Високовольтна електрична машина змінного струму (варіанти) та розподільна або магістральна мережа

1. Високовольтна електрична машина змінного стр уму, що призначена для безпосереднього підключення до розподільної або магістральної мережі (16), яка має щонайменше одну обмотку, виконану щонайменше одним ізольованим несучим струм провідником (4), яка відрізняється тим, що навколо зазначеного провідника (4) укладено перший шар (6) з напівпровідниковими властивостями, навколо зазначеного першого шару укладено суцільний ізолюючий шар (7), і навколо зазначеного ізолюючого шару укладено другий шар (8) з напівпровідниковими властивостями, причому передбачено засоби заземлення (18, 21, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34-40, 42, 44, 46, 48, 52) для з'єднання щонайменше однієї точки зазначеної обмотки з "землею". 2. Ма шина за п. 1, яка відрізняється тим, що потенціал зазначеного першого шару, по суті, дорівнює потенціалу провідника. 3. Машина за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що зазначений другий шар виконано таким чином, що він утворює суттєво еквіпотенційну поверхню навколо зазначеного провідника. 4. Машина за п. 3, яка відрізняється тим, що зазначений другий шар має певний потенціал. 2 (19) 1 3 45452 4 має обмотки, з'єднані зіркою, з доступною нейтраняється там, що має обмотки, з'єднані зіркою, з льною точкою, а зазначені засоби заземлення чедоступною нейтральною точкою, а зазначені засорез малий активний опір містять резистор, приєдби заземлення включають реактор, приєднаний до наний до вторинної обмотки трансформатора, вторинної обмотки трансформатора, первинну первинну обмотку якого включено між нейтральобмотку якого включено між нейтральною точкою і ною точкою і "землею". "землею", причому зазначений реактор має такі 15. Машина за будь-яким з п п. 1 - 10, яка відрізхарактеристики, що ємкісний струм під час коротняється тим, що зазначені засоби заземлення кого замикання на землю суттєво нейтралізується включають засоби заземлення обмотки через марівнозначною йому індуктивною складовою струлу індуктивність. му, зумовленою реактором. 16. Машина за п. 15, яка відрізняється тим, що 25. Машина за будь-яким з п п. 1-10, яка відрізнямає обмотки, з'єднані зіркою, з доступною нейтрається тим, що зазначені засоби заземлення вклюльною точкою, а зазначені засоби заземлення чечають засоби зміни імпедансу з'єднання із "земрез малу індуктивність містять котушку індуктивнолею" під час короткого замикання на "землю". сті малої індуктивності, включену між нейтральною 26. Машина за будь-яким з п п. 1 -10, яка відрізточкою і "землею". няється тим, що зазначені засоби заземлення 17. Машина за п. 15, яка відрізняється тим, що включають активну схему. має обмотки, з'єднані зіркою, з доступною нейтра27. Машина за будь-яким з п п. 1 -10, яка відрізльною точкою, а зазначені засоби заземлення ченяється тим, що зазначені засоби заземлення рез малу, індуктивність містять котушку індуктиввключають заземлюючий трансформатор, виконаності, приєднану до вторинної обмотки ний по схемі зірка-трикутник. трансформатора, первинну обмотку якого включе28. Машина за будь-яким з п п. 1 -10, яка відрізно між нейтральною точкою і "землею". няється тим, що зазначені засоби заземлення 18. Машина за будь-яким з п п. 1 -10, яка відрізвключають заземлюючий трансформатор, виконаняється тим, що зазначені засоби заземлення ний по схемі “зигзаг” і з'єднаний з машиною з боку включають засоби заземлення обмотки через вемережі. ликий активний опір. 29. Машина за будь-яким з п п. 1 - 10, яка відріз19. Машина за п. 18, яка відрізняється тим, що няється тим, що має обмотки, з'єднані зіркою, з має обмотки, з'єднані зіркою, з доступною нейтрадоступною нейтральною точкою, а зазначені засольною точкою, а зазначені засоби заземлення чеби заземлення включають режекторний фільтр, рез великий активний опір містять високоомний настроєний на n-у гармоніку. резистор, включений між нейтральною точкою і 30. Машина за будь-яким з п п. 1 - 10, яка відріз"землею". няється тим, що має обмотки, з'єднані зіркою, з 20. Машина за п. 18, яка відрізняється тим, що доступною нейтральною точкою, а зазначені засомає обмотки, з'єднані зіркою, з доступною нейтраби заземлення включають режекторний фільтр, льною точкою, а зазначені засоби заземлення чещо може бути перемкнутий і відстроєний від n-ої рез великий активний опір містять резистор, пригармоніки. єднаний до вторинної обмотки трансформатора, 31. Машина за п. 29 або п. 30, яка відрізняється первинну обмотку якого включено між нейтральтим, що зазначена n-a гармоніка є третьою гармоною точкою і "землею". нікою. 