Устройство для подавления дуговых однофазных замыканий в сетях с незаземленной нейтралью

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трехфазныхраспределительных сетях с незаземленной нейтралью напряжением 6-35 кВ. Цель изобретения - повышение эффeктивнocтV1 работы устройства, улучшение условий безопасности при глухих однофазных замыканиях и расширение функциональных возможностей. В нормальном режиме работы сети выходной сигнал блока 9 распознавания режимов работы сети блокирует работу блока 10 распознавания поврежденной фазы, вследствие чего выключатели 2-4 разомкнуты. Устройство 8 автоматической настройки компенсации поддерживает резонансное состояние контура нулевой последовательности сети. При возникновенииГТе^I^ г- /л \[/«-ЛМуЁgю^о

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПЩЛИК (19) (П) ГОСУДАРСТВЕН ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ и ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю%

Ов

° вб

ЧИ

12 (2 1) 4849612/07 (22) 21.05.90 (46) 3001.92. Бюл. O 4 (71) Институт прикладной мвтемвтики и мехвники АН УССР и Донецкий политехнический институт ! (72) В.К.Обабков и Ю.Н.Целуевский (63) 621.316.1.027,5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

O 843680,.кл. H 02 Н 3/16, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ДУГОВЫХ, ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ В

СЕТЯХ С НЕЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трехфазных (я)з Н 02 Н 9/08 Н 02 Н 3/16 распределительных сетях с незвэемленной нейтралью нвпряжением 6-36 кВ. Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства, улучшение условий безопасности при глухих однофвзных эамы«аниях и расширение функциональных возможностей. В нормальном режиме работы сети выходной сигнал блока 9 распознавания режимов работы сети блокирует рэботу . блока 10 рэспознаввния поврежденной фазы, вследствие чего выключатели.2-4 разомкнуты. Устройство 8 автоматической настройки компенсации поддерживает резонансное состояние контура нулевой последовательности сети. При возникновении

1709459

20 однофаэного замыкания на землю блок 9 снимает блокировку с блока 10, который, выявив поврежденную фазу, дает команду блоку 11 управления выключателями на Saмыкание соответствующего выключателя 2, 3 или 4 в поврежденной фазе, Если замыкание глухое, то напряжения на поврежденной фазе недостаточно для отпирания симметричного тиристорного разрядника

12, шунтирования поврежденной фазы не происходит и падение напряжения на линии от токов нагрузки не может вызвать какихлибо дополнительных токов в месте замыкания. При перемежающемся дуговом

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в трехфазных распределительных сетях с напряжением 6-35 кВ для полного подавления дуговых процессов при однофаэных замыканиях на землю (03H3) и предотвращения аварий. вызванных данным видом повреждений.

Целью изобретения является повышение. эффективности работы устройства и улучшение условий безопасности при глухих однофазных замыканиях, а также расширение функциональных возможностей;

На фиг.1 показана функциональная принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временная диаграмма его работы в режиме перемежающегося дугового 03H3.

На фиг.1 обозначены: 1 — трехфаэная сеть с незаземленной нейтралью, 2, 3 и 4— однофазные выключатели; 5 — датчик тока выключателей (например трансформатор тока); 6 — датчик напряжений сети (ДНС), в качестве которого может быть использован, например, трехфазный измерительный трансформатор напряжения; 7 — дугогася-. щий реактор (ДГР) с устройством 8 автоматической настройки компенсации (АНК); 9блок распознавания режимов работы сети 30 (PPC); 10 — блок распознавания поврежденной фазы (РПФ); выходы которого через блок 11 управления выключателями (БУВ) связаньгс однофазными выключателями 24» 12 — симметричный тиристорный разряд- 36 ник, который может быть выполнен, например, на тиристорах 13 и 14, диодах

15-18 и цепочке стабилитронов 19. Стабизамыкании в момент достижения напряжением поврежденной фазы напряжения отпирания тиристорного разрядника 12 открывается один из тиристоров 13 и 14 и вследствие кратковременного протекания импульса тока в цепи разрядника устанавливается равенство напряжения смещения нейтрали и ЭДС поврежденной фазы, после чего ток через разрядник 12 прекращается и тиристоры 13 и 14 запираются. При повторном достижении напряжения отпирания тиристорного разрядника 12 процесс повторяется аналогичным.образом. 2 ил. литроны 19 определяют напряжение отпирания тиристорного разрядника 12.

