Пристрій обмеження однофазного струму короткого замикання в нейтралі високовольтної обмотки автотрансформатора

Пристрій обмеження однофазного струму короткого замикання в нейтралі високовольтних обмоток автотрансформатора, що містить послідовно з'єднані обмотки високої і середньої напруг автотрансформатора, виконані по схемі зірки із загальною нейтраллю, лінійні комутаційні апарати живлячої електричної мережі, індивідуальний захисний елемент в нейтралі, обмотку низької напруги автотрансформатора, з'єднану по схемі розімкненого трикутника, і активний опір між її виводами, який відрізняється тим, що містить U 1 3 39306 до живлячої системи шин, обмотка середньої напруги підключена за допомогою комутаційних апаратів до живленої схеми шин і обмотка низької напруги з'єднана по схемі розімкненого трикутника, трансформатор напруги контролю ізоляції, високовольтна обмотка якого з'єднана по схемі зірки з глухим заземленням нейтралі і підключена до живлячої системи шин, основна обмотка низької напруги з'єднана по схемі зірки з виведеним нульовим дротом і додаткова обмотка низької напруги з'єднана по схемі розімкненого трикутника, струмообмежувальний реактор, який складається з двох послідовно з'єднаних обмоток відповідних класів напруги, причому високовольтний ввід реактора підключений безпосередньо до нейтралі високовольтних обмоток автотрансформатора, а між його середнім і нульовим виводами підключені безпосередньо виводи обмотки НН автотрансформатора і схема, яка складається з послідовно з'єднаних шун туючого комутаційного апарату і активного опору, що заземляє комутаційний апарат з послідовно з'єднаним опором і обмежувач перенапруг між нейтраллю обмоток (ВН, СН) автотрансформатора і землею, схеми керування шунтуючим комутаційним апаратом, одна з яких містить трансформатор струму в глухо заземленій нейтралі обмотки ВН трансформатора напруги з реле струму в його вторинній обмотці, реле часу і проміжним реле, а інша містить реле напруги між виводами обмотки НН-2 і проміжне реле, ланцюг керування заземлюючим комутаційним апаратом, що містить реле напруг і проміжне. Позитивним чинником пропонованого пристрою є достатня ефективність обмеження тільки внутрішніх перенапруг в результаті функціональних взаємодій між високовольтною і низьковольтними обмотками трансформатора напруги контролю ізоляції з включеними шунтуючим і заземлюючим комутаційними апаратами в загальній нейтралі високовольтних обмоток автотрансформатора при послідовно з'єднаних з ними активних опорів. За допомогою пропонованих ланцюгів керування забезпечуються певною мірою і обмеження величин однофазних струмів короткого замикання при відключених комутаційних апаратах в моменти відсутності внутрішні х перенапруг, що забезпечують збільшення опору послідовно з'єднаних обмоток струмообмежувального реактора в нейтралі високовольтних обмоток автотрансформатора. Проте збереглися: недостатня ефективність обмеження струмів короткого замикання при аварійних режимах в результаті змінних взаємодій між внутрішніми перенапруженнями і вказаними струмами; неможливість усунення випадків виникнень і розвитку аварій в циклічно-каскадних послідовностях; небезпечні величини електромагнітних і ємнісних процесів всіляких частот стр умів і напруг між обмотками силових трансформаторів при ферорезонансних явищах у високовольтних обмотках із заземленою нейтраллю трансформаторів напруги контролю ізоляції і комутаційних процесах при відключеннях пошкоджених ділянок електричних мереж комутаційними апаратами; можливості обриву єдиного електричного зв'язку між нейтраллю висо 4 ковольтних обмоток автотрансформатора і їх загальним заземленням, що виключає не тільки технічно доцільні функціонування вторинних ланцюгів комутаційних апаратів і знижуючу результуючу ефективність пропонованого пристрою, але і що приводить до неприпустимих динамічних дій в обмотках і між ними з появами часткових і повзучих розрядів в