Пристрій для захисту силового трансформатора при аварійних режимах

Пристрій для захисту силового трансформатора при аварійних режимах, який містить силовий трансформатор, первинна високовольтна обмотка якого з'єднана по схемі зірки з виведеною нейтраллю, а його вторинна обмотка з'єднана по схемі розімкнутого трикутника, шунтуючий високовольтний реактор між виводами вторинної високовольтної обмотки та типові однофазні повітряні вимикачі введень первинної високовольтної обмотки, який відрізняється тим, що пристрій додатково містить між нейтраллю первинної високовольтної обмотки та землею з'єднані послідовно реакторний комутаційний апарат, заземлюючий високовольтний реактор з максимальним насиченням магнітопроводу U 2 (19) 1 3 19826 4 тного комутаційних контактів, лінійні вимикачі у рішніх перенапруг та однофазних токів короткого фазах первинної високовольтної обмотки і розрязамкнення. дник, під'єднаний до нейтралі первинної високовоВирішення цієї задачі досягається тим, що льтної обмотки силового трансформатора парапристрій захисту силового трансформатора при лельно насичуючомуся реактору. аварійних режимах містить силовий трансформаОсновними недоліками вказаного пристрою є: тор, первинна обмотка якого з'єднана в зірку в складна і недостатньо ефективна по надійності виведеною нейтраллю, а вторинна високовольтна роботи конструкція насичуючогося реактора з наяобмотка з'єднана в розімкнутий трикутник, заземвністю двох високовольтних обмоток перемінного люючий високовольтний реактор з магнітопровоструму та низьковольтної обмотки, яка живиться дом, який ефективно насичується, між нейтраллю і джерелом постійного струму при наявності низьземлею первинної високовольтної обмотки, шунковольтного комутаційного контакту; наявність туючий реактор з відповідним значенням індуктивіскрового проміжку, спрацьовування якого є дженого опору між виводами вторинної високовольтрелом виникнення додаткових високочасткових ної обмотки, однофазні високовольтні комутаційні перенапруг між витками в котушках та безпосереапарати в колах з боку введення заземлюючого дньо котушками первинної високовольтної обмотвисоковольтного реактора, між нейтраллю перки силового трансформатора; необхідність висовинної високовольтної обмотки та землею, а також ковольтного комутаційного контакту, під'єднаного між розімкнутими виводами вторинної високовольпаралельно іскровому проміжку та незмінний ретної обмотки, два послідовно з'єднані трансфоржим шунтування розімкнутих виводів вторинної матори струму в колі між виводом заземлюючого високовольтної обмотки силового трансфорвисоковольтного реактора та землею, низьковольматора. тні кола керування, одне з яких під'єднане до розіНайбільш близьким до винаходу є відносно мкнутих виводів низьковольтної обмотки висококомпактний пристрій для обмеження перенапруг та вольтного реактора і містить послідовно з'єднані струмів короткого замкнення на високовольтній реле напруги і проміжне реле, які забезпечують підстанції [Авторське свідоцтво СРСР №907682. комутацію однофазного апарата, приєднаного Пристрій для обмеження перенапруг та струмів безпосередньо між нейтраллю первинної висококороткого замкнення на високовольтній підстанції. вольтної обмотки та землею, а два інших кола I.I.Магда, A.I.Назаров, опублік. 23.02.82р., БВ №7], управління під'єднані між виводами низьковольтяке прийняте за прототип і містить двообмоточний них обмоток вказаних трансформаторів струму, силовий трансформатор, первинна високовольтна причому одне коло через реле струму та проміжне обмотка якого з'єднана по схемі зірки з виведеною реле забезпечує комутацію однофазного апарата нейтраллю, а його вторинна високовольтна обмотміж розімкнутими виводами вторинної обмотки, а ка з'єднана по схемі розімкненого трикутника, видруге коло через реле струму, часу та проміжне соковольтну обмотку дроселя насичення з відпайреле забезпечує комутацію однофазного апарата ками, під'єднаного між нейтраллю, первинною в колі введення заземлюючого високовольтного високовольтною обмоткою та землею, додаткову реактора. обмотку, під'єднану між виводами вторинної висоПідключення первинної високовольтної обмотковольтної