На фиг.2 обозначены: 20 — ЭДС E>(t) поврежденной фазы; 21 — напряжение е(т) смещения нейтрали; 22 — напряжение 0з(т) на поврежденной фазе: 23 — ток l„(t) через тиристорный разрядник 12.

Устройство работает следующим образом, В нормальном режиме работы сети указанный режим выявляется блоком 9 РРС, например. по низкому значению амплитуды

em напряжения e(t) смещения нейтрали, подаваемого на блок 9 PPC датчиком 6 напряжения сети. Выходной сигнал блока 9 PPC a нормальном режиме блокирует работу блока 10 РПФ, вследствие чего выключатели

2-4 разомкнуты. Этот же сигнал переводит устройство 8 АНК в состояние. соответствующее нормальному режиму работы сети, и данное устройство, изменяя индуктивность

ДГР 7, поддерживает резонансное состояwe контура нулевой последовательности сети (KHflC}.

При возникновении 03Н3, например, в фазе 3 (фиг,1 и 2) блок 9 РРС, определив указанный режим, например; по повышению амплитуды em напряжения e(t) смещения нейтрали свыше определенного порога (порядка ОЛЬ Е, где Ещ — амплитуда фаэной

ЭДС Еф) сети), снимает блокировку с блока

10 РПФ. Последний, выявив поврежденную фазу. выдает сигнал блОку 11 БУВ на замыкание соответствующего выключателя 2, 3 или 4 в поврежденной фазе. В результате между поврежденной фазой и землей включается тиристорный разрядник 12 с напряжением Vo отпирания, несколько

1709459

Если в сети возникло глухое 03Н3, то напряжения U>(t) иа поврежденной фазе, определяемого. в основном, падением иа- 5 пряжения от тока нагрузки на поврежденной фазе линии между местом установки выключателей 2-4 и местом ОЗНЗ, недостаточно для отпирания тиристорного ключа

12..8 результате шунтирования поврежден- 5 ной фазы ие происходит и падение напряжения на линии от тока нагрузки не может вызывать каких-либо дополнительных токов в месте ОЗНЗ или в цепи заземляющих ключей. Через место повреждения протекают только лишь активная составляющая тока

03Н3 (емкостная, скомпенсирована реактором 7) и высшие гармоники. Из-за относительно небольшой величины и низкого сопротивления места ОЗНЗ в указанном месте не может выделиться сколько-нибудь значительная мощность (и напряжение), поэтому ОЗНЗ ие может развиться в междуфаэное замыкание и, кроме того, длительная эксплуатация сети в подобном режиме не может привести к пожарам или электротравм эти зму, Если в сети возникло перемежающееся дуговое ОЗНЗ (момент времени to. фиг,2), то первый же дуговой пробой возбуждает в

КНПС колебательный переходный процесс с частотой со, равной частоте в сети (так как КНПС был предварительно настроен в резонанс в нормальном режиме работы сети устройством 8 АН К). После погасания дуги напряжение e(t) смещения нейтрали частично компенсирует фаэную ЭДС Ез() и поэтому напряжение Оэ(т) на поврежденной фазе медленно возрастает по мере затухания e(t) (промежуток времени tp-tt, фиг.2); .После распознавания поврежденной фазы и замыкания соответствующего ключа 2, 3 или 4 (момент времени ц, фиг.2) поврежденная фаза оказывается зашунтированной тиристориым разрядником 12, По достижении напряжением/Uэ(т)/поврежденной фазы (по абсолютной величине) напряжения U> отпирания тиристорного разрядника .12 открывается один из его тиристоров 13 и 14 (момент времени tz. фиг.2) и вследствие кратковременного протекания импульса тока! р(1) в цепи разрядника, воздействующего

5 прочности изоляции (до величины. ниже Uo) возникающие в этих условиях перенапряжения тем более незначительны и не представ10

15 ткими.