21. Машина за будь-яким з п п.1-10, яка відрізня32. Машина за будь-яким з п п. 1 - 10, яка відрізється тим, що зазначені засоби заземлення вклюняється тим, що має обмотки, з'єднані зіркою, з чають засоби заземлення обмотки через велику доступною нейтральною точкою, а зазначені засоіндуктивність. би заземлення включають пристрій захисту від 22. Машина за п. 21, яка відрізняється тим, що перенапруг, включений між зазначеною нейтральмає обмотки, з'єднані зіркою, з доступною нейтраною точкою і "землею". льною точкою, а зазначені засоби заземлення че33. Машина за будь-яким з п п. 18-31, яка відрізрез велику індуктивність містять котушку індуктивняється тим, що має обмотки, з'єднані зіркою, з ності великої індуктивності, включену між доступною нейтральною точкою, а між зазначеною нейтральною точкою і "землею". нейтральною точкою і "землею" паралельно за23. Машина за п. 21, яка відрізняється тим, що значеним засобам заземлення включено пристрій має обмотки, з'єднані зіркою, з доступною нейтразахисту від перенапруг. льною точкою, а зазначені засоби заземлення че34. Розподільна або магістральна мережа, до якої рез велику індуктивність містять котушку індуктивбезпосередньо підключена щонайменше одна виності, приєднану до вторинної обмотки соковольтна машина змінного струму, яка відрізтрансформатора, первинну обмотку якого включеняється тим, що містить щонайменше одну мано між нейтральною точкою і "землею". шину за будь-яким з пп.1-33. 24. Машина за будь-яким з п п. 1 - 10, яка відріз Винахід стосується високовольтної електричної машини змінного струму з щонайменше однією обмоткою, призначеної для безпосереднього під ключення до розподільної або магістральної мережі. Такі генератори з номінальною напругою до 5 45452 6 36кВ описано в роботі "Paul R. Siedler. 36kV нані трикутником, знаходяться під напругою Generators Arise from Insulation Research, Electrical генератора, найчастіше використовуються такі World, October 15, 1932, pp. 524 - 527. Ці генератоваріанти: ри мають обмотки, виконані провідником з відносзаземлення через великий активний опір, но високовольтною ізоляцією, яка складається з відсутність заземлення, шарів з різними діелектричними постійними. Ізорезонансне заземлення. ляційний матеріал, що використовується, являє Заземлення через великий активний опір звисобою різні комбінації трьох компонентів: листової чайно виконують шляхом включення низькоомного слюди, лаку і паперу. резистора у вторинну обмотку розподільного У публікації Інституту дослідження енергії трансформатора, в той час, як первинну обмотку (Power Research Institute) EPRI, EL-3391, April 1984 трансформатора з'єднано з нейтральною точкою запропоновано конструкцію генератора для ствогенератора і "землею". Таке заземлення ілюстрорення таких високих напружень, що генератор вано фиг.1, на якій генератор 2 з'єднано з мереможе бути безпосередньо включений в електричну жею 9 через підвищуючий трансформатор 3, викомережу без проміжного трансформатора. Переднаний за схемою зірка-трикутник. Первинну бачається, що такий генератор має надпровідний обмотку 11 розподільного трансформатора вклюротор. Намагніченість, що створюється полем чено між нейтральною точкою генератора 2 і "земнадпровідника, уможливлює використання обмотлею". У вторинну обмотку 10 трансформатора ки достатньої товщини з повітряними зазорами включено резистор 12. для протидії електричним силам. Однак запропоТаке ж заземлення може бути отримане при нований ротор має складну структур у з дуже товсвключенні високоомного резистора безпосередньо тою ізоляцією, яка значно збільшує розмір машиміж нейтральною точкою генератора і землею. ни. Крім того, для ізоляції і охолодження торцевих Незаземлена електрична система не має нісекцій котушки необхідно вдаватись до спеціальякого спеціального з'єднання із "землею". Таким них заходів. чином, незаземлений генератор не має ніякого Згідно з винаходом, високовольтними електз'єднання між нейтральною точкою і "землею", за ричними машинами змінного струму вважаються винятком, можливо, трансформаторів напруги для обертальні електричні машини, наприклад, генеподачі електроенергії до різних реле та приладів. ратори на електростанціях, призначені для виробРезонансне заземлення звичайно здійснюють, лення електроенергії, машини подвійного живленяк показано на