Комбінований пристрій по обмеженню параметрів електромагнітних і ємнісних процесів в електричній мережі плазмотрона

Комбінований пристрій по обмеженню параметрів електромагнітних і ємнісних процесів в електричній мережі плазмотрона, що містить індивідуальний трифазний силовий двообмотковий трансформатор з комутаційними апаратами з боку живлення, конденсаторні батареї, з'єднані по схемах "зірка" із заземлюючим комутаційним апаратом у нейтралі і "трикутник", підключені до живильних фаз комутаційними апаратами, трифазний індуктивний розрядний блок з первинною і вторинною обмотками, з'єднаними по схемах "зірка" з виведеною U 2 (19) 1 3 29231 живлення плазмотрона відсутні захисні елементи, що виключають можливості виникнень резонансних процесів і ферорезонансних явищ. За прототип прийнята корисна модель комбінованого пристрою по обмеженню параметрів електромагнітних і ємнісних процесів в електричних мережах, що містить конденсаторні батареї, з'єднані по схемах "зірка" із заземлюючим комутаційним апаратом в нейтралі і "трикутник", що шунтує розрядний блок, який складається з силового трансформатора з первинною і вторинною обмотками однакової напруги, з'єднаними по схемах "зірка" з виведеним нульовим проводом і розімкнений "трикутник" за наявності регульованої індуктивності, яка приєднана високовольтним вводом до нейтралі первинної обмотки, а низьковольтним виводом до контура заземлення з одночасним шунтуванням розімкнених виводів вторинної обмотки, причому конденсаторні батареї і розрядний блок приєднані паралельно індивідуальними комутаційними апаратами до індивідуальної живлячої секції, з'єднаної з живлячою системою шин роз'єднувачами [див. патент України на корисну модель №24524, Кл. Н02Н, 2007, Бюл. №10]. Необхідно відзначити основні недоліки вказаного прототипу стосовно електричної мережі з плазмотроном: 1. Режими безпосередніх ефективних, електричне зв'язаних взаємодій між ємнісними і індуктивними елементами, що живляться від індивідуальної секції з сторони системи шин з первинними обмотками силового трансформатора, не надають ефективних дій на його вторинні обмотки, живлячі плазмотрон. 2. Відсутні можливості при режимній необхідності перемикань розрядного блока між живлячими і живленими обмотками силового трансформатора з метою забезпечення стабільного режиму роботи плазмотрона при змінюючих ємнісних і індуктивних навантаженнях споживачів. 3. Не запропоновані ефективні технічні рекомендації по монтажу конденсаторних батарей на вводах первинних і виводах вторинних обмоток силового трансформатора з урахуванням функціональних взаємодій між ними залежно від груп їх з'єднань. 4. Високочастотні параметри електромагнітних і ємнісних процесів, що виникають в промислових мережах 6-10-35кВ, живлять керовані випрямлячі плазмотрона, трансформуються в розподільні живлячі мережі 110-150-220кВ енергосистем і живлені мережі власних потреб до 1000 В одночасно. У основу корисної моделі поставлено завдання розробки найбільш ефективного комбінованого пристрою по обмеженню параметрів електромагнітних і ємнісних процесів в електричній мережі плазмотрона з виключенням їх трансформації у високовольтних живлених і низьковольтні живлячі електричні мережі. Вирішення поставлених завдань забезпечує комбінований пристрій по обмеженню параметрів 4 електромагнітних і ємнісних процесів в електричній мережі плазмотрона, яке містить індивідуальний трифазний силовий двообмотувальний трансформатор з комутаційними апаратами з боку живлення, конденсаторні батареї, з'єднані по схемах "зірка" із заземляючим комутаційним апаратом в нейтрали і "трикутник", підключені до живлячих фаз комутаційними апаратами, трифазний індуктивний розрядний блок з первинною і вторинною обмотками, з'єднаними по схемах "зірка" з виведеною нейтраллю і розімкнений "трикутник" відповідно, а також з регульованою індуктивністю, приєднаною високовольтним вводом в нейтраль первинної обмотки, а низьковольтним виводом до контуру заземлення з одночасним шунтуванням розімкнених виводів вторинної обмотки за наявності комутаційних апаратів у фазах первинної обмотки, трифазну перемичку між виводами первинною і вторинною трансформаторних обмоток з індивідуальними роз'єднувачами, що забезпечують можливості вибіркового підключення розрядного блока до вказаних обмоток, індивідуальні підключення конденсаторних батарей, з'єднаних по схема "зірка" і "трикутник" до вводів первинної і виводів вторинної трансформаторних обмоток, з'єднаних по схемах "трикутник" і "зірка", трифазний некерований мостовий випрямляч, що шунтується з'єднаними послідовно і регульованими індуктивністю згладжуючого реактора і активного опору з одночасним їх під'єднуванням між вводом і заземленим виводом плазмотрона. Пристрій, що заявляється, пояснюється нижче наведеним описом і схемою. По корисній моделі комбінований пристрій по обмеженню параметрів електромагнітних і ємнісних процесів в електричній мережі плазмотрона містить первинну обмотку 1 силового трансформатора, з'єднану по схемі "трикутник" з лінійними комутаційними апаратами 2, конденсаторну батарею 3, з'єднану по схемі "зірка" з фазними комутаційними апаратами 4 і наявністю комутаційного апарату 5 в її нейтрали, вторинну обмотку 6 вказаного силового трансформатора, з'єднану по схемі "зірка", конденсаторну батарею 7, з'єднану по схемі "трикутник" з фазними комутаційними апаратами 8, трифазну перемичку 9 між виводами первинною і вторинною трансформаторних обмоток