Устройство для защиты реактора от витковых замыканий

 

ОПИСАНИЕ ВВВ В

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.02.75 (21) 2103326/07 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.- Н 02Н 7, 22//

Н 02Н 7/04

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 29.07.76 (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. A. Беляков, A. А. Ежов и В. А. Столбов (71) Заявитель

Первый Челябинский участок энергоснабжения

Южно-Уральской железной дороги (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕАКТОРА

ОТ ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к технике релейной защиты электроустановок электрических станций и подстанций, а именно к устройствам защиты реакторов, включенных в цепи установок параллельнои компенсации реактивной мощности, и к фильтросимметрирующим устройствам тяговых подстанций.

Поскольку реактор имеет обмотку, вокруг которой возникает магнитное поле, то для его защиты могут быть применены устройства для защиты трансформаторов от витковых замыканий, основанные на использовании искажения магнитного поля рассеивания при появлении в обмотке короткозамкнутого витка в качестве отключающего сигнала, воздействующего на исполнительный орган (1).

Устройство, являющееся ближайшим аналогом изобретения, содержит датчик индукции магнитного поля, расположенный напротив середины высоты обмотки реактора и подключенный к исполнительному органу по схеме сравнения абсолютного значения электрической величины, индуктируемой в датчике, с эталонной. Однако это устройство непомехоустойчиво и имеет низкую чувствительность, поскольку по реактору могут протекать кроме тока промышленной частоты (50 Гц) высшие гармоники тока (100, 150, 200 Гц и выше). Величина высших гармоник тока, протекающих через реактор, зависит от величины нагрузки, подключенной к тем же шинам, к каким подключено фильтросимметрирующее устройство (ФСУ) или установки по компенсации реактивной мощности (УПК). Это явление очень характерно проявляется в условиях электрической тяги железных дорог íа переменном однофазном токе 27,5 кВ, где электровозы являются генераторами высших гармоник. Величина высших гармоник зависит от количества электровозов, находящихся на фидерных зонах, питаемых от данной подстанции, а также от режима работы электровозов (рекуперация или тяговый режим) .

При изготовлении обмотки реактора неизбежна несимметричная укладка витков.

Вследствие этого и неточности установки датчика индукции относительно середины обмотки в датчике при исправном реакторе наводится э. д. с. небаланса. Поскольку в оомотке

20 реактора помимо тока промышленной частоты протекают высшие гармоники, содержание которых превышает 15%, то э. д. с. небаланса соизмерима с величиной полезного сигнала, появляющегося при витковом замыкании в

25 реакторе. Если уставку устройства сделать такой, чтобы она реагировала на замыкание одного витка, то устройство будет ложно срабатывать от напряжения небаланса, которое будет возрастать при росте загрузки ФСУ и

30 УПК высшими гармониками. Если отстроить519818 ся от ложных срабатываний путем «заглубления уставки» устройства, то оно пе будет реагировать на замыкание одного витка, т. е. не будет обладать достаточной чувствительностью и не обеспечит отключение реактора в начальной стадии повреждения.

Г1рсдло>кениое устройство отличается от известных тем, что для повышения помехоустойчивости и чувствительности защиты между датчиком индукции и схемой сравнения дополнительно включен фильтр, настроенный в резонанс с частотой контура защищаемого реактора.

На фиг. 1 изображена схема фильтросимметрирующего устройства таговой подстанции с указанием пути протекания высших гармоник тока через него; на фиг. 2 — предлагаемое устройство для защиты от витковых замыканий реактора одного плеча ФСУ.

Электровозы 1 являются генераторами высших гармоник тока 1, 3, 5, 7, 9, 11 и т. д. частотой 150, 250, 350 Гц и выше, которые попадают в контактную сеть и большая их часть

1 3, 5, 7, 9, 11 протекает через реактор 2

ФСУ (меньшая часть протекает через обмотки силового трансформатора Тр). Каждая из обмоток реактора с соответствующим ей конденсатором образуют контур с резонансной частотой >ез соответственно на 250 и 350 Гц.

Токи остальных высших гармоник тоже протекают по всем контурам реактора, но их значения меньше токов указанных частот.

Устройство для защиты реактора содержит датчик индукции 3, подключенный через конденсатор 4 и катушку индуктивности 5, переменный резистор 6, выпрямительный мост 7, шунтированный сглаживающим конденсатором 8, к исполнительному органу 9. Регулировка уставки схемы производится переменным резистором 6 на эталонное напряжение срабатывания исполнительного органа 9. Датчик 3 установлен против середины высоты обмотки

10 реактора так, чтобы в нем индуктировалась э. д.с. только от радиальной составляющей магнитного поля обмотки 10 реактора.

Расстояние датчика 3 от обмотки 10 определяется в соответствии с напряжением реактора.

Раоотает устройство следующим образом.

С возникновением в обмотке 10 реактора виткового замыкания магнитное поле вокруг нее искажается и э.д.с., наводимая в датчике

3, возрастает до значения, превосходящего эталонное напряжение уставки исполнитель10 ного органа 9. Фильтр напряжения, образованный конденсатором 4 и катушкой индуктивности 5, настроенный в резонанс с частотой контура защищаемого реактора, пропускает только гармоническую составляющую

15 тока частоты. 3а счет этого повышается помехоустойчивость и чувствительность устройства. Выпрямительным мостом 7 индуктируемое наппяжение выпрямляется, сглаживается конденсатором 8 и поступает на исполнитель20 ный орган 9, который срабатывает и замыкает контакт 11 в цепи обмотки соленоида 12, что приводит к отключению выключателя 13

ФСУ.

25 Формула изобретения

Устройство для защиты реактора от витковых замыканий, содержащее датчик индукции магнитного поля, расположенный напротив

30 середины высоты обмотки реактора и подключенный к исполнительному органу по схеме сравнения абсолютного значения электрической величины, индуктируемой в датчике, с эталонной, отличающееся тем, что, с це35 лью повышения помехоустойчивости и чувствительности защиты, между датчиком индукции и схемой сравнения дополнительно вклю",åí фильтр, настроенный в резонанс с частотой контура защищаемого реактора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: (1). А. М. Федосеев. «Основы релейной защиты». М.-Л., ГЭИ, 1961, стр. 223 — 253.

45 (2). Лвт. св. Ко 413569 кл. Н 02Н 7/04, 1974.

519818

Фиг. >

Составитель Л. Корнееьа

Техред E. Подурушина

Редактор В. Левятов

Корректор А. Дзесова

Типография, пр, Сапунова,,!

Заказ 1590/7 Изд. № 1487 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3К-35, Раушская наб., д. 4/5