Трифазний трансформатор напруги

Реферат: Винахід належить до електротехніки та призначений для підвищення безпеки експлуатації промислових електротехнічних комплексів за рахунок струмообмеження електромережі з колом завеликої міжфазної провідності в процесі її захисного відключення. Пристрій містить розміщені у кожній фазі на магнітопроводі первинну і вторинну обмотки трансформатора, а також трифазний мостовий випрямляч, резистор і керований розмикальний контакт, при цьому первинні обмотки кожної фази з'єднані між собою у трифазну схему, до виходу трифазного мостового випрямляча підключені з'єднані паралельно резистор і керований розмикальний контакт, а до входу трифазного мостового випрямляча приєднані перші виводи кожної фазної вторинної обмотки трансформатора. За рахунок зменшення струму в електромережі дільниці на час спрацьовування засобів захисного відключення унеможливлюється спалах ізоляції електричних провідників в приєднанні, де виникла завелика міжфазна електрична провідність, що призводить до попередження пожежі та вибуху метано-повітряної суміші при спрощенні схеми пристрою. UA 106182 C2 (12) UA 106182 C2 UA 106182 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до електротехніки та призначений для підвищення безпеки експлуатації промислових електротехнічних комплексів за рахунок струмообмеження електромережі з колом завеликої міжфазної провідності в процесі її захисного відключення. В процесі експлуатації промислових дільничних електромереж виникають їх аварійні стани, обумовлені завеликими міжфазними електричними провідностями в колах коротких замикань, міжфазних дугоутворень при пошкодженні ізоляції гнучких кабелів в разі її розриву або стиснення. Зокрема, такі аварійні стани є характерними при експлуатації шахтних дільничних електромереж. Внаслідок значного підвищення струму в колі завеликої міжфазної провідності виникає перегрів ізоляції, що може призвести до спалаху кабелю на інтервалі часу відключення мережі або її силового приєднання засобами струмового захисту. Стосовно до шахтної електромережі навіть короткочасний спалах є небезпекою вибуху метано-повітряної суміші за наявності її небезпечної концентрації в атмосфері. Отже актуальним є запровадження струмообмеження на інтервалі часу від моменту виникнення завеликої міжфазної провідності до моменту захисного відключення мережі. Принцип автоматичного обмеження струму в силовому приєднанні реалізується схемою 3 [Авт. свид. СССР № 913516, МПК Н02Н9/02; опубл. 15.03.82]. Пристрій вміщує керований реактор, підключений в фази мережі між джерелом живлення і приєднанням, що захищається. При нормальному режимі експлуатації через ввімкнені зустрічно робочі обмотки і обмотки управління фаз реактора протікає номінальний струм лінії. У цьому випадку, оскільки робочі обмотки і обмотки управління є геометрично сумісними в просторі і охоплюють певний переріз магнітного кола, матиме місце повна компенсація їх магнітних потоків, що визначатиме близьку до нуля величину індуктивного опору реактора. В разі виникнення короткого замикання в лінії зникають керуючі сигнали з виходів блока контролю струму, і обмотки управління відключаються симісторами. При цьому має місце швидка розкомпенсація магнітних потоків обмоток. Магнітні потоки робочих фазних обмоток суттєво збільшуються і цим підвищується їх індуктивний опір. Застосування керованого реактора дозволяє в автоматичному режимі з високою швидкістю підвищити опір фаз електричного приєднання з колом короткого замикання і цим зменшити струм в цьому приєднанні до величини, співрозмірної з робочим струмом. Недоліком цього технічного рішення є складність реалізації, обмеженість впливової функції тільки на одне силове приєднання, інерційність, обумовлена комутацією індуктивностей в схемі підключення силового приєднання. Найбільш прийнятним є поширення захисної струмообмежуючої функції на всю дільничну електромережу і запровадження її технічної реалізації безпосередньо схемою трансформатора (трансформаторної підстанції) живлення промислової дільничної електромережі. Схема дільничної трансформаторної підстанції вміщує силовий трифазний трансформатор, вторинна трифазна обмотка якого підключена до вихідних затисків підстанції через автоматичний вимикач, обладнаний розчеплювачами максимального струму та мінімальної напруги. Для захисту силового приєднання підстанції від коротких замикань передбачені також пристрої, дія яких основана на формуванні вторинного струму, пропорційного до величини струму мережі, що знаходиться під контролем і формування команди на відключення мережі від джерела живлення в разі, якщо величина вторинного струму перевищила наперед встановлену припустиму величину [Справочник энергетика угольной шахты: В 2 т./В.С.Дзюбан и др.; Под общ. ред. канд. техн. наук Б.Н.Ванеева. - Изд. 2-е доп. и перераб. - Донецк: ООО «Юго-Восток, Лтд», 2001. - Т.2. - С. 405-412]. Відпрацьовування команди на захисне відключення виконується автоматичним вимикачем дільничної трансформаторної підстанції. Однак, вказані засоби струмового захисту не здатні до обмеження струму в мережі на час спрацьовування пристроїв її захисного знеструмлення. Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є, безпосередньо, трифазний силовий трансформатор дільничної комплектної трансформаторної підстанції [Справочник энергетика угольной шахты: В 2 т./В.