Устройство для балансной защиты, совмещенной с поперечной дифференциальной для трехфазных высоковольтных электроустановок



Устройство для балансной защиты, совмещенной с поперечной дифференциальной для трехфазных высоковольтных электроустановок
Устройство для балансной защиты, совмещенной с поперечной дифференциальной для трехфазных высоковольтных электроустановок
H02H7/00 - Схемы защиты для конкретных типов электрических машин и аппаратов или для секционированной защиты кабельных и воздушных сетей, осуществляющие автоматическую коммутацию в случае недопустимого отклонения от нормальных рабочих параметров (конструктивное сопряжение защитных устройств с конкретными машинами или аппаратами и их защита, без автоматического отключения - см. в подклассе, соответствующем этой машине или этому аппарату)

Владельцы патента RU 2652381:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей посредством реализации поперечной дифференциальной защиты, что позволяет определить межвитковые замыкания в фазах. Устройство выявления межфазных коротких замыканий и межвитковых замыканий в фазах для трехфазных высоковольтных электроустановок состоит из трех проводников коаксиального типа, представляющих собой токоведущую жилу и внешний проводник, разделенные диэлектриком, расположенных на одинаковом расстоянии от сенсора магнитного поля, при этом к токоведущей жиле проводников коаксиального типа подключены вводные кабели электроустановки, а к внешнему проводнику подключены обратные кабели от электроустановки. В пространстве между токоведущей жилой и внешним проводником каждого проводника коаксиального типа установлены магниточувствительные элементы, при этом магнитное поле, регистрируемое магнитным сенсором и отличное от нуля, является указателем межфазного короткого замыкания, а нарушение равенства токов, измеренных магниточувствительными элементами, указывает на межвитковое замыкание в фазах электроустановки. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты трехфазных электроустановок от межфазных коротких замыканий и межвитковых замыканий в фазах.

Известна поперечная дифференциальная защита, которая применяется для релейной зашиты параллельных линий, имеющих одинаковое сопротивление, и основывается на сравнении значений и фаз токов, протекающих по линиям. При нормальном режиме токи равны, а в случае короткого замыкании на одной из линий равенство нарушается [Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная зашита энергетических систем: Учеб. пособие для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1998. - 341 с.].

Недостатками такой защиты является невозможность определения замыканий между линиями, а также отстройка защиты от токов небаланса, что приводит к низкому быстродействию из-за неидентичности характеристик трансформаторов тока.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для балансной зашиты высоковольтных электроустановок, которое состоит из трех проводников коаксиального типа, представляющих собой токоведущую жилу и внешний проводник, разделенные диэлектриком, расположенных на одинаковом расстоянии от сенсора магнитного поля, при этом к токоведущей жиле проводников коаксиального типа подключены вводные кабели электроустановки, а к внешнему проводнику подключены обратные кабели от электроустановки. При симметричном режиме магнитная индукция в месте расположения магниточувствительного элемента в геометрическом центре устройства для балансной защиты высоковольтных электроустановок будет равна нулю в отличие от аварийного режима [Чигвинцев С.В., Ишмухамедов И.К. Устройство для балансной защиты высоковольтных электроустановок. Патент РФ на полезную модель №168753, опубл. 17.02.2017 г.].

Тем не менее, существенным недостатком такой защиты является невозможность определения межвитковых замыканий в фазах электроустановок.

Задачей изобретения является создание нового устройства выявления межфазных коротких замыканий и межвитковых замыканий в фазах для трехфазных высоковольтных электроустановок с достижением следующего технического результата - расширение функциональных возможностей посредством реализации поперечной дифференциальной защиты, что позволяет определить межвитковые замыкания в фазах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство выявления межфазных коротких замыканий и межвитковых замыканий в фазах для трехфазных высоковольтных электроустановок состоит из трех проводников коаксиального типа, представляющих собой токоведущую жилу и внешний проводник, разделенные диэлектриком, расположенных на одинаковом расстоянии от сенсора магнитного поля, при этом к токоведущей жиле проводников коаксиального типа подключены вводные кабели электроустановки, а к внешнему проводнику подключены обратные кабели от электроустановки, при этом согласно изобретению в пространстве между токоведущей жилой и внешним проводником каждого проводника коаксиального типа установлены магниточувствительные элементы для реализации поперечной дифференциальной защиты высоковольтной электроустановки, при этом магнитное поле, регистрируемое магнитным сенсором и отличное от нуля, является указателем межфазного короткого замыкания, а нарушение равенства токов, измеренных магниточувствительными элементами, указывает на межвитковое замыкание в фазах электроустановки.

Уменьшение влияния токов небаланса из-за неидентичности характеристик трансформаторов тока и несимметричного расположения в них прямых и обратных кабелей увеличит быстродействие защиты.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, а на фиг. 2 представлено место установки устройства для балансной защиты, совмещенной с поперечной дифференциальной, для трехфазных высоковольтных электроустановок.