фіг.1, однак резистор 12 замінюня, машини із зовнішніми полюсами, синхронні ється реактором 12а. Реактивний опір реактора машини, каскади асинхронних конверторів, а таобирають таким, щоб ємнісний струм у лінії при кож силові трансформатори. При приєднанні таких короткому замиканні на "землю" нейтралізувався машин (за винятком трансформаторів) до розподірівною індуктивною складовою струму, зумовлельних або магістральних мереж (тобто електроменою реактором 12а. реж) для перетворення напруги до рівня напруги Можливе також ефективне заземлення через мережі, яке лежить у діапазоні 130 - 400кВ, раніше низькоомний або активно-реактивний опір. Таке використовували трансформатор. заземлення зменшує перехідні перенапруги, але Виготовлення обмоток таких машин з ізольозбільшує стр уми короткого замикання на землю, ваного провідника з високовольтною твердою ізоякі можуть викликати внутрішні пошкодження маляцією, подібною тій, що застосовується у кабелях шини. для передачі електроенергії, дозволяє збільшити Заземлення через низькоомний активний опір напругу машини до таких величин, що ці машини досягається включенням спеціального резистора можуть бути безпосередньо з'єднані з будь-якою між нейтраллю генератора і "землею". Резистор електромережею без використання проміжного може бути з'єднаний землею безпосередньо або трансформатора. Таким чином, необхідність в непрямо, тобто включенням у вторинну обмотку цьому трансформаторі відпадає. Типовим роботрансформатора, первинну обмотку якого включечим діапазоном напруг для таких машин є 30 но між нейтраллю генератора і "землею" (див. 800кВ. фіг.1). У машинах цього типу особлива ува га має буЗаземлення через низькоомний активноти надана проблемі заземлення. реактивний опір виконується аналогічно заземЗаземлення генераторних систем і інших аналенню через низькоомний активний опір з заміною логічних електричних систем включає спеціальні резистора на котушку індуктивності. Величина інзаходи для з'єднання електричної системи з нудуктивного опору котушки (у омах) менша за опір льовим потенціалом. Коли в системі є так звана при резонансному заземленні, згаданому ви ще. нейтральна точка, її часто з'єднують із "землею" Заземлення через реактивний опір (індуктивне безпосередньо або через відповідний опір. заземлення) виконують як і заземлення через ниЧасто інші точки системи також з'єднують з зькоомний активний опір, заміщуючи активний опір "землею". Якщо з "землею" з'єднано одну точку індуктивністю. Значення індуктивного опору (у системи, то система є заземленою доти, поки існує омах) менше, ніж для резонансного заземлення. цей гальванічний зв'язок. У системах з кількома генераторами, з'єднаСпосіб заземлення обирають відповідно до ними роз'єднувачами з загальною лінією живлення конструкції системи. Для системи, що включає або шиною, використовують низькоомне активне генератор, безпосередньо з'єднаний з підвищуюабо реактивне заземлення. чим трансформатором, виконаним за схемою "зірЕфективне заземлення нейтралі генератора ка-трикутник", де обмотки трансформатора, з'єдмає загалом ті ж переваги і недоліки, що і зазем 7 45452 8 лення через низькоомний активний опір або через ком, згідно з винаходом, що навколо зазначеного низькоомний активно-реактивний опір при деяких провідника укладено перший шар з напівпровіднивідмінностях. ковими властивостями, навколо зазначеного перСистема вважається ефективно заземленою, шого шару укладено суцільний ізолюючий шар, і якщо виконані певні вимоги, щодо імпеданса зазенавколо зазначеного ізолюючого шару укладено млення. У ефективно заземленій системі максидругий шар з напівпровідниковими властивостями, мальна напруга між фазою і "землею" у незакоропричому передбачено засоби заземлення з'єднанченних фазах у разі замикання на "землю" ня щонайменше однієї точки зазначеної обмотки з обмежується 80% міжфазної напруги. "землею". Важлива перевага машини згідно з виСистему електропостачання заземлюють, гонаходом заснована на тому, що електричне поле у ловним чином, з'єднанням з "землею" нейтральних торцевих частинах обмоток назовні від другого точок трансформаторів системи, і таке заземлення напівпровідникового шару майже дорівнює нулю. може не включати ніяких опорів (за винятком конТаким чином, немає необхідності контролювати тактних опорів), тобто бути так званим безпосереелектричні поля поза обмоткою, а концентрація днім заземленням, або ж включати деякий опір. поля не виникає ні в межах шару, ні в торцевих Відомі