С.Дзюбан и др.; Под общ. ред. канд. техн. наук Б.Н. Ванеева. - Изд. 2-е доп. и перераб. - Донецк: ООО «Юго-Восток, Лтд», 2001. - Т.2. С. 633640.] як об'єкт, активні та ємнісні опори фазних обмоток якого утворюють певний струмообмежуючий ефект в мережі живлення. Такий трифазний трансформатор містить розміщені у кожній фазі на магнітопроводі первинну і вторинну обмотки. Між собою первинні обмотки окремих фаз з'єднані за трифазною схемою, вторинні обмотки окремих фаз з'єднані між собою також за трифазною схемою і призначені для електроживлення споживачів дільниці. Засобами найближчого аналога неможливо досягти нижченаведеного технічного результату через те, що струмообмежуючий ефект вторинних фазних обмоток не змінюється у залежності від технічного стану силових приєднань трифазного трансформатора, що може призвести до 1 UA 106182 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 перегріву та спалаху ізоляції електричних провідників в приєднанні, де виникла завелика міжфазна електрична провідність, і подальшому виникненню пожежі й вибуху метано-повіряної суміші. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення трифазного трансформатора напруги, в якому за рахунок обмеження струму в електромережі дільниці на час спрацьовування засобів захисного відключення унеможливлюється спалах ізоляції електричних провідників в приєднанні, де виникла завелика міжфазна електрична провідність, що забезпечує попередження пожежі та вибуху метано-повітряної суміші при спрощенні схеми пристрою. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що трифазний трансформатор напруги містить розміщені у кожній фазі на магнітопроводі первинну і вторинну обмотки, а також трифазний мостовий випрямляч, резистор і керований розмикальний контакт, при цьому первинні обмотки кожної фази з'єднані між собою у трифазну схему, до виходу трифазного мостового випрямляча підключені з'єднані паралельно резистор і керований розмикальний контакт, а до входу трифазного мостового випрямляча приєднані перші виводи кожної фазної вторинної обмотки трансформатора. На кресленні наведена електрична схема пристрою, що заявляється. Трифазний трансформатор напруги містить магнітопровід 1, трифазну первинну 2 та трифазну вторинну 3 обмотки, трифазний мостовий випрямляч 4, резистор 5 та керований розмикальний контакт 6 . Трифазний трансформатор напруги містить розміщені у кожній фазі на магнітопроводі 1 первинну 2 і вторинну 3 обмотки трансформатора, а також трифазний мостовий випрямляч 4, резистор 5 і керований розмикальний контакт 6, при цьому первинні обмотки 2 кожної фази з'єднані між собою у трифазну схему, до виходу випрямляча 4 підключені з'єднані паралельно резистор 5 і керований розмикальний контакт 6, а до входу випрямляча 4 приєднані перші виводи кожної фазної вторинної обмотки 3 трансформатора. Дія пропонованого пристрою пояснюється наступним. За відсутності аварійного стану в силовому приєднанні, що живиться від вторинної трифазної обмотки 3 керований розмикальний контакт 6 є замкненим і через діоди мостового випрямляча 4 з'єднує вторинні обмотки 3 окремих фаз у трифазну схему. В момент утворення завеликої міжфазної електричної провідності (коротке замикання і т.п.) у силовому приєднанні на виході вторинної 3 обмотки трансформатора збільшується струм в колі керованого розмикального контакту 6, внаслідок чого цей контакт розмикається. Це призводить до того, що в коло вторинних обмоток 3 вводиться додатковий опір резистора 5, чим забезпечується зменшення струму в силовому приєднанні виходу трансформатора на весь час, від моменту виникнення аварійного стану мережі до моменту її знеструмлення засобом максимального струмового захисту. За наявності нульового розчеплювача напруги в автоматичному вимикачі електромережі, приєднаної до вторинної обмотки 3 трансформатора введення додаткового опору резистора 5 в коло вторинної обмотки 3 призводитиме і до спрацьовування цього розчеплювача внаслідок значного зменшення лінійної напруги на виході обмотки 3. Це підвищуватиме надійність захисного знеструмлення мережі. Переключення навантаження трифазного мостового випрямляча 4 з нульового електричного опору розмикального контакту 6 на опір паралельно приєднаного резистора 5 дозволяє виконати струмообмеження в мережі вторинної обмотки 3 із зменшеними показниками іскроутворення і перенапруги в контакті 6. Використання пропонованого трифазного трансформатора напруги забезпечує дотримання безпечного за критерієм виникнення спалаху теплового стану ізоляції промислової електричної мережі в разі утворення завеликих міжфазних електричних провідностей в кабелях її силових приєднань, що попереджує пожежу або вибух метано-повітряної суміші. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 Трифазний трансформатор напруги, що містить у кожній фазі на магнітопроводі первинну і вторинну обмотки, у якому первинні обмотки кожної фази з'єднані між собою у трифазну схему, який відрізняється тим, що додатково оснащений трифазним мостовим випрямлячем, резистором і керованим розмикальним контактом, при цьому до виходу трифазного мостового випрямляча підключені з'єднані паралельно резистор і керований розмикальний контакт, а до входу трифазного мостового випрямляча приєднані перші виводи кожної фазної вторинної обмотки трансформатора. 2 UA 106182 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3