Устройство электроснабжения

 

союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕпИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ таЛЬСтву и >877703 (61) Дополммтельмое к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 201279 (2! ) 2855291/24-07 с присоединением заявки Мо 285535б/07 (23) Приоритет

Опубликовано 301081. Бюллетень Й9 4о

Дата опубликования описания 3 М1 (51)М. Кл З

Н 02а 3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 821. 315. 311 (088.8) (72) Авторы изобретеммя

I,Ñ.Ëåæàâà и К.О.Церетели

Грузинский научно-исследовательский институт .авергетики и гидротехнических сооружений (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам главных распределительных сетей, в частности схемам соединения сетей одной и той же частоты, питаемых от разных источников, и может быть использовано для электроснабжения потребителей, чувствительных к кратковременным перерывам питания, например синхронных двигателей.

Известно устройство электроснабжения потребителей, подсоединенное к источникам питания через сдвоенный реактор таким образом, что потреби- . тели подсоединены к среднему выводу, !5 а к ветвям подключены источники питания. Подобные схемы применяются для повышения надежности электроснабжения потребителей, не терпящих даже весьма кратковременных посадок и 20 колебаний питающего напряжения. В нормальном режиме магнитные потоки в реакторе, создаваемые проходящими по ветвям близкими по величине токами источников питания, направлены 25 встречно, что уменьшает падение напряжения на реакторе. В режиме к. э.в одном, иэ источников питания направление тока в одной из ветвей реактора изменяется, магнитные потоки, соэдавае- 30 мые токами ветвей, складываются, сопротивление реактора возрастает и предотвращается распространение аварии на оставшийся в работе источник питания 11.

Недостатком такого устройства яв ляется то, что при к.з. у одного из потребителей, присоединенных к среднему выводу, сопротивление реактора становится незначительным, так как аварийные токи в ветвях направлены встречно. Токи к.з. достигают величин, опасных для оборудования и самого сдвоенного реактора.

Известно также устройство электроснабжения, содержащее источники питания, сдвоенные реакторы с основной и дополнительной обмотками, сборные шины, к которым через основные обмотки сдвоенных реакторов подключаются указанные источники питания 2 .

Недостатком данного устройства является то, что при к.з. у одного из потребителей, присоединенных к сборным шинам, сопротивления сдво- енных реакторов становятся незначительными, вследствие чего токи к.з ° достигают величин, опасных для оборудования и самих сдвоенных реакторов.

Кроме того, объединение всех потре877703 бителей на общие шины также снижает их надежность электроснабжения.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства путем ограничения аварийных токов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство электроснабжения содержащее источник питания, потребители, сдвоенные реакторы с основной и дополнительной обмотками, сборные шины, к которым через основные обмотки сдвоенных реакторов подключены указанные источники питания, дополнительно снабжено сдвоенными реакторами с основными и дополнительными обмотками, причем основные обмотки этих реакторов включены между потребителями и сборными шинами, а дополнительные обмотки сдвоенных реакторов соединены друг с другом по крайней мере в один замкнутый контур, при этом сопротивления взаимной индукции сдвоенных реакторов выбраны равными.

Дополнительные обмотки, образующие единственный замкнутый контур, сдвоенных реакторов, присоединенных к источникам питания, могут быть включены встречно по отношению к дополнительным обмоткам сдвоенных реакторов, присоединенных к потребителям.

Кроме того, дополнительные обмотки сдвоенных реакторов, присоединенных к источникам питания, могут образовывать один независимый контур, а дополнительные обмотки сдвоенных реакторов, присоединенных к потребителям — другой независимый замкнутый

1 контур.

На фиг. 1 изображена однолинейная схема предлагаемого устройства, в котором дополнительные обмотки сдвоенных реакторов, присоединенных к источникам и потребителям, образуют независимые контуры; на фиг.2— то же, дополнительные обмотки, соединенные в общий замкнутый контур.

Устройство содержит источники 1 питания и потребители 2, подключенные к сборным шинам 3 через основные обмотки. Дополнительные обмотки

8 и 9 реакторов 6 и 7 соединены соответственно 4 и 5 реакторов б и 7 соответственно в отдельные замкнутые контуры 10 и 11.

Дополнительные обмотки 8 и 9 реакторов 6 и 7 могут быть соединены в общий замкнутый контур 12. При этом каждая дополнительная обмотка 8 одной группы включена встречно по отношению к дополнительным обмоткам

9 другой группы.

Устройство работает следующим образом.

Падение напряжения на 1 -м реакторе 6, включенном в цепь источника 1 питания (фиг. 1), hlfq„. =3q Ч ; — з хищ,, (1) 1О

0 и-

: у,д = — — 1 (4) 50. =х. где U - напряжение источника 1 питания.