способи заземлення описано, напричастинах обмотки, ні в проміжних зонах між ними. клад, в публікації Інституту інженерів електротехРекомендовано, щоб потенціал зазначеного ніки і радіоелектроніки IEЕЕ С62.92-1989, IEEE першого шару, по суті, дорівнював потенціалу Guide for the Application of Neutral Grounding in провідника. Electrical Utility Systems, Part II - Grounding of Можливо, щоб зазначений другий шар було Synchronous Systems, Institute of Electrical and виконано таким чином, що він утворював суттєво Electronics Engineers, New York, USA, September, еквіпотенційну поверхню навколо зазначеного 1989. провідника. Якщо нейтраль генератора заземлено через Доцільно, щоб зазначений другий шар мав пенизькоомний активний опір або індуктивність, як вний потенціал. обговорювалося вище, то створюється шлях для Бажано, щоб зазначений певний потенціал був третьої гармоніки струму з нейтралі генератора у потенціалом землі. "землю". Якщо з генератором безпосередньо з'єдПереважно, щоб щонайменше два суміжних нано безпосередньо заземлену обмотку трансфошари мали суттєво однакові коефіцієнти теплового рматора або інший генератор, заземлений через розширення. малий опір, у нормальних умовах між ними будуть Пропонується, щоб зазначений несучий струм циркулювати струми третьої гармоніки. провідник був багатожильним, причому лише меСпособи розв'язання проблем, пов'язаних з ншість жил не ізольовані одна від одної. третьою гармонікою і виникаючих при роботі генеКожний з зазначених трьох шарів може бути раторів-двигунів змінного струму, яких стосується нерухомо сполученим з суміжним шаром, по суті, винахід, описано у заявках на патент Швеції уздовж усієї поверхні з'єднання. 9602078-9 і 9700347-9. Поставлена задача вирішуються також тим, Також відомий пат. США 5036165, в якому що у високовольтній електричній машині змінного описана електрична машина змінного струму, приструму, що має магнітну систему, призначену для значена для безпосереднього підключення до розстворення високої напруги, з магнітним осердям і подільної або магістральної мережі та розподільна щонайменше однією обмоткою, згідно з винахоабо магістральна мережа з такою машиною. Мадом, зазначену обмотку виконано кабелем, що шина має щонайменше одну обмотку, виконану містить один або більше несучих стр ум багатожищонайменше одним ізольованим несучим струм льних провідників, причому навколо кожного пропровідником. Однак назовні обмотки вказаної елевідника прокладено внутрішній напівпровідниковий ктричної машини утворюються електричні поля, шар, навколо зазначеного внутрішнього напівпрощо викликає виникнення токів третьої гармоніки, а відникового шару прокладено шар з суцільного це в свою чергу викликає необхідність викорисізолюючого матеріалу, і навколо зазначеного ізотання додаткових засобів запобігання впливу токів люючого суцільного шару прокладено зовнішній третьої гармоніки на роботу електричної машини, напівпровідниковий шар, причому передбачено що ускладнює конструкцію та викликає зростання засоби заземлення для з'єднання щонайменше витрат її монтаж. Крім того, наявність у електричоднієї точки зазначеної обмотки з "землею". них мережах таких машин веде до втрат потужноРекомендовано, щоб зазначений кабель додасті. тково мав металевий екран і оболонку. Задачею винаходу є створення високовольтБажано, щоб зазначені засоби заземлення ної електричної машини змінного струму, придатвключали засоби безпосереднього заземлення ної для безпосереднього підключення до розподіобмотки. льних або магістральних мереж, конструктивні Зазначені засоби заземлення можуть включаособливості якої забезпечують запобіганню виникти засоби заземлення обмотки через малий активнення токів третьої гармоніки. ний опір. Поставлена задача, вирішується тим, що у виДоцільно, щоб електрична машина мала обсоковольтній електричній машина змінного струму, мотки, з'єднані зіркою, з доступною нейтральною призначеної для безпосереднього підключення до точкою, а зазначені засоби заземлення через марозподільної або магістральної мережі, яка має лий активний опір містять низькоомний резистор, щонайменше одну обмотку, виконану щонайменвключений між нейтральною точкою і "землею". ше одним ізольованим несучим струм провідниПереважно, щоб машина мала обмотки, з'єд 9 45452 10 нані зіркою, з доступною нейтральною точкою, а включати заземлюючий трансформатор, виконазазначені засоби заземлення через малий активний по схемі зірка-трикутник. ний опір містять резистор, приєднаний