Приладдя для виявлення та гашення ферорезонансних процесів

Изобретение относится к высоковольтным электрическим сетям, в частности к защите измерительных трансформаторов напряжения электромагнитного типа при полном обесточении систем шин с помощью воздушных выключателей напряжением 110-500 кВ. Цель - своевременное выявление и полное гашение феррорезонанса. Устройство выявления и гашения феррорезонансных процессов содержит электромагнитный трансформатор напря жения, у которого обмотка высшего напряжения соединена в звезду с наглухо заземленной нейтралью, первая обмотка низкого напряжения соединена в звезду с выведенным нулевым проводом, а вторая обмотка t низкого напряжения соединена по схеме разомкнутого треугольника, однофазную балластную нагрузку, подключенную к второй обмотке низкого напряжения, коммутационный аппарат, выполненный по трехфазной мостовой схеме и соединяющий фазы первой с выводными концами второй обмотки низкого напряжения, трансформатор тока в глухозаземленной нейтралью высоковольтной обмотки трансформатора напряжения, к вторичным цепям которого подсоединены последовательно блок защиты, блок включения и коммутационный аппарат, соединенный последовательно с блоком нагрузки между выводами второй обмотки низкого напряжения, коммутационный аппарат, выполненный в виде выпрямительного устройства с управляемыми вентилями, управляемые электроды которых соединены с выводами блока защиты электрической связью. 1 ил. С 00 Изобретение относится к высоковольтным электрическим сетям, точнее к защите измерительных трансформаторов напряжения электромагнитного типа при полном обесточении систем шин с помощью воздушных выключателей напряжением 110500 кВ. Известно устройство для ограничения феррорезонансных процессов, состоящее из электромагнитного трансформатора на39" 91 пряжения, у которого обмотка высокого напряжения соединена в звезду с глухозаземленной нейтралью, первая обмотка низкого напряжения соединена в звезду с выведенной нейтралью, вторая обмотка низкого напряжения соединение по схеме разомкнутого треугольника. К первой обмотке подключена трехфазная резисторная нагрузка через коммутационный аппарат, выполненный а виде неуправляемых венти 1686998 лей. Концы разомкнутого треугольника вторичной обмотки низкого напряжения под" ключены между нейтралью, соединенной о звезду нагрузки и нейтралью звезды первой обмотки низкого напряжения. Обмотки низкою напряжения выполнены с осгречной намоткой, Недостатком указанного защитною устройства является невозможность полного гашения феррорезонанса по причине недостаточной эффективности размагничивания маїнитпой системы трансформатора напряжения в СВЯЗИ с регламентируемой величнії о й м и н и м а л ь н о д о п у с т и м ы х сопротивлений нагрузочных резисторов при максимально допустимой мощности нагрузки не более 2000 ВА. Нагрузочные сопротивления в каждой фазе первой обмотки низкого напряжения только ограничивают токи и перенапряжения феррорезонансных процессов, воздействующие на обмотки высокого напряжения и периодически повреждающие их в результате тепловых и электрических факторов одновременно при относительно длительном воздействии. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому решению является устройство для ограничения феррорезонансных перенапряжений в электрических сетях, содержащее балластную резисторную нагрузку в виде одного резистора, подключенного к фазам первой обмотки низкого напряжения через коммутационный аппарат, выполняемый в виде неуправляемых тиристоров, соединенных по трехфазной мостовой схеме. Дополнительно указанная резисторпая нагрузка соединена с концами разомкнутого треугольника второй обмотки низкого напряжения. Основными недостатками устройства являются невозможность своевременно выявлять и полностью гасить феррорезонэнс, отсутствие элементов, регистрирующих возникновение феррорезонансного процесса по наличию тока (Іф) в высоковольтных обмотках трансформатора напряжения, и недостаточная эффективность регистрации указанного процесса по фактору перенапряжений (иф), возникающих на стороне высокого напряжения, а фиксируемых на стороне низкого напряжения по фактору срабатывания неуправляемых тиристоров при перенасыщении магнитной системы трансформатора. Существенным недостатком является и закорачивание разомкнутого треугольника второй обмотки низкого напряжения Q результате срабатывания трехфазной мостовой схемы, когда феррорезонансный процесс уже достиг прэкшчески полностью 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 своего развития и стабилизировался. Это усложняет эффективное огранические феррорезонансиых перенапряжений, селективную работу релейной защиты и автоматики. Целью изобретения является своевременное выявление и полное гашение феррорезонансного процесса без нарушения работы релейной защиты и автоматики, что о комплексе повышает надежность зкеплуатации электрических сетей 110-500 кВ и обеспечивает локализацию возникающих аварийных режимов, Цель достигается тем, что устройство