Способ компенсации емкостных токов замыкания на землю

 

Использование: в электротехнике, в частности при компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях с помощью реактора с подмагничиванием. Сущность изобретения: при однофазном замыкании на землю выбирают две здоровые фазы сети, выпрямляют напряжение этих фаз и питают полученным напряжением обмотки подмагничивания реактора. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в электрических сетях.

Известен способ компенсации емкостных токов ОЗЗ с помощью однофазных реакторов, обмотка подмагничивания которых питается от трехфазного тиристорного преобразователя [1].

К недостаткам такого способа относятся повышенные потери активной мощности в реакторах и обусловленная этим увеличенная активная составляющая в остаточном токе ОЗЗ, приводящая к снижению эффективности систем компенсации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности (прототипом) является способ компенсации емкостных токов ОЗЗ с помощью реактора с подмагничиванием, в котором питание цепи подмагничивания реактора осуществляется напряжением специальной формы [2].

Недостаток способа заключается в большой сложности его реализации, из-за чего в предложенном виде (применение специальных генераторов прямоугольных и некоторых других форм импульсов) он не нашел практического применения для мощных реакторов.

Целью изобретения является снижение потерь активной мощности в цепи переменного тока дугогасящих реакторов с подмагничиванием и, как следствие, активной составляющей тока в месте замыкания и повышение эффективности систем компенсации емкостных токов ОЗЗ.

Это достигается тем, что по способу компенсации емкостных токов ОЗЗ с помощью реактора с подмагничиванием, обмотка компенсации которого включена между нейтралью трехфазной высоковольтной электрической сети и землей, согласно которому при ОЗЗ фиксируют поврежденную фазу высоковольтной сети и подают питающее напряжение на обмотку подмагничивания реактора, для формирования питающего обмотку подмагничивания реактора напряжения выделяют напряжение двух фаз низковольтной сети, синфазных с напряжениями двух фаз трансформатора (по отношению к нулевому выводу его обмотки), питающих две здоровые фазы высоковольтной сети, и выпрямляют их.

Существенные отличительные признаки изобретения заключаются в том, что при ОЗЗ в высоковольтной сети в низковольтной сети выделяются напряжения двух фаз, синфазных с напряжениями "здоровых" фаз питающего высоковольтную сеть трансформатора, выпрямляются и подаются на обмотку подмагничивания дугогасящего реактора. Таким образом, в питающем тиристорный преобразователь системы подмагничивания реактора напряжении исключается напряжение, синфазное с напряжением поврежденной фазы высоковольтной сети (напряжение которой приложено к обмотке компенсации реактора). При этом предполагается, что напряжения фаз а, b и с низковольтной сети синфазны с напряжениями А, В и С питающего высоковольтную сеть трансформатора.

На фиг. 1 представлена схема включения дугогасящего реактора с подмагничиванием; на фиг.2 - диаграмма его напряжений при замыкании на землю фазы А, где 1 - обмотка компенсации, 2 - электрический реактор, 3 - обмотка подмагничивания, 4 - управляемый тиристорный преобразователь, 5 - блок выбора фазы, 6 - трансформатор напряжения, U_p - напряжение на реакторе, U_A - напряжение фазы А, прикладываемое к обмотке 1 реактора при замыкании на землю фазы А, U_п - напряжение на обмотке 3 подмагничивания; U_a, U_b, U_c - низковольтные напряжения a, b, c.

При ОЗЗ, например, фазы А высоковольтной электрической сети на реактор 2 подается переменное напряжение, равное напряжению фазы А питающего высоковольтную сеть трансформатора. При этом блок 5 выбора фазы выбирает две другие фазы b и с низковольтной сети, напряжения которых синфазны с напряжениями "здоровых" фаз В и С питающего высоковольтную сеть трансформатора. Он воздействует на управляемый тиристорный преобразователь 4, который подает на обмотку 3 подмагничивания реактора выпрямленные напряжения двух других фаз b и с низковольтной сети (фиг.2). Тиристорный преобразователь может быть выполнен по схеме Ларионова или по трехфазной (однополупериодной) схеме с нулевым выводом (для маломощных преобразователей).

Исключение из напряжения подмагничивания U_п напряжения, синфазного с напряжением поврежденной фазы, позволяет снизить индукцию насыщения в магнитопроводе реактора и тем самым уменьшить потери активной мощности в цепи переменного тока реактора. Так, при номинальном подмагничивании модели реактора с подмагничиванием мощностью 6,1 кВ ˙А при питании обмотки подмагничивания трехфазным выпрямленным напряжением и двухфазным выпрямленным напряжением потери активной мощности в стали магнитопровода составляют соответственно 2,7 и 1%, т.е. потери уменьшаются в 2,7 раза. Содержание гармоник в переменном токе реактора изменяется незначительно. Величина этого тока практически остается на том же уровне. Поэтому применение данного технического решения позволит повысить экономическую эффективность реакторов с подмагничиванием. Последнее обеспечивается за счет уменьшения тепловой нагрузки и, следовательно, размеров реактора. Все это ведет к повышению эффективности действия систем компенсации емкостных токов ОЗЗ.

Использование данного способа в части выбора и подачи на питающий обмотку подмагничивания реактора тиристорный преобразователь напряжений двух фаз трехфазной сети, не синфазных с питающим обмотку переменного тока реактора напряжением, обеспечивает эффективное снижение потерь активной мощности во всех управляемых реакторах с подмагничиванием.

Формула изобретения

СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНЫХ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ с помощью реактора с подмагничиванием, обмотка компенсации которого включена между нейтралью трехфазной высоковольтной электрической сети и землей, согласно которому при однофазном замыкании на землю фиксируют поврежденную фазу высоковольтной сети и подают питающее напряжение на обмотку подмагничивания реактора, отличающийся тем, что для формирования питающего обмотку подмагничивания реактора напряжения выделяют напряжения двух фаз низковольтной сети, синфазных с напряжениями двух фаз трансформатора (по отношению к нулевому выводу его обмотки), питающих две здоровые высоковольтные сети, и выпрямляют их.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2