до вторинОкрім того, зазначені засоби заземлення моної обмотки трансформатора, первинну обмотку жуть включати заземлюючий трансформатор, виякого включено між нейтральною точкою і "земконаний по схемі зигзаг і з'єднаний з машиною з лею". боку мережі. Зазначені засоби заземлення можуть включаПропонується також, щоб машина мала обмоти засоби заземлення обмотки через малу індуктки, з'єднані зіркою, з доступною нейтральною точтивність. кою, а зазначені засоби заземлення включали реМашина також може мати обмотки, з'єднані жекторний фільтр, настроєний на n-y гармоніку. зіркою, з доступною нейтральною точкою, а зазнаОбмотки також мають обмотки, з'єднані зірчені засоби заземлення через малу індуктивність кою, з доступною нейтральною точкою, а зазначені містять котушку індуктивності малої індуктивності, засоби заземлення включають режекторний включену між нейтральною точкою і "землею". фільтр, що може бути перемкнутий і відстроєний Обмотки, можуть бути також з'єднані зіркою, з від n-ої гармоніки. доступною нейтральною точкою, а зазначені засоВказується, що зазначена n-я гармоніка є треби заземлення через малу індуктивність містять тьою гармонікою. котушку індуктивності, приєднану до вторинної Переважно, щоб машина мала обмотки, з'єдобмотки трансформатора, первинну обмотку якого нані зіркою, з доступною нейтральною точкою, а включено між нейтральною точкою і "землею". зазначені засоби заземлення включали пристрій Зазначені засоби заземлення також можуть захисту від перенапруг, включений між зазначевключати засоби заземлення обмотки через велиною нейтральною точкою і "землею". кий активний опір. Пропонується, щоб обмотки були з'єднані зірНайбільш доцільно, щоб машина мала обмоткою, з доступною нейтральною точкою, а між заки, з'єднані зіркою, з доступною нейтральною точзначеною нейтральною точкою і "землею" паралекою, а зазначені засоби заземлення через великий льно зазначеним засобам заземлення було активний опір містять високоомний резистор, включено пристрій захисту від перенапруг. включений між нейтральною точкою і "землею". Задачею винаходу є також створення розподіТакож доцільно, щоб машина мала обмотки, льної або магістральної мережі, в якій використоз'єднані зіркою, з доступною нейтральною точкою, вується обладнання, яке може бути підключено а зазначені засоби заземлення через великий акбезпосередньо до неї і конструктивні особливості тивний опір містять резистор, приєднаний до втоякого забезпечує запобіганню виникнення токів ринної обмотки трансформатора, первинну обмоттретьої гармоніки, а цим самим запобіганню втраку якого включено між нейтральною точкою і там потужності. "землею". Поставлена задача вирішується тим, що розЗазначені засоби заземлення можуть включаподільна або магістральна мережа до якої безпоти засоби заземлення обмотки через велику індуксередньо підключена щонайменше одна високотивність. вольтна машина змінного струму, згідно з Обмотки можуть бути з'єднані зіркою, з достувинаходом містить щонайменше одну машину за пною нейтральною точкою, а зазначені засоби будь-яким з пп.1 - 33. заземлення через велику індуктивність містять Як вказано вище, щонайменше два суміжних котушку індуктивності великої індуктивності, вклюшари мають, по суті, однакові коефіцієнти теплочену між нейтральною точкою і "землею". вого розширення. Таким чином, не виникають деТакож доцільно, щоб обмотки, були з'єднані фекти, тріщини або інші порушення, що можуть зіркою, з доступною нейтральною точкою, а зазнабути викликані тепловими зсувами у обмотці. чені засоби заземлення через велику індуктивність Згідно з іншим втіленням, як вказано вище, замістили котушку індуктивності, приєднану до втозначені засоби заземлення включають засоби заринної обмотки трансформатора, первинну обмотземлення обмотки через малий активний опір. Таку якого включено між нейтральною точкою і "земким чином, зводяться до помірних величин лею". перехідні перенапруги і струм короткого замикання Обмотки, можуть бути з'єднані зіркою, з достуна "землю". пною нейтральною точкою, а зазначені засоби Згідно з ще одним бажаним втіленням машина заземлення можуть включати реактор, приєднаний має обмотку, з'єднану зіркою, і, маючи доступну до вторинної обмотки трансформатора, первинну нейтральну точку, заземлюється через великий обмотку якого включено між нейтральною точкою і активний опір, тобто резистор, підключений до "землею", причому зазначений реактор має такі вторинної обмотки трансформатора, первинну