывать восстановление ресурса изоляции при исчезновении перенапряжения. Поэтому предполагается, что ресурс изоляции восстанавливается сразу же после исчезновения перенапряжения. Это может привести к повреждению высоковольтного оборудования из-за оставления его под напряжением при исчерпанном ресурсе изоляции, особенно при действии серии перенапряжений.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по использованию, технической сущности и достигаемому техническому результату является способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования (Ефремов В., Подшивалин А., Кушников Э. Устройство противоаварийной автоматики «ИЦ «Бреслер» // Энергетика и промышленность России. №22 (162). 2010. С.14), согласно которому определяют затраченный ресурс изоляции, накапливая его расход с интенсивностью, соответствующей уровню существующего перенапряжения, и сравнивают его с порогом, при превышении которого формируют сигнал об исчерпании ресурса изоляции. В отличие от аналога в прототипе учитывают восполнение ресурса изоляции после исчезновения перенапряжения, но с фиксированной интенсивностью восстановления во всем диапазоне возможных перенапряжений. Фиксированный учет восстановления ресурса изоляции является паллиативным решением, поскольку известно (ГОСТ 1516.3-96. Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. 1998 (таблицы Б.1, Б.2)), что условия восстановления ресурса изоляции после ликвидации перенапряжения зависят от уровня напряжения, под которым изоляция находилась до этого. Поэтому оборудование может быть либо отключено преждевременно, либо, наоборот, как и в случае с аналогом, необоснованно оставлено под напряжением. В первом случае неверная оценка ресурса приводит к излишнему отключению оборудования, а во втором случае - к его повреждению.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности оценки ресурса изоляции высоковольтного оборудования за счет гибкого учета процессов восстановления ресурса изоляции.

Технический результат достигается тем, что в известном способе автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования, согласно которому определяют затраченный ресурс изоляции оборудования, накапливая его расход с интенсивностью, соответствующей существующему перенапряжению, и сравнивают его с порогом, при превышении которого формируют сигнал об исчерпании ресурса изоляции, кроме того, после исчезновения перенапряжения учитывают восполнение ресурса изоляции путем уменьшения затраченного ресурса с заданной интенсивностью восстановления, вводят новые операции, позволяющие учитывать процессы восстановления изоляции в зависимости от уровня перенапряжения, действовавшего до его ликвидации. Суть новых операций заключается в том, что диапазон возможных перенапряжений делят на ступени восстановления и на каждой из них оценивают затраченный ресурс отдельно, а затраченный ресурс изоляции оборудования определяют как сумму затраченных ресурсов ступеней восстановления. Причем после исчезновения перенапряжения учитывают восполнение ресурса изоляции для каждой ступени восстановления путем одновременного уменьшения затраченных ресурсов ступеней с интенсивностью восстановления, соответствующей каждой ступени.

Своим названием ступени восстановления обязаны новому свойству предлагаемого способа, заключающемуся в его способности учитывать процессы восстановления ресурса после исчезновения перенапряжения в зависимости от уровня напряжения, действовавшего во время перенапряжения. Ступени восстановления учитывают разницу в процессах восстановления электрических свойств изоляции в зависимости от характера деструктивных процессов, происходящих в изоляции при различном уровне действующего напряжения. Например, при перенапряжении невысокого уровня изоляция оборудования может находиться под напряжением достаточно долго, и при этом главным фактором разрушения изоляции является ее нагрев. При перенапряжениях с высоким уровнем решающую роль играют процессы ионизации изоляционного промежутка, в связи с чем допустимое время нахождения изоляции под напряжением относительно невелико. Из-за относительно короткого времени нахождения изоляции под таким высоким напряжением, процессы нагрева изоляции не оказывают столь заметного эффекта на расход ресурса изоляции. Как известно (Лоханин А.К., Сапожников А.В. Допустимые для электрооборудования кратковременные эксплуатационные повышения напряжения частоты 50 Гц // Электротехника. 1981. №5. С.3-8), интенсивность восстановления изоляции в первом случае будет невысокой, а во втором случае будет значительной. Эта разница в процессах восстановления изоляции учитывается предлагаемым способом путем деления диапазона возможных перенапряжений на ступени восстановления, на каждой из которых учет восстановления ресурса изоляции ведется со своей интенсивностью.

