Токоограничивающее устройство

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (65-" Otib

Св!сз Советских

Сациалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.03.77 (21) 2471479/24-07 с присоединением заявки № (;>1) М. К.!!. -

Н 0211 9/02 по делам и3вбрвтеиий (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 (53) УДК 621.316.935 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (72) Авторы изобретения

А. Р. Шнелль, Ю. H. Вершинин и Т. Б. Заславская

Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (71) Заявитель (54) ТОКООГРАНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ГосУдаРствеккый комитет (23) Пр1,оритет

Изобретение относится к электротехникс, к высоковольтным электрическим сетям и может быть использовано в мощных узлах энергосистем с большими токами короткого за м ы кап и я. 5

Известны токоограничивающис устройства, включающие индуктивность и емкость, соединенные последовательно и работающие в режиме резонанса, При коротком замыкании в сети емкость 10 шунтируется одним из известных способов и в цепи появляется дополнительная индуктивность, ограничивающая ток короткого замыкания (11.

Однако наличие в устройстве емкости приводит к его значительному удорожанию и, кроме того, последовательное включение емкости в электрическую цепь снижает надежность устройства в целом. 20

Известно также устройство, состоящее из секционного выключателя с реле прямого действия на каждом выключателе, включенное между шинами мощных эпергоузлов (2). 2!!

Неселсктивное отключение секционного выключателя позволяет ограничивать ток короткого замыкания на 40--50% и использовать менее мощные выкл!очатсли на BEIсоковольтных линиях. ЗО

Однако в связи с развип1см энергосистем токи короткого замыкания В сстп увеличиваются до 40 — 50 к.Л ll болсс, поэтому известное устройство Оказьшастся недостаточным. В связи с э II!M бывает псобходпмо коммутировать мощпыс энергоблоки па сеть более высокого напряжения (в сильно концентрированных сетях), что не вссгда экономично и увели швает токи короткого замыкания в этой сети.

Целью изобретения является повышснпс надежности работы энсргOcllcTcмы путем

Отключения тОкОВ 1 0))откого замыкапllя выключателями, пмс1ощимп меньшую отключающую способность, чем полньш ток короткого замыкания, Il ограничение clо.

Для этого токоогранп швающсс устройство, включеннос между двумя энергосистемами, содержащсс мсжсскц1!Он11Ы!! Выклlочатель, дополнительно снабжено трансформатором и резистором, первичная обмотка указанного трансформатора включена между шинами объсд!!!!!1сх!ых энергocllcTc

Встречно-параллельно первичной обмотке включена вторичная Обмотка, в цепь которОи Вклlочсl! указ!!!1!1ы!1: 1ежсскц!!Они э!!й выключатель, а параллсльпо вторичной обмотке включен резистор.

На чертеже изображено токоогранп швающее устройство, оощпй Вид.

655016

30

Устройство вкл;очает трансформатор 1, обмотки 2 вторичного напряжения и обмотки 3 первичного напряжения, включенные встречно-параллельно. В цепь обмотки вторичного напряжения 2 включен выключатель 4, а параллельно обмотке 2 или контактам выключателя установлен резистор 5.

В нормальном режиме работы сети электрический ток течет как по обмотке 2 вторичного напряжения, так и по обмотке 3 первичного напряжения. Так как влияние индуктивности рассеивания обмоток незначительно, ток распределяется примерно обратно-пропорционально числу витков в обмотках. Сопротивление резистора 5 выбрано много больше, чем сопротивление обмоток рассеивания и поэтому его влияние на распределение тока также мало.

Так как обмотки трансформатора 1 включены встречно-параллельно, магнитный поток в магнитопроводе близок к нулю. Индуктивное сопротивление устройства в этом случае определяется преимущественно параллельным соединением сопротивлений рассеивания обмоток 2 и 3, взаимно компенсированных уравнительным магнитным потоком. Это индуктивное сопротивление невелико и не оказывает большого влияния на нормальный режим энергосистемы.

Устройство работает следующим образом.

При коротком замыкании в защищаемой сети ток в ней резко возрастает, однако через выключатель 4 и обмотку 2 вторичного напряжения, как и в нормальном режиме, проходит лишь часть тока короткого замыкания, обратно- пропорциональная числу витков обмоток. Выключатель 4 разрывает лишь часть тока короткого замыкания и разъединяет электрическую связь обмотки

2 вторичного напряжения и сети, вследствие чего в магнитопроводе трансформатора возникает магнитный поток, создаваемый обмоткой 3 первичного напряжения, и трансформатор работает на нагрузку резистора 5.

Установленный резистор соответствует параметрам устройства и защищаемой сети и ограничивает ток короткого замыкания до необходимого уровня. Сопротивление резистора 5 ограничивает перенапряжение до нужного уровня. Напряжение на выключателе 4 определяется как сумма напряжений на первичной и вторичной обмотках.

Предложенное устройство отключает Iоки короткого замыкания, превышающие отключающую способность коммутационного оборудования путем разделения процесса отключения тока короткого замыкания на два этапа. Во-первых, отключение части тока короткого замыкания выключателем 4 и в связи с увеличением полного сопротивления устройства, ограничением его до нужного уровня. Во-вторых, отключение ограниченного тока короткого замыкания линейными выключателями.

Использование предлагаемого устройства позволит оптимизировать ток короткого замыкания в сетях различного напряжения.

Отказ от перевода распределительной сети на повышенное напряжение даст значительную экономию в высоковольтном коммутационном оборудовании и значительно уменьшит общие потери активной мощности в сети, исключив потери в дополнительных элементах, и позволит организовать более экономичный режим распределительной сети.

Применение предлагаемого устройства замедлит рост токов короткого замыкания в сетях более высоких классов напряжения, что позволит снизить темп роста разрывных мощностей выключателей.

Формула изобретения

Токоогр аничивающее устройство для включения между двумя энергосистемами, содержащее межсекционный выключатель, отличающееся тем, что, с целью ограничения и отключения токов короткого замыкания, превышающих отключающую способность выключателей, оно дополнительно снабжено трансформатором и резистором, первичная обмотка указанного трансформатора включена между шинами объединяемых энергосистем, встречно-параллельно первичной обмотке включена вторичная обмотка, в цепь которой включен указанный межсекционный выключатель, а параллельно вторичной обмотке включен резистор, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Б. Н. Неклапаев, Динамика токов, труды МЭИ, вып. 7, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 253905, кл. Н 02Н 9/02, 1968.

655016

1 едактор Ю. Челвканов

Заказ б98i2 Изд. М 217 Тираж 853 Подписное

IIIIO Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Дементьева

Текред Н. Строганова х-о

Корректоры: P. Беркович и Т. Добровольская