При этом остаточное напряжение на сборных шинах 3

55 и, =и

Yl

Я)

Группа реакторов 7, включенных.в цепь потребителей 2 и связанных замкнутым контуром 11, работает аналогичным образом. Токи во всех обмотках. 5 и 9 реакторов 7 этой группы .имеют, противоположные направления (по отношению направления токов первой группы), что не меняет принцип действия схемы. Для падения напряжегде - ток 3 -го источника пита4 ния 1;

Xq — индуктивное сопротивление

-го реактора б, включенного в цепь источников питания 1

- ток в замкнутом контуре

10у х„ - сопротивление взаимной

Фф индукции 1 -го реактора б, включенного в цепь источников 1 питания.

Для тока в замкнутом контуре 10 можно написать

=,Х, „ Е Х,, (1) где и — число источников 1 питания;

l индуктивное сопротивление дополнительной обмотки 8

i-.ãî реактора б, включенного в цепь источников 1 питания.

Подстановка (2) и (1) при условиях

У X>q Ывт

Q$ "q, Õ< „=Хо "- Иеу 1, 2, 3 ° ° ° и

О. дает ЬО q, Xq,— — — Л i (Ъ) х„ ихq, r и где = Jq . — суммарный ToK Hc TD%HH30 ков 1 питания.

В нормальном режиме суммарный ток J превосходит ток одного источника 1 питания в и раз и из (3) полу"чаем, что .сопротивление каждого реактора б в этом режиме уменьшается до значения xq,(1-к ), где к = х /х)коэффициент связи между обмотками

4 и 8 реакторов б, включенных в цепь источников 1 питания.

При к.з. у одного из источников 1 питания суммарное напряжение, наведенное аварийными токами в замкнутом контуре 10, равно нулю, сопротив-, ление каждого реактора 6 для всех

4 . этих токов возрастает до значения х и ток в месте повреждения определяф ется как

877?03

Формула изобретения

40 ния на этих реакторах 7 по аналогии с (3) можно получить

4 р„.7р,, Хр Р лЦ

4 Фxp 6) уф. Др; - ток i -ro потребителями, Хр — сопротивление основной S обмотки 5 реакторов 7, включенных в цепь потребителей

2, Хшр- сопротивление взаимной индукции между обмотками 5 )Q и 9 реакторов 7) ю - число потребителей 2.

В нормальном режиме суммарный ток превосходит ток одного потребителя 2 в .m р а з3, и по аналогии с группой !5 реакторов 6, включенных в цепь источников 1 питания, получаем, что сопротивление каждого. реактора 7 в этом режиме уменьшается до значения .„

W (1-К < ) °

При к.з. у одного из потребителей

2, т.е. при равенстве тока данного потребителя 2 с общим током сборных шин 3, и при пренебрежении током нормальной нагрузки других потребителей 2 из (6)получаем, что сопро- 25 тивление реактора 7 данного потребителя 2 возрастает против сопротивления нормального режима до значения ,Хр(1- ). Возросшее сопротивление реактора 7 ограничивает ток к.з., 30 при этом напряжения, наведенные в основных обмотках 5 остальных, реакторов 7, входящих в группу, не превосходят величину к 35 рш= 1 0р i (7) где ЬΠ— падение напряжения на реакторе 7 потребителя 2,. у которых произошла авария.

Схема, изображенная на фиг.2, при соответствующем выборе парайетров реакторов 6 и 7 работает аналогично схеме, изображенной на фиг.1.

В качестве реакторов 6 и 7 могут быть использованы сдвоенные реакторы со сталью или бетонные реакторы с концентрическими обмотками, характеризующихся высоким значением коэффициента связи.

Положительный технико-экономический эффект.от использования предда« гаемого изобретения заключается в повышении надежности электроснабжения, уменьшении падения напряжения и эффективном ограничении токов к.з.

Внедрение изобретения лишь на одном объекте, например, для повышения надежности электроснабжения одного цеха Руставского химзавода может дать экономйю не менее 70:тыс. руб. в год. г

1. Устройство электроснабжения, содержащее источники питания, потребители, сдвоенные реакторы,с основной и дополнительной обмотками, сборные шины, к которым через основные обмотки сдвоенных реакторов подключены указанные источники питания, "о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем ограничения аварийных токов, оно дополнительно снабжено сдвоенными реакторами с основными и дополнительными обмотками, причем основные обмотки этих реакторов включены между потребителями и сборными шинами, а дополнительные обмотки сдвоенных реакторов соединены друг с другом по крайней мере в один замкнутый контур, при этом сопротивления взаимной индукции сдвоенных реакторов выбраны равными.

2. Устройство п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем,что дополнительные обмотки реакторов, присоединенных к источникам питания, включены встречно по отношению к дополнительным обмоткам сдвоенных реакторов, присоединенных к потребителям.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что дополнительные обмотки сдвоенных реакторов, присоединенных к источникам питания, образуют один независимый замкнутый контур, а дополнительные обмотки сдвоенных реакторов, присоединенных к потребителям, образуют другой независимый замкнутый контур.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. "Промышленная энергетика". 1978, Р 2, с. 34, рис. 7б.

2. Авторское свидетельство СССР

le 630705, кл, Н 02 У 3/24.