характеристики, що ємкісний струм під час коротобмотку якого включено між нейтральною точкою і кого замикання на землю суттєво нейтралізується "землею". При цьому резистор, що використовурівнозначною йому індуктивною складовою струється у вторинній обмотці трансформатора, є пому, зумовленою реактором. рівняно низькоомним і має жорстку конструкцію. Бажано, щоб зазначені засоби заземлення Прийнятні величини резистора уможливлюють включали засоби зміни імпедансу з'єднання із "зезменшення перехідних перенапруг добезпечних млею" під час короткого замикання на "землю". рівнів. Крім того, під час короткого замикання заЗазначені засоби заземлення можуть включавдяки зменшенню струмів короткого замикання ти активну схему. обмежуються механічні напруження і пошкодженЗазначені засоби заземлення можуть також ня. Такий заземлюючий пристрій більш економіч 11 45452 12 ний, ніж безпосереднє включення високоомного високовольтну електричну машину змінного струрезистора між нейтраллю генератора і "землею". му, тобто генератор або двигун 14, виконані по Згідно з ще одним втіленням машина має обсхемі зірка і безпосередньо підключені до системи мотку, сполучену зіркою, і має доступну нейтраль16 електропостачання. ну точку, а заземлення виконується через реактор, На фіг.4 показано засоби заземлення, признапідключений до вторинної обмотки трансформаточені для захисту від перенапруги, у вигляді захисра, первинна обмотка якого включена між нейтраного розрядника 18 на нелінійному опорі, включельною точкою і "землею", причому зазначений ного між нейтральною точкою 20 машини 14, реактор має такі характеристики, що ємкісний з'єднаної зіркою, і "землею". Такий розрядник 18 струм під час короткого замикання на землю, по на нелінійному опорі, з'єднаний з нейтральною суті, нейтралізується рівною індуктивною складоточкою, захищає ізольований провідник обмотки вою струм у, з умовленою реактором. При цьому машини від короткочасних перенапруг, наприклад результуючий стр ум короткого замикання значно перенапруг, викликаних ударом блискавки. зменшується завдяки утвореному таким чином На фіг.5 наведено втілення винаходу з викопаралельному резонансному контур у, причому ристанням високоомного резистора 22, включенострум знаходиться, по суті, у фазі з напругою кого паралельно розряднику 18 на нелінійному опорі. роткого замикання. У цьому випадку відновлення Розрядник 18 на нелінійному опорі працює в цьому напруги у закороченій фазі відбувається дуже повтіленні таким же чином, як і у варіанті, показановільно, і тому у резонансній системі заземлення му на фіг.4, причому резистор 22 використовуєтьбудь-яке замикання на землю перехідного харакся для виявлення замикань на "землю" шляхом теру буде автоматично погашене. вимірювання напруги на ньому. Згідно з іншими втіленнями машини, засоби На фіг.6 показано втілення винаходу з заземзаземлення включають заземлюючий трансфорленням нейтральної точки 20 через великий актиматор, виконаний за схемою зірка-трикутник, або вний опір. У цьому варіанті використано принцип, заземлюючий трансформатор, виконаний за так аналогічний відомому рішенню, описаному для званою схемою "зигзаг" і з'єднаний з машиною з фіг.1. Резистор 24 підключено до вторинної обмотбоку мережі. Використання таких заземлюючих ки 26 трансформатора, первинна обмотка 28 якого трансформаторів еквівалентне заземленню через з'єднує нейтральну точку 20 машини 14 з землею. малу індуктивність або через малий активний опір Резистор 24 має жорстку конструкцію і є низькоі створює однакові струми короткого замикання і омним у порівнянні з високоомним резистором, перехідні перенапруги. який був би потрібен при безпосередньому з'єдДалі для більш докладного пояснення винахонанні нейтральної точки 20 і "землі" для отримання ду на прикладах описано варіанти втілення машианалогічного результату. Отже, вимоги до резисни згідно з винаходом з посиланнями на супровотора, що стосуються напружень, які він може виджуючі креслення, де: тримати, можуть бути знижені. Крім того, у цьому фіг.1 ілюстр ує відомий спосіб заземлення синвипадку розрядник 18 на нелінійному опорі вклюхронного генератора, чено паралельно первинній обмотці 28. У цьому на фіг.2 наведено приклад ізольованого провівтіленні винаходу механічні напруження і пошкодника, що використовується в обмотках машини дження під час короткого замикання фази на земзгідно з винаходом, лю зменшуються завдяки обмеженню струму кона фіг.3 наведено незаземлену трифазну мароткого