Устройство выявления межфазных коротких замыканий и межвитковых замыканий в фазах для трехфазных высоковольтных электроустановок состоит из фазных проводников 1 коаксиального типа, которые представляют собой токоведущую жилу 2 и внешний проводник 3, разделенные диэлектриком 4, и сенсорного устройства 5 магнитного поля. В пространстве между токоведущей жилой 2 и внешним проводником 3 каждого проводника 1 коаксиального типа установлены магниточувствительные элементы 6. Коаксиальные проводники 1 присоединяются к вводным 7 и обратным 8 кабелям электроустановки.

Использование данного типа проводников позволяет установку трансформатора тока не на каждую фазу, а только одного в виде сенсора магнитного поля, который будет измерять суммарное магнитное поле трех фаз. В качестве магниточувствительных элементов могут выступать магниторезисторы, элементы Холла, матрицы на элементах Холла и др. Магниточувствительные элементы, расположенные в пространстве между токоведущей жилой и внешним проводником каждого проводника коаксиального типа, позволяют реализовать поперечную дифференциальную защиту электроустановки посредством измерения действующих значений токов на основе измерения векторов магнитной индукции магнитного поля внутри фазных проводников коаксиального типа.

На фиг. 2 представлено место установки устройства выявления межфазных коротких замыканий и межвитковых замыканий в фазах для трехфазных высоковольтных электроустановок, которое находится между началом вводных (питающих) силовых кабелей 9 от секции шин и электроустановкой 10, обмотка статора которого имеет выводы со стороны нейтрали. Проводники 1 коаксиального типа устройства для балансной защиты, совмещенной с поперечной дифференциальной, для трехфазных высоковольтных электроустановок присоединяются к вводным 7 и обратным 8 кабелям электроустановки.

В соответствии с законом полного тока при отсутствии межфазного виткового замыкания в нормальном (штатном) режиме работы электроустановки магнитное поле вне коаксиального проводника будет равно нулю, в аварийном режиме (межфазном коротком замыкании) возникнет магнитное поле, которое преобразуется сенсором в сигнал об аварии. В свою очередь, действующие значения токов, измеренные магниточувствительными элементами в каждом проводнике коаксиального типа, равны, а нарушение этого равенства является следствием аварийного режима.

Устройство работает следующим образом. Регистрируемое значение магнитного поля в центре устройства выявления межфазных коротких замыканий и межвитковых замыканий в фазах для трехфазных высоковольтных электроустановок при помощи сенсорного устройства 5 для магнитного поля, создаваемого проводниками 1 коаксиального типа, состоящими из токоведущей жилы 2 и внешнего проводника 3, разделенных диэлектриком 4, подключающими электроустановку 10 при помощи вводных 7 и обратных 8 кабелей к вводным (питающим) кабелям 9 от секции шин, позволяет определить вид аварийной ситуации (потеря питания или несимметрия питающих напряжений). При симметричном режиме магнитное поле в центре устройства будет равно нулю в отличие от аварийного режима. В свою очередь, магниточувствительные элементы 6, расположенные в пространстве между токоведущей жилой 2 и внешним проводником 3 каждого проводника 1 коаксиального типа, измеряют действующие значения токов на основе измерения векторов магнитной индукции магнитного поля внутри каждого проводника 1 коаксиального типа. Эти действующие значения токов каждого проводника коаксиального типа в нормальном режиме равны, а нарушение этого равенства является следствием аварийного режима.

Устройство выявления межфазных коротких замыканий и межвитковых замыканий в фазах для трехфазных высоковольтных электроустановок, состоящее из трех проводников коаксиального типа, представляющих собой токоведущую жилу и внешний проводник, разделенные диэлектриком, расположенных на одинаковом расстоянии от сенсора магнитного поля, при этом к токоведущей жиле проводников коаксиального типа подключены вводные кабели электроустановки, а к внешнему проводнику подключены обратные кабели от электроустановки, отличающееся тем, что в пространстве между токоведущей жилой и внешним проводником каждого проводника коаксиального типа установлены магниточувствительные элементы, при этом магнитное поле, регистрируемое магнитным сенсором и отличное от нуля, является указателем межфазного короткого замыкания, а нарушение равенства токов, измеренных магниточувствительными элементами, указывает на межвитковое замыкание в фазах электроустановки.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники для защиты электрических линий и приборов. Технический результат - повышение надежности работы электрических сетей 6-35 кВ за счет реализация функции контроля напряжения.

Использование – в области электротехники. Технический результат – восстановление функциональности элементов питания в многоэлементных источниках питания.

Использование – в области электротехники. Технический результат - повышение надежности защиты с приемной стороны двух параллельных линий с односторонним питанием.

Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы устройства как с четырехпроводной, так и с трехпроводной трехфазной сетью, а также повышение надежности устройства за счет обеспечения бесконтактного контроля величины перекоса фаз, который в режиме реального времени позволяет следить за изменением величины перекоса.