выявления и і а шеи и я феррорезонансных процессов, содержащее электромагнитный трансформатор напряжения, у которого обмотка высшего напряжения соединена в звезду с глухозаземленнои нейтралью, первая обмот ка низкого напряжения соединена в звезду с выведенной нейтралью, а вторая обмотка низкого напряжения соединена по схеме разомкнутого треугольника, балластную резисторную нагрузку, выполненную о однофазном исполнении, и коммутациоиный аппарат, выполненный по трехфазной мостооой схеме, дополнительно снабжено трансформатором тока в глухозаземлепной нейтрали обмотки высокого напряжения, к вторичным цепям которого подсоединены последовательно блок защиты и блок включення, воздействующие на работу дополнительного к о м м у т а ц и о н н о г о а п п а р а т а , причем баластная резисторная нагрузка подключена к выводом разомкнутого треугольника второй обмотки низкого напряжения через дополнительный коммутационный аппарат, конструкция которого выполнена возвратного действия, трехфазная мостовая схема содержитуправля'емые оентили, элекіродьі управления которых за питаны от блока защиты По сравнению с прототипом существенными отличительными признаками являются использование тока феррорезонансного процесса - Іф в нейтрали высоковольтных обмоток и напряжения нулевой послодовэ тельности - 3 Uo в разомкнутом треугольнике второй обмотки низкого напряжения трансформатора напряжения соответственно. Не менее существенными отличительными признаками являются воздействия тока феррорезонансного процесса (1ф) через вторичные цепи трансформатора тока в нептрали высоковольтных обмоток трансформатора напряжения на подлючение блока нагрузки через последовательно соединенный коммутационный аппарат к разомкнутым концам его второй обмотки низкого напряжения через последовательно соеди 1686998 пенные блок защиты и блок автоматики и питания электродов управляемых вентилей от блока защиты. Выявление возникающего феррорезонансного процесса в начальной стадии раз- 5 вития и успешное его гашение по фактору возникновения тока феррорезонанса ОФ) в нейтрали высоковольтной обмотки трансформатора напряжения, одновременное закорачивание его второй обмотки низкого 10 напряжения блоком нагрузки, снижающим напряжение нулевой последовности (3Uoj, снижение напряжения срабатывания Ucp выпрямительного устройства подачей токов управления - ly на управляемые элек- 15 троды его управляемых вентилей от блока защиты и функциональные взаимодействия между элементами устройства, связанными со всеми тремя обмотками трансформатора напряжения, обеспечивают сооч ветстоие 20 предложенного технического решения критерию "положительный эффект". На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства. В глухозаземленную нейтраль 1 высо- 25 ковольтной обмотки 2 трансформатора напряжения, подсоединенную к системе шин 3, включен трансформатор гока 4, ко вторичным цепям которого подсоединены последовательно блок защиты 5 и блок включения 30 6, управляющие коммутационным аппаратом 7, подключающим блок нагрузки 8 в цепь разомкнутого треугольника второй обмотки низкого напряжения 9 трансформатора. К первой обмотке низкого напряжения 35 10 подключено выпрямительное устройство 11, выходные гонцы которого соединены с выводными концами второй обмотки низкого напряжения 9, причем между блоком защиты 5 и управляемыми электродами 40 вентилей выпрямительного устройства 11 выполнена электрическая связь 12. При возникновении феррорезонансного процесса после полного обесточения системы шин 3 воздушными выключателями 45 между результирующей емкостью емкостных делителей отделителей выключателей и индуктивностью высоковольтной обмотки трансформатора напряжения 2 возникает феррорезонансный процесс с появлением 50 феррореэонансных перенапряжений между фазами системы шин 3 и землей не менее 1,8 1)ф и феррорезонансного тока в нейтрали 1 порядка 1,2-1,5 А в установившемся режиме феррорезонанса, однако выявле- 55 ние феррорезонансного процесса необходимо в начальной стадии развития с целью его своевременного и успешного гашения, Это техническое требование обеспечивается регистрацией феррорезонансного тока (Іф) в глухозаземленной нейтрали 1 еще в начальной Стадии развития переходного процесса с помощью трансформатора тока 4. Срабатыванием в его вторичных цепях блока защиты 5 и блока включения 6 обеспечивается включение коммутационного аппарата 7, подключающего в цепь разомкнутого ранее треугольника второй обмотки низкого напряжения 9 блок нагрузки 8. Закорачивание выводов второй обмотки низкого напряжения 9 минимально допустимой величиной сопротивления блока нагрузки 8, обеспеч-лвзющей максимально допустимый ток с точки зрения регламентируемого теплового режима с учетом сечения обмоточного провода, обеспечивает весьма эффективное ограничение феррорезонансного процесса а начальной стадии развития его переходного режима на стороне обмоток высокого напряжения 2 трансформатора напряжения, а следовательно, системы шин 3. Одновременно с этим, на выпрямительное