ізоляційних конструкціях із спалахами трансформаторних масел і руйнуваннями з вибухами ізоляційних вводів. В основу корисної моделі поставлено завдання розробки найбільш ефективного пристрою обмеження однофазного струму короткого замикання в нейтралі високовольтної обмотки автотрансформатора. Рішення поставленої задачі забезпечує пристрій обмеження однофазного струму короткого замикання в нейтралі високовольтної обмотки автотрансформатора, який містить обмотки високої і середньої напруг автотрансформатора, з'єднану по схемі зірки з виведеною загальною нейтраллю за наявності однофазних комутаційних апаратів в живлячих фазах з наявністю пристрою комбінованого обмеження перенапруг, що містить відповідні захисні елементи між фазами і загальною нейтраллю із захистом нейтралі індивідуальним елементом, шунтованим відповідним розрядником, окрім цього, до вказаної нейтралі паралельно підключені заземлюючий індивідуальний роз'єднувач, ланцюг з послідовно з'єднаних роз'єднувача, реактора, активного опору і первинної обмотки трансформатора струму, а також роз'єднувач і первинна обмотка трансформатора напруги, обмотку низької напруги автотрансформатора, з'єднану по схемі розімкненого трикутника за наявності однофазних комутаційних апаратів в живлених фазах і паралельно з'єднані активний опір, ємність і шунтуючий комутаційний апарат між виводами вказаної обмотки, причому між виводами низьковольтних обмоток трансформатора струму і трансформатора напруги підключені послідовно реле струму і часу, реле напруги і часу відповідно з індивідуальними проміжними реле, підключеними індивідуально до шунтуючого комутаційного апарату. На Фіг. приведена електрична схема пристрою обмеження однофазного струму короткого замикання в нейтралі високовольтних обмоток автотрансформатора, яке містить послідовно з'єднані обмотки високого 1 і середнього 2 напруг автотрансформатора, виконані по схемі зірки із загальною нейтраллю, лінійні комутаційні апарати 3 живлячої електричної мережі, захисні елементи 4 між фазами і вказаною нейтраллю із захистом нейтралі індивідуальним елементом 5, шунто ваним відповідним розрядником 6, до вказаної нейтралі підключені паралельно заземлюючий індивідуальний роз'єднувач 7, ланцюг з послідовно з'єднаними роз'єднувачем 8, реактором 9, активним опором 10 і первинною обмоткою 11 трансформатора струму, а також роз'єднувач 12 з високовольтною обмоткою 13 трансформатора напруги, обмотку низької напруги 14 автотрансформатора, з'єднану по схемі розімкненого трикутника, лінійні комутаційні апарати 15 живленої електричної мережі, паралельно з'єднані активний опір 16, ємність 17 і шунтуючий 5 39306 комутаційний апарат 18 між виводами вказаної обмотки, ланцюги керування шунтуючим комутаційним апаратом, яке містить вторинну обмотку 19 трансформатора струму і послідовно з'єднані реле струму 20 і реле часу 21 з проміжним реле 22 між її виводами, а також вторинну обмотку 23 трансформатори напруги і послідовно з'єднані реле напруги 24, реле часу 25 з проміжним реле 26 між її виводами. Пристрій працює у такий спосіб. У нормальному режимі роботи при проектній протяжності електричної мережі, з метою відмежування однофазного струму короткого замикання до допустимої величини, з'єднані послідовно обмотки високого 1 і середнього 2 напруг автотрансформатора підключені лінійними комутаційними апаратами 3 до живлячої електричної мережі з наявністю в їх загальній нейтралі розімкнених роз'єднувачів 7, 8 і 12, а його низьковольтна обмотка 14, з'єднана по схемі розімкненого трикутника, підключена лінійними комутаційними апаратами 15 до живленої електричної мережі при підключені між розімкненими виводами активного опору 16, ємності 17 і відключеного шунтуючого комутаційного апарату 18. У пристрої також постійно підключені між фазними електричними зв'язками вказаних автотрансформаторних обмоток і їх загальною нейтраллю захисні елементи 4 з наявністю безпосередньо в нейтралі