Изобретение используется в области электротехники и электромашиностроения. Технический результат: повышение эксплуатационного ресурса обмотки статора, повышение надежности и пожаробезопасности магнитоэлектрического генератора при его минимальных массогабаритных показателях.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение защиты блока питания от повреждения при уменьшении автоматического выключателя.

Настоящее изобретение относится к области электротехники, а именно к реверсивным инверторам напряжения для преобразования постоянного напряжения в переменное, допускающими неисправности в виде короткого замыкания или размыкания цепи, и к способам управления такими инверторами.

Изобретение относится к устройствам защиты гидротурбины от механических поломок. Устройство защиты гидротурбины от выхода из строя опорного подшипника содержит датчики тока 1, выполненные на базе установленных в цепь статора синхронного генератора измерительных трансформаторов тока по одному на каждую фазу, датчик давления 2, блок 3 сравнения с нормальными значениями тока статора генератора, блок 4 сравнения с нормальным значениям давления в напорном водоводе, блок 5 задания нормального значения тока статора генератора, блок 6 задания нормального значения давления, блок 7 сравнения с уставкой и определения знака отклонения по току статора генератора, блок 8 сравнения с уставкой и определения знака отклонения давления в напорном водоводе, блок 9 задания уставки по отклонению тока статора генератора, блок 10 задания уставки по отклонению давления в напорном водоводе, блок 11 выработки аварийного сигнала, блок 12 управления системами гидротурбины и генератора.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат: повышение быстродействия защиты при дуговых замыканиях в ячейках комплектных распределительных устройств.

Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение чувствительности устройства при двухфазных коротких замыканиях.

Использование: в области электротехники для защиты от замыканий на землю и контроля изоляции в электроустановках переменного тока, преимущественно генераторов, синхронных компенсаторов или электродвигателей, включенных в блок с трансформатором.

Использование: в области электротехники для защиты от замыканий на землю и контроля изоляции в электроустановках переменного тока, преимущественно генераторов, синхронных компенсаторов или электродвигателей, включенных в блок с трансформатором.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение обнаружения дуги с использованием измерений импеданса без необходимости калибровки цепи.

Использование: в области электротехники. Технический результат - достоверное определение поврежденной линии среди других линий сети, позволяющее создать селективную защиту электрических сетей от однофазного замыкания на землю в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ с изолированной или резонансно компенсированной нейтралью.

Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат - повышение селективности и устойчивости функционирования защиты электрических сетей среднего напряжения 6-35 кВ от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ).

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении чувствительности и расширении области применения токовой защиты нулевой последовательности с двумя подведенными величинами при устойчивых и дуговых перемежающихся замыканиях на землю в электрических сетях среднего напряжения, работающих с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов замыкания на землю.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности токовой защиты нулевой последовательности от однофазных замыканий на землю электрических сетей среднего напряжения, работающих с изолированной нейтралью.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении чувствительности токовой защиты нулевой последовательности от однофазных замыканий на землю электрических сетей среднего напряжения, работающих с изолированной нейтралью как при устойчивых, так и при наиболее опасных для сети дуговых перемежающихся замыканиях на землю.

Использование: в области электротехники для защиты электрооборудования. Технический результат: ограничение токов короткого замыкания, коммутируемых высоковольтным вакуумным выключателем в операциях включения и отключения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматической настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электросетях с несимметричными значениями фазной емкости. Технический результат - повышение безопасности за счет снижения токов однофазного замыкания и токов в контуре нулевой последовательности в нормальном режиме, повышение надежности электросети за счет снижения максимальных величин дуговых перенапряжений в условиях несимметрии фазных емкостей электросети. Способ компенсации тока однофазного замыкания заключается в том, что фазы электросети заземляются через соединенные вместе реакторы и конденсаторы. Параметры элементов выбирают из условия резонансной настройки суммарного сопротивления реактора и конденсатора с фазной емкостью электросети. При этом возможно заземление каждой фазы через последовательно включенные реактор и конденсатор либо подключение к электросети реакторов по схеме звезда с нейтралью, заземленной через конденсатор. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей посредством реализации поперечной дифференциальной защиты, что позволяет определить межвитковые замыкания в фазах. Устройство выявления межфазных коротких замыканий и межвитковых замыканий в фазах для трехфазных высоковольтных электроустановок состоит из трех проводников коаксиального типа, представляющих собой токоведущую жилу и внешний проводник, разделенные диэлектриком, расположенных на одинаковом расстоянии от сенсора магнитного поля, при этом к токоведущей жиле проводников коаксиального типа подключены вводные кабели электроустановки, а к внешнему проводнику подключены обратные кабели от электроустановки. В пространстве между токоведущей жилой и внешним проводником каждого проводника коаксиального типа установлены магниточувствительные элементы, при этом магнитное поле, регистрируемое магнитным сенсором и отличное от нуля, является указателем межфазного короткого замыкания, а нарушение равенства токов, измеренных магниточувствительными элементами, указывает на межвитковое замыкание в фазах электроустановки. 2 ил.

Наверх