Надпровідний трансформаторний обмежувач струму короткого замикання

Реферат: UA 120059 U UA 120059 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки, зокрема до обмежувачів струму, що призначені для захисту від аварійного режиму короткого замикання уведенням опору в електричне коло мережі. Відомим пристроєм є обмежувач струму короткого замикання трансформаторного типу, що містить магнітну систему зі сталевим осердям, первинну обмотку, яка увімкнена до фази електромережі для захисту від аварійних струмів короткого замикання, а також вторинну обмотку, що замкнена запобіжником [1]. Обмежувач струму призначений для захисту від струмів короткого замикання при виникненні аварійного режиму в електричній мережі. До наведеного вище пристрою можна віднести наступні недоліки. При номінальному режимі у наведеному пристрої присутні втрати активної потужності у первинній і вторинній обмотках, а також незначне падіння напруги. Також присутня інерційна складова при спрацюванні запобіжника у вторинній обмотці. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, до того, що заявляється, є обмежувач струму трансформаторного типу, що містить магнітопровід з розташованими на ньому первинною обмоткою, увімкненою послідовно з навантаженням, і надпровідною вторинною короткозамкненою обмоткою. У такому пристрої, на відміну від вище наведеного, вторинна обмотка виготовлена з надпровідника і розміщена у кріостаті [2]. Задачею корисної моделі, що пропонується, є підвищення ефективності та надійності захисту електричної мережі та електроустаткування від струмів короткого замикання, шляхом збільшення опору обмежувача струму. Задача вирішується обмежувачем струму короткого замикання з високотемпературними надпровідними первинною обмоткою та вторинною обмоткою, що замкнена високотемпературним надпровідним елементом, які розміщені у кріостаті на середньому стержні магнітопроводу. Ця сукупність ознак дозволяє вирішити задачу корисної моделі. Конструктивна схема обмежувача струму представлена на кресленні, яке представляє загальний вигляд пристрою та схему його увімкнення у фазу електромережі. Пристрій зображений на кресленні містить: кріостат, заповнений рідким азотом 1; струмовводи у кріостат 2; шихтований магнітопровід 3; первинну високотемпературну надпровідну обмотку 4, що увімкнена у фазу електричної мережі для захисту від короткого замикання; вторинну високотемпературну надпровідну обмотку 5 для компенсації магнітного потоку у номінальному режимі; виконуючий високотемпературний надпровідний елемент 6; високотемпературний надпровідний елемент 7, який є шунтом елемента 6. Прилад працює наступним чином. Основна первинна надпровідна обмотка 4 вмикається послідовно з навантаженням ZH в електричну мережу, а вторинна обмотка 5 у номінальному режимі роботи електромережі замкнена надпровідним елементом 6 з нульовим опором. Принцип дії такого обмежувача струму полягає в тому, що при нормальній роботі електричної мережі вторинна надпровідна обмотка 5 замкнена накоротко, по первинній обмотці 4 проходить струм, що дорівнює струму навантаження Iн, і обмежувач струму знаходиться в режимі короткого замикання трансформатора з незначним опором. При короткому замиканні надпровідний елемент 6 втрачає надпровідність і набуває значного опору. Обмежувач струму переходить у режим холостого ходу трансформатора. Таким чином, індуктивний опір основної обмотки 4, яка увімкнена в електричну мережу, збільшується та обмежує струм короткого замикання. Вся напруга U припадає до первинної обмотки, а її струм зменшується до струму холостого ходу трансформатора, після чого спрацьовує автоматичний вимикач. Для автоматичного повторного включення надпровідний елемент 6 шунтується надпровідним елементом 7, який вмикається ключем 8 на час остигання елемента 6. Перевага пристрою полягає в тому, що забезпечується енергозбереження за рахунок використання надпровідних обмоток. Надпровідні елементи забезпечують високу швидкість спрацювання і збереження надпровідного стану обмоток у аварійному режимі. Джерела інформації: 1. Пат. US № 4700257, НКИ 361/19, 02.12.1997. 1 UA 120059 U 2. Пат. Укр. № 77244, МПК Н02Н 9/00, 11.02.2013. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Надпровідний трансформаторний обмежувач струму короткого замикання, що містить магнітопровід, первинну та вторинну обмотки, кріостат, який відрізняється тим, що у кріостаті розміщені первинна обмотка, яка виконана з високотемпературного надпровідного проводу, і вторинна високотемпературна надпровідна обмотка, замкнена надпровідним елементом здодатковим надпровідним шунтом. Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2