індивідуального захисного елементу 5, шунтованого відповідним розрядником 6, з метою обмеження виникаючих короткочасних вн утрішніх перенапруг при перехідних, коливальних і резонансних процесах відповідних частот при відключенні пошкодженої ділянки мережі комутаційним апаратом. При необхідності стабільного обмеження можливих, тривало діючих вн утрішні х перенапруг підвищених величин, особливо при живленні руднотермических печей в процесі розплаву шихти з виникненнями неполнофазних режимів, включається роз'єднувач 12 високовольтної обмотки 13 трансформатора напруги і збільшена напруга між виводами його низьковольтної обмотки 23 приводить до спрацьовувань реле напруги 24 між її виводами і послідовно з'єднаних реле часу 25 і проміжного реле 26, що приводять до включення комутаційного апарату 18, що замикає виводи обмотки 14, а отже шунтує активний опір 16 і конденсатор 17. При змінних величинах однофазних струмів короткого замикання в результаті змін точок струморозділів, можливо індивідуальне підключення до нейтралі при замиканні роз'єднувача 8 послідовно з'єднаних реактора 9, активного опору 10 і первинної обмотки 11 трансформатора струму з наявністю його вторинної обмотки 19, між розімкненими виводами якої підключене реле струму 6 20 з послідовно з'єднаними реле часу і проміжного реле 22, що приводять при необхідності до включення комутаційного апарату 18 залежно від відповідних величин вказаних реле. З метою підвищення ефективності обмеження внутрішніх перенапруг при допустимій величині однофазного струму короткого замикання можливо безпосереднє заземлення нейтралі вказаних обмоток замиканням роз'єднувача 7, що виключає роботу пристроїв релейного захисту, і отже при відключеному комутаційному апараті 18 зберігаються паралельно з'єднані активний опір 16 і конденсатор 17 між розімкненими виводами обмотки 14. Отже необхідно відзначити, що обмеження змінних можливих величин стр умів короткого замикання при аварійних режимах забезпечуються функціональними взаємодіями між елементами пропонованого пристрою, скорочується кількість виникнень аварійних режимів в електричних мережах з усуненням можливостей їх розвитку в циклічно-каскадних послідовностях, виключаються випадки виникнень небезпечних величин електромагнітних і ємнісних процесів всіляких частот струмів і напруг, не допускаються ферорезонансні явища, резонансні і неселективні комутаційні процеси, зберігаються стабільні електричні зв'язки із землею фактично комбінованого обмежувача як фазних перенапруг, так і їх величин в нейтралі вказаних обмоток, індивідуально заземлюючого нейтраль роз'єднувача, високовольтної обмотки трансформатора напруги з роз'єднувачем і послідовно з'єднаних реактора, активного опору і первинної обмотки трансформатора струму з роз'єднувачем, завдяки чому забезпечуються як безпосередньо заземлюючий або ізольований режими нейтралі, так і її вибіркове заземлення вказаними роз'єднувачами, включаючи функціональні зв'язки низьковольтних обмоток трансформаторів струму і напруги з шунтуючим комутаційним апаратом. Функціональні дії між запропонованими елементами пристрою виключають високочастотні перехідні явища і коливальні процеси, а також знижують до допустимих величин короткочасні двофазні короткі замикання. Вказані стабільні заземлення зберігають необхідні параметри якості електричної енергії, необхідну точність вимірювань приладами контролю, а отже надійність роботи релейного захисту, автоматики і телемеханіки з ефективним використанням силових ланцюгів як канали зв'язку. Пропонований пристрій скорочує додаткові втрати електричної енергії при її транспортуванні по лініях електропередач і використанні для власних потреб на підстанціях, підвищує надійність експлуатації електричних мереж і продовжує терміни експлуатації електричного обладнання. 7 Комп’ютерна в ерстка C.Литв иненко 39306 8 Підписне Тираж 28 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