обмотки, яка під'єднана одночасно паки силового трансформатора до живлючої системи ралельно частини високовольтної обмотки дросешин здійснюється за допомогою вимикача відповіля насичення, захисний розрядник, під'єднаний дної потужності. між нейтраллю первинної високовольтної обмотки Ідея корисної моделі пояснюється на креслені землею паралельно всій високовольтній обмотці ні де зображено принципове електричне коло продроселя насичення та комутаційні апарати в фапонуємо пристрою. зах виводів первинної високовольтної обмотки. На Фіг.1 пристрій містить силовий трансфорОсновними недоліками прототипу є: незмінюматор, первинна високовольтна обмотка якого вана схема з'єднання елементів та режим роботи з'єднана по схемі зірки з виведеною нейтраллю 1, пристрою при змінних схемах, електричних мереж, а його вторинна високовольтна обмотка 2 з'єднана які живлять та які живляться, і режимах роботи по схемі розімкнутого трикутника, заземлюючий силових трансформаторів на підстанціях; конструвисоковольтний реактор 3 між нейтраллю первинктивна неможливість роботи пристрою в режимах ної обмотки та землею, шунтуючий високовольтелектричних мереж з ізольованою або глухозазений реактор 4 між виводами вторинної обмотки, мленою нейтраллями; недостатня ефективність реакторний комутаційний апарат 5 в колі його ввекомбінованого обмеження внутрішніх перенапруг дення та шунтуючий комутаційний апарат 6 між та однофазних струмів короткого замкнення в мевиводами вторинної обмотки, трансформатори режах вказаних напруг у зв'язку з відсутністю приструму 7 та 8, з'єднані послідовно у колі між виволадів фіксації перенапруг, які зміцнюються, та оддом заземляючого реактора та землею, низьковонофазних струмів короткого замкнення, а також льтні кола керування, одне з яких під'єднане до елементів та їх обмеження. розімкнутих виводів низьковольтної обмотки 9 заВ основу корисної моделі поставлено задачу земляючого реактора та містить послідовно з'єдрозробки пристрою захисту силового трансформанані реле напруги 10 та проміжні реле 11, які затора при аварійних режимах, яка повинна бути безпечують роботу заземляючого комутаційного застосована в галузі енергетики, а саме на висоапарата 12, а два інших кола керування під'єднані ковольтних підстанціях мереж напругою 110між виводами низьковольтних обмоток вказаних 220кВ, де необхідне одночасне обмеження до трансформаторів струму, причому одна через побезпечних розмірів при аварійних режимах внутслідовно з'єднані реле струму 13 та проміжне реле 5 19826 6 14 забезпечує роботу шунтуючого комутаційного заземляючого комутаційного апарата 12, а переапарата, а друга через послідовно з'єднані реле вод нейтралі 1 первинної високовольтної обмотки струму 15, реле часу 16 та проміжне реле 17 засилового трансформатора у короткочасний режим безпечує роботу реакторного комутаційного апаглухого заземлення з послідуючим його автоматирата. чним відключенням після відновлення в електричПідключення первинних високовольтних обмоних мережах нормального режиму їх експлуатації. ток силових трансформаторів до живлючої систеПри можливих виникненнях ферорезонансних ми шин здійснюється типовими однофазними повіабо резонансних струмів неприпустимих розмірів в тряними вимикачами 18. обмотці заземляючого високовольтного реактора При нормальному режимі роботи електричних 3 у вторинній низьковольтній обмотці трансформереж первинна високовольтна обмотка захисного матора струму 7 спрацьовують реле струму 13 та пристрою підключена до живлючої системи шин за проміжне реле 14, які призводять до відключення допомогою однофазних комутаційних апаратів 18, шунтуючого комутаційного апарата 6 з одночаса між її нейтраллю 1 та землею під'єднані послідоним конструктивним шунтуванням розімкнутих вно включений реакторний комутаційний апарат 5, виводів вторинної високовольтної обмотки 2 під'єзаземляючий високовольтний реактор 3 з ефектиднаним шунтуючим високовольтним реактором 4, вним насиченням його магнітопровода магнітним завдяки чому усуваються та виключаються можпотоком та послідовно з'єднані первинні обмотки ливості виникнення вказаних струмів у процесі трансформаторів струму 7 та 8, а