Комбінований пристрій по обмеженню параметрів електромагнітних і ємнісних процесів у електричних мережах

Комбінований пристрій по обмеженню параметрів електромагнітних і ємнісних процесів в електричних мережах, що містить паралельно підімкнені до джерела живлення батареї статичних конденсаторів і розрядний блок, який відрізняється тим, що він містить паралельне підключення батарей статичних конденсаторів індивідуаль 3 24524 Відомо "Пристрій для захисту від ушкоджень конденсаторної батареї, з'єднаної за схемою подвійної "зірки" [2], що прийнято за прототип і містить паралельне і безпосереднє підімкнення зазначених БСК до індивідуального гнучкого зв'язку, що через основний комутаційний апарат підімкнений до живлючої системи шин, а паралельно конденсаторам до зазначеного зв'язку підімкнений через допоміжний комутаційний апарат РБ у вигляді трифазного індуктивного опору, з'єднаного за схемою "зірка" з наявністю послідовно підімкнених активних опорів у кожній фазі, причому нейтралі БСК і РБ з'єднані електрично нульовою шиною та ізольовані від землі. Позитивними факторами пристрою є більш ефективні обмеження ударних струмів і комутаційних процесів при підключенні і відключенні паралельних БСК основним комутаційним апаратом до живлючої системи шин завдяки попередньому підключенню до зазначеного гнучкого зв'язку РБ допоміжним комутаційним апаратом з наступним його автоматичним відключенням після виконаних комутацій основним комутаційним апаратом, а також виключена необхідність вибору комутаційних апаратів на номінальний струм, що перевищує сумарний струм БСК. Додатково доцільно відзначити зниження величин і часу впливів перехідних і коливальних процесів протягом і після комутацій відповідно спільним комутаційним апаратом паралельних БСК. Недоліками пристрою, що збереглися, є дугові перенапруги при однофазних замиканнях, ферорезонансні явища в трансформаторах напруги контролю ізоляції і комутаційні процеси, властиві ізольованим нейтралям БСК і РБ, з наявністю перехідних і коливальних процесів при несиметричних або неповнофазних режимах роботи ДСП і РТП, особливо в початковий період розплаву шихти. Не вирішені проблеми обмеження одержуваної і передаваемої реактивної потужності при наявності тільки нерегульованої БСК із неприпустимими відхиленнями параметрів якості електричної енергії (ЯЕЕ) у частині високочастотних коливань, відхилень, несиметрії та несинусоїдальності вже не тільки напруг, але і струмів стосовно до технологічних режимів роботи ДСП і РТП при наявності виникаючих резонансних явищ між пов'язаними електрично сумарними ємностями кабелів із підімкненими БСК і індуктивностями обмоток силових трансформаторів при урахуванні змінюючих електромагнітних і ємнісних процесів, що призводять у кінцевих результатах до збільшень електричних втрат при транспортуванні і використанні електричної енергії. В основу корисної моделі поставлені задачі підвищення надійності експлуатації існуючого високовольтного і низьковольтного електротехнічного обладнання металургійних підприємств на основі усунення або обмеження до безпечних величин зазначених у прототипі недоліків, а також забезпечення електромагнітних і ємнісних сумісностей з урахуванням зберігання існуючих статичних і динамічних стійкостей між мережами високої і 4 низької напруг не тільки при нормальних, але й аварійних режимах. Комплексне рішення цих задач досягається тим, що при паралельному підімкненні БСК індивідуальними комутаційними апаратами, одна з яких з'єднана за схемою "зірка" з наявністю у виведеній нейтралі заземлюючого комутаційного апарата, а інша з'єднана за схемою "трикутник", забезпечуються одночасно фазні та лінійні ємнісні компенсації відповідних індуктивних навантажень, в основному потужних секційних і печних трансформаторів, включаючи двигуни прокатних станів, що працюють у синхронних режимах. Крім цього, паралельно зазначеним БСК підімкнений індивідуальним комутаційним апаратом індуктивний РБ, що містить силовий трансформатор потужністю, що відповідає сумарній потужності БСК, у якого первинна і вторинна обмотки мають однакові напруги по величині, з'єднані за схемами "зірка" з виведеним нульовим проводом і розімкнутого "трикутника" відповідно, а регульована індуктивність (РІ) підімкнена високовольтним вводом у нейтраль первинної обмотки, а низьковольтним виводом до контуру заземлення з одночасним шунтуюванням розімкнутих ви водів вторинної обмотки, чим забезпечуються не тільки електромагнітні, але і безпосередні електричні зв'язки між обмотками, а отже іємнісні зв'язки між ними і підімкненими БСК при виникненнях високочастотних напруг навіть тільки стандартних частот 3, 5, 7, 11, 13 гармонік. Пристрій, що заявляється, пояснюється наведеним нижче описом і схемою. По корисній моделі комбінований пристрій по обмеженню параметрів електромагнітних і ємнісних процесів у електричних мережах містить: основну систему шин 1, від якої через роз'єднувач 2 подається напруга на індивідуальну секцію 3; конденсаторну батарею 4, яка з'єднана за схемою "зірка" з виведеною нейтраллю та підімкнена до секції через комутаційний апарат 5 и роз'єднувач 6, причому між нейтраллю та заземлюючим контуром підімкнений комутаційний апарат 7; конденсаторну батарею 8, з'єднану за схемою "трикутник" і