з відповідними лінійними роз'єднувачами 10 і 11, трифазний індуктивний розрядний блок з первинною 12 і вторинною 13 обмотками, з'єднаними по схемах "зірка" з виведеною нейтраллю і "розімкнений трикутник" відповідно, а також з регульованою індуктивністю 14, приєднаною високовольтним вводом в нейтраль первинної обмотки, а низьковольтним виводом до контура заземлення з одночасним шунтуванням розімкнених виводів вторинної обмотки, за наявності комутаційних апаратів 15 у фазах первинної обмотки, трифазний некерований випрямляч 16, приєднаний між фазами вторинної обмотки силового трансформатора, регульовані згладжуючий реактор 17 і активний опір 18, з'єднані послідовно і приєднані між виводами 5 29231 випрямляча паралельно плазмотрону 19. Пристрій працює в такий спосіб. Підключення розрядного блока комутаційними апаратами 15 до вводів первинної обмотки 1 з комутаційними апаратами 2 або виводам вторинної обмотки 6 здійснюється трифазною перемичкою 9 при роздільно включаючи роз'єднувачах 10 або 11, що забезпечують його вибірковий електричний зв'язок з первинною або вторинною вказаними обмотками силового трансформатора. Завдяки наявності електромагнітних і електричних зв'язків між первинною 12 і вторинною 13 обмотками розрядного блока з регульованою індуктивністю 14 при промисловій або занижених частотах напруги і стр умів, а також ємкісних зв'язків між ними при високих частотах усуваються повністю високочастотні перенапруги на непошкоджених фазах за наявності дугового замикання пошкодженої фази, ферорезонансні явища у високовольтних обмотках із заземленою нейтраллю трансформаторів напруги контролю ізоляції і комутаційні процеси при відключенні пошкодженої ділянки електричної мережі. Розрядний блок у вказаних електричних мережах усуває додатково можливості виникнення коливальних режимів при стабільних і особливо зростаючих фазних напруги і стр умів в мережах відповідних споживачів, що живляться спільно з дуговими сталеплавильними і рудно-термічними печами, а особливо з плазмотронами, отже виключає необхідність короткочасного відключення живлячого трансформатора. Виконані технічні рекомендації по монтажу конденсаторних батарей залежно від схем їх з'єднань з схемами з'єднань первинних і вторинних обмоток силового трансформатора, де конденсаторна батарея 3, з'єднана по схемі "зірка" з наявністю комутаційного апарату 5 в її нейтрали, фазними комутаційними апаратами 4 підключена до вводів первинної обмотки, з'єднаної по схемі трикутник", а конденсаторна батарея 7, з'єднана по схемі "трикутник" з фазними комутаційними апаратами 8 підключена до виводів вторинної обмотки з метою зниження кутів між векторами первинної і вторинної напруги і струмів. Технічні заходи, що рекомендуються, в живлячій і живленій мережі з наявністю регульованих згладжуючого реактора 17 і активного опору 18, з'єднаних послідовно і приєднаних паралельно між виводами мостової схеми трифазного перетворювача тиристора випрямленого струму 16, а також між вводом і заземленим виводом плазмотрона 19 виключають необхідність в керованих випрямлячах з наявністю джерел випрямлених стр умів, а отже фазних трансформаторів змінного струму з пристроєм їх автоматичної стабілізації, блока управління і згладжуючого дроселя. Функціональні взаємодії між запропонованими елементами виключають високочастотні перехідні явища між випрямлячами і обмотками живлячого трансформатора, знижують до незначних величин комутаційні процеси у випрямлячах, тобто короткочасні міжфазні перенапруги і дво фазні 6 короткі замикання, а також виключають виникнення високочастотних дугови х перенапруг в плазмотроні, що перевищують допустимі величини. Додатково необхідно відзначити, що наявність індивідуальних заземлень розрядного блока, загального заземляючого пристрою одного з виводів перетворювача тиристора, шунтучий його з'єднаними послідовно регульованими згладжуючим реактором і активним опором, а також виводом плазмотрона за наявності можливості заземлення нейтралі конденсаторної батареї, з'єднаної по схемі "зірка" комутаційним апаратом, забезпечують електромагнітну сумісність між ними і всіма елементами комбінованого пристрою, необхідні параметри якості електричної енергії, підвищену точність вимірювань приладами контролю, а отже надійність роботи релейного захисту, автоматики і телемеханіки з ефективним використанням силових ланцюгів як канали зв'язку. Схеми підключень і під'єднувань елементів пристрою усувають можливості виникнень резонансів струмів і напруги на високих частотах із збільшенням їх окремих гармонік, не допускають появи анормальних гармонік навіть за наявності конденсаторних батарей в безпосередній близькості від перетворювачів. Пропонований пристрій скорочує додаткові втрати електричної енергії при її транспортуванні по лініях електропередач і використанні в мережах промислових підприємств; стабілізує роботу приймачів відповідних потужностей; підвищує надійність експлуатації електричних мереж і продовжує терміни експлуатації електричного обладнання. Захисний пристрій виключає трансформації електромагнітних, електричних і ємнісних процесів, що виникають в мережах 6-10-35кВ навіть при порушенні технологічних режимів плазмотрона, в живлячі мережі 110-150-229кВ і мережі власних потреб до 1000В. Джерела інформації: 1. Електротехнологічні установки / А.В. Болотов, Г.А. Шепель. - М.: Ви ща школа, 1988 С.179-180. 2. Патент України на корисну модель №24524, Кл. Н02Н, 2007, Бюл. №10.