між розімкнутиперехідних режимів роботи елементів захисного ми виводами вторинної обмотки 2 силового транпристрою або виникнення коливальних процесів сформатора під'єднаний шунтуючий високовольтна живлючій системі шин. ний реактор 4, який шунтується нормально При виникненні однофазних токів короткого включеним комутаційним апаратом 6, та безпосезамкнення в першу чергу знов спрацьовує коло редньо між нейтраллю 1 первинної високовольтної керування, яке живиться від розімкнутих виводів обмотки та землею під'єднаний заземляючий конизьковольтної обмотки трансформатора струму 7 мутаційний апарат 12, включений у нормальному з спрацюванням реле струму 13 при відповідній режимі. струмовій установці та проміжне реле 14, які призТакий режим роботи захисного пристрою ефеводять до тимчасового відключення шунтуючого ктивний в мережах 110-150-220 кВ, у який нейтралі комутаційного апарата 6. первинних високовольтних обмоток силових транОднак при недостатньому збільшенні опору сформаторів на підстанціях, які живлять, мають кульової послідовності при шунтуванні розімкнутих глухе заземлення, а на підстанціях, які живляться виводів вторинної високовольтної обмотки 2 силовідпайками від розподілених мереж вказаних навого трансформатора шунтуючим високовольтним пруг, нейтралі головним чином ізольовані з метою реактором 4 спрацьовує друге коло керування, яке певного обмеження внутрішніх перенапруг та одживиться від розімкнутих виводів низьковольтної нофазних струмів короткого замкнення при планообмотки вже трансформатора струму 8 з спрацювих режимах навантажень та переключеннях в ванням реле струму 15 з більшою струмовою електричних мережах, а схема захисного приустановкою, реле встановленого часу 16 та промістрою, яка пропонується нами забезпечує повнісжного реле 17, які призводять до включення реактю ефективне комбіноване обмеження перенапруг торного комутаційного апарата 5 та перевода нейта струмів короткого замкнення при навіть технотралі 1 первинної високовольтної обмотки у логічних порушеннях та виникнення аварійних ретимчасовий ізольований режим. жимів. В заключенні слід відзначити, що внутрішні При виникненні внутрішніх перенапруг у реперенапруги та однофазні струми короткого зазультаті змінних за терміном схемах живлення мкнення у мережах 110-150-220кВ з ефективним споживача з боку електричних мереж з виникнензаземленням нейтралі є в основному взаємовинями холостих та неповнофазних режимів, а також ключними аварійними режимами, що звичайно при появах складних аварійних режимів роботи підвищує не тільки технічну, але й економічну всього електротехнічного обладнання підстанцій з ефективність запропонованого захисного приможливими розвитками аварій в циклічнострою. каскадних послідовностях, які супроводжуються Таким чином, запропонований захисний привиникненнями неприпустимих комутаційних прострій, діюче у функціональній залежності від реацесів при збезструмленні системи шин, яка жильних режимів у розподільчих мережах вказаних виться, повітряними вимикачами з одночасними напруг, завдяки забезпеченню електромагнітної виникненнями ферорезонансних явищ в трансфосумісності виключає можливість розвитку аварій. рматорах напруги контролю ізоляції та резонансПозитивні результати запропонованого приних явищ між індуктивностями їх високовольтних строю були вперше технічно обґрунтовані промисобмоток з глухозаземленою нейтраллю та ємнословими моделями Запорізького національного тями ділителей напруги на віддільниках вказаних технічного університету. вимикачів, комбіноване обмеження вказаних переНами проведені наукові дослідження, виконані напруг здійснюється завдяки появі підвищеної наконструкторські розробки, виготовлений та впропруги на розімкнутих виводах низьковольтної обваджений у дослідно-промислову експлуатацію мотки 9 заземляючого реактора з послідуючим пристрій захисту силового трансформатора в елеспрацюванням реле напруги 10 та проміжного ректричних мережах вказаних напруг енергосистеми ле 11, які призводять до короткочасного вмикання "Дніпроенерго". 7 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 19826 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601