підімкнену до секції через комутаційний апарат 9 і роз'єднувач 10; індуктивний розрядний блок, що містить силовий трансформатор з первинною 11 і вторинною 12 обмотками однакової напруги, з'єднаними за схемами "зірка" з виведеним нульовим проводом і розімкнутого "трикутника" відповідно, що підключається до секції через комутаційний апарат 13 і роз'єднувач 14; регульовану індуктивність 15 з перемикачем, підімкнену високовольтним вводом у нейтраль первинної обмотки, а низьковольтним виводом до контуру заземлення з одночасним шунтуванням розімкнутих виводів вторинної обмотки. Основна ефективність запропонованого комбінованого пристрою стосовно до високовольтних і низьковольтних мереж металургійних підприємств з наявністю найбільше важких технологічних режимів ДСП, РТП і прокатних станів полягає в тому, що виключається необхідність у дорогих, недостатньо ефективних і технічно ненадійних струмових компенсаторах реактивної потужності (СКРП), а також усуваються режимна і конструктивна доці 5 24524 6 льності установок БСК на низькій напрузі між пічними трансформаторами і зазначеними печами. Далі доцільно відзначити, що пристрій СКРП працює тільки комбіновано в режимах компенсації стандартних частот 3, 5, 7, 11, 13 гармонік, кожна з яких компенсується послідовно підімкненими ємностями та індуктивностями відповідних величин, що підключаються індивідуальними комутаційними апаратами між фазами і заземлюючим контуром, причому послідовність підключення або відключення здійснюється в порядку зростаючих або убуваючи х зазначених частот, а при порушенні цих частотних комутацій ушкоджуються сусідні конденсатори в результаті резонансних перенапруг неприпустимих величин, хоча при змінюючих технологічних режимах немає необхідності постійного використання всього переліку компенсуючих пристроїв, що призводить до необгрунтованих додаткових електричних втрат. Що стосується паралельних режимів роботи індивідуальних БСК і БСК, що не регулюються, то їхнє використання в режимах вмикання або відключення тільки частково сприяє відповідному зниженню видачі або споживання реактивної потужності відповідно. Але навіть при можливих взаємних варіантах комутацій зазначених пристроїв, тобто при їх одночасному або індивідуальних підключеннях і відключеннях, практично здійснені тільки чотири режими їхньої роботи, що цілком недостатньо. Це призводить до штрафних санкцій із боку Енергонагляду за споживання, а ще гірше видачу реактивної потужності не тільки в розподільні, але і магістральні електричні мережі енергосистем. Запропонований пристрій забезпечує режими як індивідуальних, так і комбінованих підключень БСК при відсутності або наявності РБ із регульованою індуктивністю, а з урахуванням ізольованої або заземленої нейтралі БСК, з'єднаної за схемою "зірка", і можливої доцільності повного відключення захисного пристрою забезпечуються вісім основних варіантів із наявністю 28-ми можливих режимів, наочно приведених у табл. із позначеннями включених або відключених станів елементів знаками "плюс" або "мінус". При роботі пристрою в комбінованому режимі з наявністю заземленої нейтралі БСК, яка з'єднана за схемою "зірка", виключаються загалом дугові перенапруги при однофазних замиканнях, ферорезонансні явища в трансформаторах напруги контролю ізоляції та комутаційні процеси при відключеннях ушкоджених ділянок електричних мереж з одночасним усуненням перехідних і коливальних процесів, а отже забезпеченням необхідної якості електричної енергії не тільки при змінюючих технологічних режимах металургійних печей, але й при можливих порушеннях те хнологічних процесів. Комбінована робота пристрою при наявності ізольованої нейтралі зазначеної БСК сприяє збільшенню ємностей живлючої мережі, а отже зниженню несиметрії та особливо неповнофазних режимів при расплавленні шихти в зазначених печах, а отже виключенню виникнення зазначених резонансних явищ і зниженню величин струмів реактивної потужності між джерелами та споживачами електричної енергії. На основі забезпечення комбінованим пристроєм комплексної взаємодії між електромагнитними, електричними і ємнісними високочастотними процесами підвищується статична та динамична стійкості у зазначених мережах з одночасним забезпеченням динамічної стійкості силових трансформаторів, а отже забезпечується необхідна надійність експлуатації існуючого електротехнічного обладнання навіть з простроченим терміном його експлуатації. У зв'язку з приведеними позитивними факторами розробленого комбінованого пристрою забезпечується ефективне зниження електричних втрат завдяки підвищенню результуючо го рівня енергозбереження в мережах металургійних підприємств. З точки зору економічної ефективності виготовлення, а також і монтаж зазначеного комбінованого пристрою на порядок дешевше у порівнянні з виготовленням багатоелементної конструкції СКРП. 7 24524 Виходячи з вищенаведеного доцільно зробити висновок, що технічне рішення, яке заявляється, відповідає критерію "Промислове використання". Джерела інформації: Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 8 1. Авторське свідоцтво колишнього СРСР №922946; Н 02 Н 7/16; 1980. 2. Авторське свідоцтво колишнього СРСР №1010693; Н 02 Н 7/16; 1980. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601