замикання. Перехідні перенапруги шину (генератор або двигун, з'єднаний зіркою і знижуються до безпечного рівня, і пристрій заземприєднаний до системи електропостачання), лення є більш економічним, ніж пристрій з безпона фіг.4 - 13 наведено різні приклади заземсереднім включенням резистора. лення машини, виконаної по схемі зірка і зображеРезонансне заземлення машини здійснюється ної на фіг.3, подібним чином, а саме, шляхом заміни резистора на фіг.14 показано машину згідно з винаходом, 24 реактором з такими характеристиками, що єма саме, генератор або двигун, з'єднані трикутнинісний струм під час короткого замикання фази на ком і приєднані до системи електропостачання, і землю нейтралізується рівною індуктивною склафіг.15 ілюстр ує використання заземлюючого довою струм у, з умовленою реактором. Таким читрансформатора у системі фіг.14. ном, повний струм короткого замикання зменшуФіг.2 містить приклад ізольованого провідника, ється дією паралельного резонансного контуру і який може використовуватися в обмотках машини знаходиться, по суті, у фазі з напругою короткого згідно з винаходом. Такий ізольований провідник 4 замикання. Після припинення замикання відновмістить кілька неізольованих і, можливо, ізольовалення напруги на закороченній фазі буде відбуваних жил 5. Навколо провідника 4 укладено внутрітися дуже повільно і визначатися відношенням шній напівпровідниковий шар 6, який знаходиться індуктивності до ефективного опору з'єднаних в контакті щонайменше з деякими з неізольованих трансформатора і реактора. Відповідно, у резонажил 5. Цей напівпровідниковий шар 6 у свою чергу нсній системі заземлення будь-яке замикання на оточений основною ізоляцією кабелю у вигляді землю перехідного характеру буде автоматично виготовленого екструзією суцільного ізолюючого погашене. Таким чином, резонансні засоби заземшару 7. Ізолюючий шар обгорнуто зовнішнім налення зменшують струм замикання на землю факпівпровідниковим шаром 8. Площа перетину протично до нуля, зменшуючи механічні напруження. відника у кабелі може складати від 80 до 3000мм 2, Припускається продовження роботи машини після а зовнішній діаметр кабелю - від 20 до 250мм. виникнення короткого замикання фази на "землю" На фіг.3 схематично показано незаземлену доти, поки не буде здійснене належне відклю 13 45452 14 чення. лю" великим. На фіг.7 наведено втілення винаходу з розряУ разі внутрішнього замикання на землю у дником 18 на нелінійному опорі, включеному між машині 14 опір 38 не закорочується. Тому напруга нейтральною точкою 20 і "землею", і заземлюючим у нейтральній точці 20 буде високою, але струм на трансформатором 30, з'єднаним з машиною 14 з землю буде обмежений. Такий варіант є бажаним, боку системи електропостачання. Заземлюючий оскільки високий струм може викликати пошкотрансформатор 30, виконаний по схемі зіркадження. трикутник, має нейтральну точк у зірки, сполучену з Щоб вирішити проблеми, зумовлені наявністю "землею", в той час, як обмотки, сполучений триструмів третьої гармоніки при безпосередньому кутником, ізольовані. Заземлюючі трансформатопідключенні електричної машини змінного струму ри звичайно використовуються в системах, які не до трифазної електромережі, тобто коли між мамають заземлення або мають з'єднання з землею шиною і мережею немає підвищуючого трансфорчерез високий опір. Як компонент системи заземматора, можуть бути використані засоби заземлюючий трансформатор не несе ніякого наванталення у вигляді режекторного фільтра 35, 37, ження і у нормальних умовах не впливає на робонастроєного на третю гармоніку, разом з пристроту системи. У випадках дисбалансу заземлюючий єм 39 захисту від перенапруги (фіг.11). Фільтр містрансформатор швидко забезпечує низький опір у тить паралельний резонансний контур, що складасхемі нульової послідовності. Таким чином, заземється з індуктивного опору 35 і ємнісного опору 37. люючий трансформатор еквівалентний заземленПараметри фільтра 35, 37 і пристрою 39 обирають ню через малу індуктивність або малий активний такими, щоб при нормальній роботі паралельний опір, тобто створює такі ж струми короткого замирезонансний контур був здатний поглинати третю кання і перехідні перенапруги. гармоніку машини 14, обмежуючи в той же час Заземлюючий трансформатор може також буперехідні і тимчасові перенапруги. У разі замиканти виконаний по так званій схемі зигзаг, з спеціаня пристрій 39 обмежує напругу замикання тим, льною конфігурацією обмоток (див., наприклад, що при значному