УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ АВАРИЙНЫХ ТОКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в высоковольтных (U≥110 кВ) электрических сетях для ограничения аварийных токов.
Известны устройства для ограничения аварийных токов в электрических сетях, представляющие собой токоограничивающий реактор, содержащий обмотку, состоящую из витков провода, образующих ряды, расположенные перпендикулярно оси обмотки и отделенные посредством изоляционных прокладок, размещенных оппозитно друг другу и образующих по высоте вертикальные колонки; прокладки имеют пазы, в которых размещены витки провода, при этом прокладки, образующие соответствующие колонки, скреплены в торцевых зонах посредством стягивающих элементов и жестко зафиксированы по наружной и внутренней поверхностям при помощи дистанцирующих элементов, RU 16567 U1.
Недостатком токоограничивающего реактора является ограничение пропускной мощности электрической сети, поскольку токоограничивающий реактор представляет собой сопротивление, постоянно включенное в электрическую сеть.
Кроме того, токоограничивающий реактор создает дополнительные потери электроэнергии, а также недостаточно эффективен при резко переменных ударных нагрузках.
Известно устройство для ограничения аварийных токов в электрических сетях (6-10 кВ), содержащих блоки генератор-трансформатор, включающее тиристорные токоограничители, подключенные к фазам электрической сети со стороны низшего напряжения указанных блоков. Данное устройство описано в SU 743111 и принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Это устройство свободно от недостатков токоограничивающего реактора, однако оно эффективно только при использовании в радиальной электрической сети, какими, как правило, являются сети - 6-10 кВ. В условиях высоковольтной электрической сети (≥110 кВ), которая в настоящее время всегда выполняется замкнутой (кольцевой), при срабатывании устройства происходит резкое перераспределение тока во всех связанных с нею электрических контурах, что обычно приводит к нарушению функций релейной защиты в этих контурах (ложному срабатыванию или несрабатыванию защиты в необходимых случаях).
Задачей настоящей полезной модели является снижение степени перераспределения тока в связанных с высоковольтной кольцевой электрической сетью электрических контурах при срабатывании устройства, повышение тем самым надежности работы релейной защиты в этих контурах и, соответственно, повышение надежности электроснабжения потребителей.
Согласно полезной модели в устройстве для ограничения аварийных токов в электрической сети, содержащей блоки генератор-трансформатор, включающем тиристорные токоограничители, подключенные к фазам электрической сети, тиристорные токоограничители подключены со стороны высшего напряжения блоков генератор-трансформатор.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «Новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором приведена схема высоковольтной кольцевой электрической сети с включенными в нее устройствами для ограничения аварийных токов.
Устройство для ограничения аварийных токов (токов короткого замыкания) в трехфазной кольцевой высоковольтной электрической сети 1 (в данном примере, напряжением ≈110 кВ), содержащей блоки 2, содержащие генератор 3 и трансформатор 4, включает тиристорные токоограничители 5. Тиристорные токоограничители 5 содержат биполярные группы 6 тиристоров. С одной стороны к каждой биполярной группе 6 тиристоров подключены токоограничивающие сопротивления 7, соединенные между собой в «звезду», с другой стороны каждая биполярная группа 6 тиристоров подключена к соответствующей фазе 8 электрической сети 1. В электрическую сеть 1 между ее секциями включены секционные выключатели 9 (на чертеже для упрощения показан один из них). К электрической сети 1 подсоединены через линейные выключатели 10 линии электропередачи (ЛЭП I и ЛЭП II). Управление тиристорными токоограничителями 5 осуществляется с помощью блока 11 управления. Сигналы от блока 11 управления усиливаются с помощью усилителей (на чертеже не показаны), которыми снабжены токоограничители 5.
Секционные выключатели 9 и линейные выключатели 10 снабжены датчиками тока (на чертежах не показаны), связанными с блоком 11 управления.
Устройство работает следующим образом.
В нормальном режиме электроэнергия от генераторов 3 (электростанций) через повышающие трансформаторы 4 поступает в электрическую сеть 1 (при этом секционные выключатели 9 включены), через линейные выключатели 10 поступает в отходящие от сети 1 ЛЭП и идет к потребителям. При аварии на отходящей ЛЭП I ток увеличивается, и срабатывает защита соответствующего линейного выключателя 10. Датчик тока этого выключателя 10 подает сигнал в блок 11, из которого одновременно подается команда в соответствующий тиристорный токоограничитель 5 на его включение. Включенный токоограничитель 5 шунтирует контакты линейного выключателя 10 на время его отключения. При этом аварийный ток переходит на группы 6 тиристоров. После отключения выключателя 10 соответствующий сигнал от датчика тока данного выключателя поступает в блок 11, который дает команду на отключение тиристорного токоограничителя 5. При аварии на ЛЭП I ток в ЛЭП I поступает через секционный выключатель 9 также и от генератора 3 смежной секции, к которой подключена ЛЭП 11. Датчик тока выключателя 9 (не показан) подает сигнал на блок 11 на включение тиристорного токоограничителя смежной секции, благодаря чему ограничивается ток, поступающий из этой секции электрической сети 1 в аварийную ЛЭП I. Выключатель 9 является режимным и управляется в необходимых случаях также диспетчером.
Благодаря тому, что тиристорные токоограничители 5 подключены со стороны высшего напряжения блоков 2 генератор-трансформатор, достигается технический результат, состоящий в снижении степени перераспределения тока в связанных с сетью 1 электрических контурах. Это объясняется тем, что при реализации указанных отличительных признаков полезной модели тиристорные токоограничители отделены от соответствующих генераторов 3 весьма значительным сопротивлением повышающих трансформаторов 4. Таким образом повышается надежность работы релейной защиты в электрических контурах, подключенных к сети, и, соответственно, надежность энергоснабжения потребителей.