устройство 11 воздействует повышенное напряжение первой обмотки низкого напряжения 10, возникающее в результате воздействия трансформируемых феррорезонансных перенапряжений со стороны высоковольтных обмоток 2 трансформатора напряжения. С целью повышения эффективности срабатывания управляемых вентилей в начальной стадии развития феррорезонансного процесса дополнительно к повышенному напряжению на стороне первой обмотки низкого напряжения 10 подается ток управления (ly) к управляемым электродам вентилей со стороны блока защиты 5 по электрической связи 12. Дополнительно эффективность выявления и гашения феррорезонансных процессов обеспечивается параллельностью подключения суммарной величины индуктивно-активного сопротивления второй обмотки низкого напряжения 9трансформатора и сопротивления блока нагрузки 8, составляющие элементы которого и их результирующая величина выбираются с учетом нагрузок релейных защит и устройств автоматики с одной стороны и режима электрической сети с другой, как в нормальном, так и аварийном режимах, Кроме этого, наличие выпрямленного тока е последовательно соединенных трех фазах второй обмотки низкого напряжения 9, шунтируемой результирующим сопротивлением блока нагрузки 8, обеспечивает стабильность режима регламентируемого насыщения магнитной системы трансформатора напряжения и даже может его сни 1686998 жать после полного обесгочения системы шин 3 благодаря комплексному воздействию всех элементов устройства на процессе своевременного выявления и гашения фер рореэонанса. Таким образом, предлагаемое устройство полностью обеспечивает возможность выявления и гашения фсррорезпмансиого процесса практически к начальной стадии его развития но основании функционального взаимодействия между элементами, возд е й с т в у ю щ и м и на с в о е в р е м е н н о е и эффективное гашение феррорезонансных токов и перенапряжений. Благодаря предложенному защитному устройству практически полностью обеспечивается безаварийная работа измерительных т р а н с ф о р м а т о р о в , р а з р я д н и к о в , коммутационных аппаратов и надежное срабатывание устройств релейной защиты Формула изобретения Устройство для выявления и гашения Феррорезонансных процессов в электрических сетях содержащее элоктромашитный трансформатор напряжения, у которого обмотка высокого напряжения соединена в звезду с заземленной нейтралью, первая обмотка низкого напряжения соединена в Редактор Л.Лашкова 5 10 15 20 25 8 звезду с выведенной нейтралью, а вторая обмотка низкого напряжении соединена по схеме разомкнутого треугольника, однофазную балластную нагрузку, подключенную к второй обмотке низкого напряжения, и первый коммутационный аппарат, выполненный по трехфазной мостовой схеме и соединяющий фазы первой обмотки низкого напряжения с выводными концами вто* рой обмотки низкого напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью своевременного выявления и полного гашения феррорезонанса, оно дополнительно снабжено трансформатором т о к а , в к л ю ч е н н ы м в нейтраль ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ обмотки трансформатора напряжения, к вторичным цепям которого подсоединены последовательно дополнительно введенные блок защиты, блок включения и второй коммутационный аппарат, который соединен последопательно с балластной нагрузкой и включен между выводами второй обмотки низкого напряжения трансформатора напряжения, а у первого коммутационного аппарата, выполненного ввидевыпрямительногоустройства с управляемыми вентилями, управляемые электроды вентилей соединены с выводами блока защиты. Составитель Г.Дамская Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая Заказ 3954/ДСП Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Промзводственно-издагельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 D 490379 чения корня линеаризует зависимость Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я статической составляющей параметра, Способ автоматического регулирохарактеризующего тепловыделение в вания прямоточного котла по а в т . е в , топке, от Нагрузки котла. (f° 1325248, о т л и ч а ю щ и й с я Аналогично описанному протекает тем, ч т о , с целью повышения точноси процесс регулирования при уменьти регулирования в широком диапазоне шении нагрузки котла. нагрузок, дополнительно перед сложением произведения разности измеренПри этом сигнал блока 15 сохраня- 10 ных давлений на их сумму со скоростью ет постоянный масштаб по тепловыдеизменения давления воды перед котлом лению, а масштаб сигнала блока 13 извлекают квадратный корень из проумножения уменьшается со снижением изведения разности давлення воды п е нагрузки и достигает минимума на нижред котлом и давления пара з а котлом ней границе диапазона нагрузок. 15 на сумму этих давлений. Редактор М.Бандура Составитель И.Алексеев Техред Л.Олийнык Корректор Т.Колб Заказ 3664/40 Тираж 381 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям к открытиям при ГКНТ СССР П3035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,101