замиканні струм замикання тече Paul M. Anderson, "Analysis of Faulted Power через нього. У разі однофазного замикання на Systems", The Iowa State University Press/Ames, землю струми будуть ви щими у порівнянні, напри1983, pp. 255 - 257). клад, з варіантом заземлення через великий актиКрім того, для заземлення можна використати вний опір, оскільки загальний опір малий. допоміжний силовий трансформатор. На фіг.12 показано втілення винаходу, згідно з На фіг.8 показано втілення винаходу з викорияким засоби заземлення включають розстроєний станням низькоомного резистора 32, включеного фільтр, включений паралельно пристрою 40 захиміж нейтральною точкою 20 машини 14 і "землею". сту від перенапруги, який перемикається для приГоловною перевагою такого заземлення є його душення третьої гармоніки. Такі фільтри можуть здатність обмежувати перехідні і тимчасові перебути виконані різними способами. На фіг.12 навенапруги. Однак, у разі замикання на землю однієї дено приклад, де дві котушки індуктивності 42, 44 фази струми будуть ви щими. Крім того, у нормавключені послідовно, а конденсатор 46 включений льних умовах струми третьої гармоніки будуть паралельно котушкам 42, 44. Крім того, паралельпідвищеними. но котушці 44 включено короткозамикаючий приНа фіг.9 показано альтернативне втілення стрій 48. машини згідно з винаходом, у якому резистор 32 Короткозамикаючим пристроєм 48 керують тазаміщено котушкою 34 з малою індуктивністю, ким чином, щоб змінити характеристики фільтра, включеною між нейтральною точкою 20 і "землею". замикаючи накоротко індуктивний опір 44 у випадЗаземлення через малу індуктивність працює, по ку виявлення можливості резонансу для третьої суті, таким же чином, як заземлення через низькогармоніки між фільтром, машиною 14 і мережею омний опір. Індуктивний опір 34 (у омах) менший 16. Див. заявку на патент Швеції 9700347-9. Таким за величину, необхідну при резонансному заземчином, при нормальній роботі струми третьої гарленні (фіг.6). моніки значно обмежуються. У разі однофазного Як альтернатива безпосереднього з'єднання замикання на землю перехідні і тимчасові перенанейтральної точки 20 із "землею" через резистор пруги будуть обмежені, а струми будуть підвище32 або котушк у індуктивності 34, вони можуть бути ними, як і для випадку фіг.11. з'єднані за допомогою трансформатора, первинна Фіг.13 ілюструє втілення винаходу, в якому обмотка якого включена між нейтральною точкою нейтральну точку 20 машини 14 безпосередньо 20 і "землею", а у вторинну обмотку включено рез'єднано з "землею" з'єднанням 21. Таке безпосезистор-або котушку індуктивності (фіг.6). реднє заземлення у випадку замикань на землю На фіг.10 показано втілення винаходу, у якому обмежує перехідні і тимчасові перенапруги, але два послідовно з'єднаних активно-реактивні опори створює великі струми. При нормальній роботі 36 і 38 включено між нейтральною точкою 20 маструм третьої гармоніки від нейтрали 20 машини шини 14 і "землею", причому опір 36 малий, а опір на "землю", буде порівняно великим. 38 великий. Опір 38 може бути закорочений приЗгідно з винаходом, засоби заземлення машистроєм 40. При нормальній роботі короткозамикани для забезпечення з'єднання нейтральної точки ючий пристрій 40 розімкнено для мінімізації струз землею можуть містити активну схему з необхідмів третьої гармоніки. У разі короткого замикання ним імпедансом. на землю пристроєм 40 керують таким чином, щоб На фіг.14 показано трифазну машину 50, з'єдвiн закоротив опір 38, внаслідок чого потенціал у нану трикутником і підключену безпосередньо до нейтральній точці 20 буде малим, а струм на "земрозподільної або магістральної мережі 16. 15 45452 16 У цьому випадку до машини 50 з боку мережі наним за так званою схемою зигзаг, тобто мати може бути підключений заземлюючий трансфорз'єднання Z - 0, де Ζ заземлено. Заземлюючий матор типу, що використовується у втіленні винатрансформатор обмежує тимчасові перенапруги. ходу, ілюстрованому на фіг.7. Як і у втіленні винаЯк і у втіленні згідно з фіг.7, для цієї мети моходу фіг.7, заземлюючий трансформатор може жна використати допоміжний силовий трансфорбути з'єднаним за схемою трикутник-зірка з заземматор. леною нейтральною точкою зірки, або бути вико 17 45452 18 19 45452 ДП «Український інститут промислов ої в ласності» (Укрпатент) вул. Сім’ї Хохлов их, 15, м. Київ , 04119, Україна (044) 456 – 20 – 90 ТОВ “Міжнародний науков ий коміт ет” вул. Артема, 77, м. Київ , 04050, Україна (044) 216 – 32 – 71 20