На фигуре показана работа способа и прототипа в режиме, когда в результате применения технических мероприятий величина перенапряжения снижается, а затем, по истечении некоторого времени, перенапряжение ликвидируется, или оборудование отключается из-за исчерпания ресурса изоляции.

Способ может иметь неограниченное число ступеней восстановления. Стандарт (ГОСТ 1516.3-96. Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. 1998. Таблицы Б.1, Б.2) предусматривает две ступени, поэтому далее работа способа поясняется на примере двух ступеней восстановления.

Удобно сравнивать работу прототипа и предлагаемого способа в режиме ликвидации перенапряжения с помощью технических мероприятий (например, включение реакторов на линии). Будем считать, что благодаря предпринятым техническим мероприятиям, в момент времени T1 перенапряжение будет снижено от первоначальной величины до некоторого уровня, а в момент времени T2 перенапряжение ликвидировано или высоковольтное оборудование отключено.

Рассмотрим вначале работу прототипа. Каждому из указанных уровней перенапряжения соответствует своя интенсивность расхода ресурса изоляции. Поэтому вначале расход ресурса изоляции Lp оценивается прототипом путем накапливания с интенсивностью Δ L ( 2 ) (наклонная Lp на фигуре при 0≤t≤T1):

, t≤T1,

а затем, при снижении уровня напряжения, с интенсивностью Δ L ( 1 ) (наклонная Lp при T1<t≤T2):

где L 1 = T 1 Δ L ( 2 ) - оценка затраченного ресурса изоляции, вычисленная прототипом к моменту времени T1. К моменту ликвидации перенапряжения T2 оценка расхода ресурса Lp достигнет величины L2.

После ликвидации перенапряжения (или отключения высоковольтного оборудования из-за исчерпания ресурса изоляции) прототип начинает учитывать процесс восстановления ресурса изоляции, уменьшая оценку расхода ресурса Lp с фиксированной интенсивностью восстановления ΔR (наклонная Lp при T2<t≤T5):

Как видно из (1), оценка величины истраченного ресурса изоляции ведется прототипом путем накапливания его расхода в единственной переменной Lp. В связи с этим прототип в принципе не может учитывать зависимость характера деструктивных процессов в изоляции от уровня напряжения, действовавшего во время перенапряжения, и вынужден использовать некоторый усредненный (фиксированный) учет восстановления ресурса изоляции согласно выражению (2). Как уже отмечалось выше, такой подход к учету восстановления ресурса не соответствует реальным процессам восстановления изоляции.

Этот недостаток прототипа устраняется предлагаемым способом путем деления диапазона возможных перенапряжений на ступени восстановления и ведения учета расхода и восстановления ресурса изоляции для каждой ступени раздельно. Используя введенные выше понятие ступеней восстановления, будем полагать, что первоначально перенапряжение в течение времени T1 находится на 2-й ступени восстановления, а затем, благодаря предпринятым техническим мероприятиям, его уровень понижается до 1-й ступени восстановления. Поэтому на ступенях восстановления расход ресурса учитывается предлагаемым способом отдельно как затраченный ресурс 2-й ступени

и как затраченный ресурс 1-й ступени

На фигуре изменение оценок затраченных ресурсов ступеней показаны как наклонные L(2) и L(1).

Общий расход ресурса изоляции определяется суммированием затраченных ресурсов ступеней (3) и (4):

После ликвидации перенапряжения (при t>T2) восполнение ресурса изоляции для каждой ступени восстановления учитывают путем одновременного уменьшения затраченных ресурсов ступеней с интенсивностью восстановления, соответствующей каждой ступени:

и

На фигуре выражения (6) и (7) представлены наклонными L(2) и L(1) при t>T2.

Изменение общего ресурса изоляции оборудования определяется выражением (5) и на фигуре показано в виде наклонной L.

Таким образом, используемый в предлагаемом способе раздельный учет процессов восстановления ресурса изоляции позволяет повысить точность оценки ресурса изоляции при перенапряжениях, обеспечивая полноценную эксплуатацию высоковольтного оборудования.

Способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования, согласно которому определяют затраченный ресурс изоляции оборудования, накапливая его расход с интенсивностью, соответствующей существующему перенапряжению, и сравнивают его с порогом, при превышении которого формируют сигнал об исчерпании ресурса изоляции, кроме того, после исчезновения перенапряжения учитывают восполнение ресурса изоляции путем уменьшения затраченного ресурса с заданной интенсивностью восстановления, отличающийся тем, что диапазон возможных перенапряжений делят на ступени восстановления и на каждой из них оценивают затраченный ресурс отдельно, а затраченный ресурс изоляции оборудования определяют как сумму затраченных ресурсов упомянутых ступеней, причем после исчезновения перенапряжения учитывают восполнение ресурса изоляции для каждой ступени восстановления путем одновременного уменьшения затраченных ресурсов ступеней с интенсивностью восстановления, соответствующей каждой ступени.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в противоаварийной автоматике для автоматического ограничения повышения напряжения (АОПН) высоковольтного оборудования.

Изобретение относится к области электротехники и содержит модуль ограничителей напряжения (МОН), входной, промежуточный и выходной силовые ключи (СК), дроссель, второй диод, модуль контроля и управления (МКУ), входную плавкую вставку, плюсовой и минусовой входы и плюсовой и минусовой выходы.

Изобретение относится к способам контролируемого инициирования молниевых разрядов, которые могут быть использованы при молниезащите важных объектов от грозового электричества и при искусственных воздействиях на облачные процессы с целью регулирования их электрической активности.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении точности определения остаточного ресурса изоляции.

Представлен и описан элемент защиты от перенапряжения с корпусом и по меньшей мере одним установленным в корпусе ограничивающим перенапряжение компонентом, прежде всего газонаполненным разрядником (1), искровым разрядником, защитным диодом (2) или варистором.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной защите и автоматике. Технический результат заключается в повышении точности определения остаточного ресурса изоляции и, следовательно, в обеспечении своевременного принятия мер для сохранения работоспособности защищаемого высоковольтного оборудования при перенапряжениях путем ограничения или снижения напряжения или отключения высоковольтного оборудования.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для снижения уровня перенапряжений и тока однофазного замыкания в электросетях. Способ заключается в том, что нейтраль заземляется при помощи конденсаторов и реактора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высокочастотных энергосистемах. Техническим результатом является улучшение массогабаритных показателей, уменьшение затрат и расширение области применения.

Изобретение относится к области электротехники. Способ заключается в том, что нейтраль заземляется через соединенные последовательно друг с другом емкостные и резистивный элементы, а между фазами сети подключаются дополнительные емкости.

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

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для фильтрации выходного напряжения источника, предназначенного для питания различных потребителей постоянного тока. Технический результат заключается в уменьшении токовых нагрузок на питающий источник напряжения постоянного тока и на конденсатор нагрузки, повышение надежности работы и расширение области применения. Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки содержит источник напряжения постоянного тока, ключ, два блока управления, устройство задания напряжения, блок ограничения заданного уровня зарядного тока конденсатора нагрузки, датчик тока, клеммы для подключения конденсатора нагрузки, реактор и диод. 2 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение безопасности и надежности кабельных электросетей. Способ заключается в том, что используют разделительные конденсаторы, присоединенные к электросистеме и заземленные через включенные параллельно основной реактор и резистор. При этом на время существования однофазного замыкания подключают между опережающей фазой и землей последовательно соединенные дополнительные реактор и конденсатор. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах для ограничения тока заряда конденсатора нагрузки, применяемых, в частности, для фильтрации выходного напряжения источника, предназначенного для питания различных потребителей постоянного тока. Технический результат заключается в уменьшении токовых нагрузок на питающий источник напряжения постоянного тока и на конденсатор нагрузки и защите питающего источника напряжения от токов перегрузки, что повышает надежность работы и расширяет область применения устройства. Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки содержит источник напряжения постоянного тока, ключ, блок управления, устройство задания тока, блок временной задержки, датчик тока, клеммы для подключения конденсатора нагрузки, а также реактор и диод. 2 ил.
Наверх