УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ВОССТАНАВЛИВАЮЩИХСЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ЦЕПЯХ С ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИМИ РЕАКТОРАМИ

Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована для снижения скоростей и пиковых значений восстанавливающихся напряжений на контактах высоковольтных выключателей, установленных в цепях с токоограничивающими реакторами.
Известно устройство для ограничения переходных восстанавливающихся напряжений в цепях с токоограничивающими реакторами, содержащее последовательно соединенные конденсатор и резистор, причем резистор вторым своим выводом соединен с землей (IEEE Р57.16 Draft Standard Requirements,Terminology and Test Code for Dry-Type Air-Core Series-Connected Reactors, 2010 г., USA, стр. 116 - прототип).
Однако данное устройство обладает следующими недостатками:
- входящий в состав устройства конденсатор емкостью от 10 до 100 нФ при номинальном напряжении 110 кВ дорогой и имеет сложную конструкцию;
- для установки данного устройства на подстанции необходимо отчуждение площади, определяющейся преимущественно большими габаритными размерами высоковольтного конденсатора;
- установка конденсатора сложной конструкции приводит к снижению надежности электроустановки.
Задачей настоящей полезной модели является усовершенствование устройства для ограничения переходных восстанавливающихся напряжений в цепях с токоограничивающими реакторами, которое позволяет уменьшить его габариты, сложность и дороговизну.
Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции, снижение затрат на производство и установку устройства для ограничения переходных восстанавливающихся напряжений в цепях с токоограничивающими реакторами за счет упрощение конструкции конденсатора, а также повышение надежности электроустановки и электроснабжения.
Решение указанной задачи достигается тем, что в известном устройстве для ограничения переходных восстанавливающихся напряжений в цепях с токоограничивающими реакторами, содержащем последовательно соединенные конденсатор и резистор, при этом свободный вывод резистора соединен с «землей», конденсатор выполнен в виде экранированного силового кабеля, изолированного снаружи и снабженного на одном конце заглушкой из электроизоляционного материала, другой конец экранированного силового кабеля с помощью кабельной соединительной муфты подключен к токоведущей шине, соединяющей выключатель электроустановки и токоограничивающий реактор, а экран экранированного силового кабеля на одном из его концов соединен с резистором.
Предложенное техническое решение пояснено чертежом.
На фигуре 1 представлено конструктивное выполнение устройства для ограничения переходных восстанавливающихся напряжений в цепях с токоограничивающими реакторами. На фигуре 2 - схема замещения предлагаемого устройства.
Устройство для ограничения переходных восстанавливающихся напряжений в цепях с токоограничивающими реакторами содержит резистор 1 и конденсатор 2, выполненный в виде экранированного силового кабеля, состоящего из токоведущей жилы 3 и экрана 4, изолированного снаружи (на чертеже не показано). Резистор 1 свободным концом соединен с «землей». На концах экранированного силового кабеля установлены кабельная соединительная муфта 5 и заглушка 6 из изоляционного материала. На одном конце токоведущая жила 3 экранированного силового кабеля проходит через кабельную соединительную муфту 5 и подключена к токоведущей шине 7, соединяющей токоограничивающий реактор 9 и выключатель 10 электроустановки.
Устройство используют следующим образом.
Токоведущую жилу 3 экранированного силового кабеля электрически подключают одним концом к токоведущей шине 7. Экран 4 экранированного силового кабеля электрически соединяют с землей через резистор 1.
При коротком замыкании на линии электропередач, находящейся за токоограничивающим реактором 9, по команде от релейной защиты происходит размыкание контактов выключателя 10 электроустановки. Напряжение между расходящимися контактами выключателя нарастает с высокой скоростью, обусловленной высокой собственной частотой контура с токоограничивающим реактором 9. В результате, скорость нарастания и пиковое значение переходного восстанавливающегося напряжения могут превосходить нормированные значения для данного выключателя. В случае отсутствия средства для ограничения переходных восстанавливающихся напряжений в цепях с токоограничивающими реакторами отключения короткого замыкания не произойдет, а выключатель 10 электроустановки выйдет из рабочего состояния.
С помощью предлагаемого устройства скорость нарастания и величину переходных восстанавливающихся напряжений на контактах выключателя 10 электроустановки ограничивают до нормированных значений для данного выключателя. Конденсатор 2, обкладками которого служат токоведущая жила 3 и экран 4 экранированного силового кабеля, позволяет снизить скорость нарастания переходных восстанавливающихся напряжений, а резистор 1 обеспечивает снижение пиковых значений переходных восстанавливающихся напряжений.
Емкость конденсатора 2 и сопротивление резистора 1 определяют исходя из того, что расчетные значения скорости и пикового значения переходного восстанавливающегося напряжения не должны превосходить нормированных значений скорости и пикового значения переходных восстанавливающихся напряжений для данного типа выключателя 10 электроустановки. При этом емкость конденсатора 2, варьируют путем увеличения или уменьшения длины и сечения экранированного силового кабеля. Погонная емкость используемого экранированного силового кабеля приведена в каталогах для данного типа кабеля, например, в каталоге «Кабельные системы с изоляцией из сшитого полиэтилена. Руководство пользователя», АББ, 2008.
При необходимости, экранированный кабель может быть уложен в виде буквы Π или волнообразно, что дополнительно позволит рационально использовать площадь подстанции для установки устройства.
Предложенное техническое решение позволяет упростить конструкцию, снизить затраты на производство и установку устройства для ограничения переходных восстанавливающихся напряжений в цепях с токоограничивающими реакторами за счет исключения из схемы громоздкого и сложного конденсатора, а также повысить надежность электроустановки и электроснабжения.
Устройство для ограничения переходных восстанавливающихся напряжений в цепях с токоограничивающими реакторами может быть использовано для ограничения скорости нарастания и пикового значения переходных восстанавливающихся напряжений в цепях с токоограничивающими реакторами на электрических подстанциях напряжением 110 кВ и выше.