Распознавание факта восстановления

20 нормального режима работы сети выполня30

35 превращающим амплитуду максимально возможного для данной сети падения напряжения на линиях от тока нагрузки. Крбме того, выходкой сигнал блока 9 РРС переводит устройство 8 АНК в состояние, соответствующее режиму ОЗНЗ, и устройство 8 продолжает поддерживать резонансное состояние КНПС и в этом режиме. на КНПС подобно тоху дуги, устанавливается равенство е(тг) - Ез(тг) (1) после чего ток через разрядник 12 прекращается и тиристор 13 или 14 разрядника 12 запирается. Свободные колебания в КНПС после этого продолжаются с новых начальных условий (1), при которых U>(tz) - О. Упомянутая последовательность импульсов тока 1 () обеспечивает возмещение потерь энергии в КНПС вследствие активной проводимости изоляции сети и в ДГР 7, в ре- зультате чего в КНПС поддерживаются колебания с амплитудой и фазой, близкими к амплитуде и фазе ЭДС Еэ(1) поврежденной фазы. Из-за относительно небольшой величины U (порядка 0,1 Еп) возникающие в момент отпирания тиристоров 13 и 14 разрядника высокочастотные переходные процессы незначительны и ие могут создавать перенапряжений, опасных для изоляции. В большинстве случаев напряжение пробоя дугового промежутка оказывается значительно выше. величины 14 и дуговой процесс в месте ОЗНЗ прекращается. 8 случае значительного ослабления диэлектрической ляют опасности для изоляции сети и высоковольтного оборудования. При возникновении расстройки компенсации емкостных токов в режиме перемежающегося дугового ОЗНЗ напряжение на поврежденной фазе не выходит за пределы -U, 14)(в этом случае только лишь учащаются срабатывания разрядника 12), поэтому требования к быстродействию автонастройки емкостной составляющей не являются жесется блоком управлейия выключателями путем пробного размыкания выключателей

2-4 через некоторое время (10-30 с) после возникновения 03Н3, Однако блок 11 не производит пробного размыкания выключателей 2-4, если на его дополнительном входе отсутствуют импульсы с выхода датчика

5 тока выключателей, свидетельствующие о том, что в сети отсутствует глухое ОЗНЗ. В случае, если после пробного размыкания выключателей 2-4 нормальный режим работы сети не восстановился, последние замыкаются снова.

Изобретение позволяет устранить один из основных недостатков автоматического заземления поврежденной фазы — параллельное питание нагрузки через поврежденную фазу линии и по цепи заземляющий

1709459

Формула изобретения

Устройство для подавления дуговых однофазных замыканий в сетях с незэземленной нейтрал ью, содержащее три однофазных выключателя, первые полюса которых подключены к выводам для подключения к фазам сети, э вторые соединены

I..

Составитель В.Барсков

Техред М,Моргентал Корректор H.Ðåsñêàÿ

Редактор А.Лежнина

Заказ 433 Тираж Йодйисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушскэя наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 выключатель — цепи заземления — место

03Н3, что по эффективности приближается к компенсации полного тока ОЗНЗ. Существенно повышается вероятность самоустранения 03Н3, резко снижается вероятность дальнейшего развития аварии, возникновения междуфэзных коротких. замыканий, пожаров, электротравматизмэ.. Поэтому может быть допущена длительная эксплуатация сети, оснащенной предлагаемым устройством, при наличии в ней ОЗНЗ, что позволяет отложить. переключения, отключения и ремонтные работы на время, удоб ное для потребителей электроэнергии, и тем самым сократить ущерб от перерывов в электроснабжении.

Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает повышение надежности и безопасности электроснабжения. между собой и подключены к датчику тока выключателей, датчик напряжений сети, подключенный входами к выводам для подключения к фазам сети. а выходами — к блоку

5 распознавания поврежденной фазы и блоку распознавания режимов работы сети, дугогасящий реактор, подсоединенный к нейтрэли сети, управляемый устройством автоматической настройки компенсации, 10 первый вход которого подключен к датчику напряжений сети, второй — к датчику тока

«ыключателей, а третий — к выходу блока распознавания режимов работы сети и запрещающему входу блока распознавания

15 поврежденной фазы, блок управления выключателями, подключенный входом к блоку распознавания поврежденной фазы. э выходами- к однофазным выключателям, о т л ич а ю щ ее с я тем, что. с целью повышения

20 эффективности и безопасности при глухих однофазных замыканиях, а также расширения функциональных возможностей, между датчиком тока выключателей и выводом для подключения к земле включен симметрич25 ный тиристорный разрядник, э выход датчика тока выключателей подключен к блокирующему входу блока управления выключателями,

Устройство для подавления дуговых однофазных замыканий в сетях с незаземленной нейтралью Устройство для подавления дуговых однофазных замыканий в сетях с незаземленной нейтралью Устройство для подавления дуговых однофазных замыканий в сетях с незаземленной нейтралью Устройство для подавления дуговых однофазных замыканий в сетях с незаземленной нейтралью 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике и может использоваться для предупреждения аварий, вызванных однофазными замыканиями на землю (ОЗНЗ) в.коротких сетях, например, в сетях собственных нужд тепловых электростанций или в сетях с емкостными токами, имеющими небольшую величину

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ, работающих в

Изобретение относится к средствам распределения электрической энергии, в частности к устройствам автоматического управления режимом компенсации емкостных токов замыкания на землю в распределительных сетях 6-35 кВ

Изобретение относится к электроэнергетике и может найти применение в сетях с компенсацией емкостного тока

Изобретение относится к защите электрических сетей от замыканий на землю, в частности к способам компенсации токов замыкания на землю, и может найти широкое применение как в промышленных, так и в городских или сельских сетях Целью изобретения япляется повышение точности компенсации Это достигается тем, что в способе компенсации однофазного тока замыкания на земпю с помощью дугогасящего реактора и компенсирующего трансформатора, вторичная обмотка которого включена параллельно дугогзсящему реактору, контролируют возникновение однородного замыкания на землю и определяют попре«денную фазу

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, в частности к конструкциям дугогасящих реакторов, предназначенных для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, в частности к конструкциям дугогасящих реакторов, предназначенных для компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для релейной защиты от замыкания на землю в электрической сети с изолированной нейтралью

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защитного отключения в сети с изолированной нейтралью

Изобретение относится к электротехнике , а именно к защитно-отключающим Ю Фаза 5 устройствам, предназначенным для обеспечения безопасности персонала при прикосновении к токоведущим частям электроустановки , а также при пробое изоляции в сетях переменного тока, изолированных от земли

Изобретение относится к электротехнике и позволяет отключать напряжение сети при касании человека к токоведущим частям электроустановок

Изобретение относится к релейной защите и предназначено для защиты от замыканий на землю в сети постоянного тока электропривода систем генератор - двигатель, управляемый выпрямитель - двигатель прокатных и других цехов металлургических заводов

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защитного отключения при появлении однофазного замыкания на землю

Изобретение относится к э лектротехнике и предназначено для релейной защиты от замыканий на землю

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, в частности к защитным средствам электротехнического оборудования, и может быть использовано для аварийного отключения перемещения сварочных клещей роботов

Изобретение относится к технике безопасности , предназначено для защиты человека от поражения электрическим током и может быть использовано преимущественно в шахтных участковых электрических сетях с изолированной нейтралью трансформатора
Наверх