Токоограничивающее устройство

(51) 5 САНИЕ ЕТЕН О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова(56) Авторское свидетельство СССР М 1020914, кл. Н 01 Г 27/34, 1980.(54) ТОКООГРАНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике и энергетике, а именно к токоограничивающим устройствам трансформаторного типа, и может применяться для ограниЧения сверхтоков и токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением до 1 кВ и выше. Цель изобретения - упрощение конструкции, расширение области применения и повышение надежности устройства за счет снижения сопротивления в нормальном режиме работы. Токоограничивающее устройство (ТУ) содержит первичную обмотку 1, включаемую последовательно в цепь нагрузки, две размагничивающие обмотки 2 и 3, магнитопровод 4 и коммутатор 5, В нормальном эксплуатационном режиме нагрузки ТУ обладает небольшим сопротивлением за счет небольшого зазора ( д 1 - 2) между первичной обмоткой и короткозамкнутой вторичной размагничивающей обмоткой. Это обуславливает и небольшое падение напряжения в линии, При возникновении к.з, в цепи нагрузки, вторичная обмотка разрывается коммутатором 5 и сопротивление ТУ автоматически и безинерционно во много раз возрастает благодаря размещению третичнойразмагничивающей обмотки на другом стержне, Наступает глубокое ограничение тока к.з, не только установившегося, но и Ударного 3 ил5 10 15202530 35 тивное сопротивление первой пары обмоток (х 1-2) значительно меньше индуктивного сопротивления второй пары (х,1-з). Поэтому результирующее сопротивление устройства в нормальном режиме первичной цепи будет меньше меньшего сопротивления х,1-2 (фиг,З а) и его сопротивление определяется правилом параллельного сложения параллельных цепей, При возникновении в первичной цепи сверхтока нагрузки или тока к.з, сверх тока срабатывания коммутирующего аппарата 5, последний разрывает цег 1 ь вторичной раэмагничивающей обмотки. Это равнозначно разрыву цепи х,1-2 в схеме замещения (фиг.2) и результирующее сопротивление устройства автоматически возрастает до значения х,1-з (фиг.З б).Теоретической основой изложенного выше принципа действия предлагаемого устройства является известная из теории трансформаторов зависимость индуктивно 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике и энергетике, а именно к токоограничивающим устройствам трансформаторного типа, и может применяться для ограничения сверхтоков и токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением до 1 кВ и выше.Цель изобретения - упрощение конструкции, расширение области применения и повышение надежности устройства.На фиг.1 изображена однолинейная схема включения предлагаемого устройства; на фиг.7 и 3 - схемы замещения устройства для разных режимов работы.Рабочая обмотка 1 включается последовательно в первичную цепь нагрузки и размещена на одном из стержней магнитопровода, На этом же стержне располагается вторичная размагничивающаяобмотка 2, а третичная раэмагничивающаяобмотка 3 размещена на другом стержне магнитопровода 4. Коммутирующий аппарат 5 замыкает цепь вторичной размагничи-, вающей обмотки. Магнитопровод не имеетнемагнитных зазоров и выполняЕтся по аналогии с магнитопроводом однофаэного трансформатора.Устройство работает следующим образом,В нормальном эксплуатационном режиме, когда по первичной цепи и по рабочей обмотке 1 устройства протекает ток нагрузки, обе размагничивающие обмотки замкнуты накоротко. Схема замещения устройства для этого случая показана на фиг.2, где указан ы параллел ь но друг другу индуктивности короткого замыкания пар обмоток: первичной-вторичной и первичной-третичной. Индуксти короткого замыкания пар обмоток от расстояния между ними, среднего диаметра обмоток и т,д.1,256 Р/ 7 т Оср д 10 - 8еПри расположении вторичной обмотки на одном стержне с первичной расстояние д 1 между ними мало. Соответственно и Ь,1-2 имеет небольшую величину, Чем меньше д 1-2, тем меньше Ь,1-2. При расположении первичной и третичной обмоток на разных стержнях и увеличении расстояния между ними д 1-з пропорционально возрастает и индуктивность короткого замыкания Ь,1-з.Благодаря размагничивающему действию вторичной и третичной обмоток магнитопровод находится в ненасыщенном состоянии как в нормальном эксплуатационном режиме, так и при коротком замыкании в цепи нагрузки. Этим обеспечивается синусоидальность формы кривой тока нормального режима и режима к,э. первичной цепи нагрузки. Это же обстоятельство позволит уменьшить расход электротехнической стали на изготовление магнитопровода предлагаемого токоограничивающего устройства по сравнению с расходом стали силового трансформатора одинаковой пропускной способности, При к.э. в цепи нагрузки сопротивление устройства автоматически и безынерционно возрастает почти в 10 раз. Это позволяет устройству ограничить не только периодическую слагающую тока к,з., но и начальное значение апериодической слагающей тока к,з. В результате ударный ток к.э. в цепи нагрузки может оцениваться по известной методике по периодической слагающей тока к.з.До к,з. ток в цепи третичной обмотки равен нулю (1 э = 0), так как эта обмотка шунтирована вторичной обмоткой, Во вторичной обмотке течет ток так же как и по рабочей обмотке. Так как общее сопротивление устройства мало, то потери напряжения также малы. В момент к.з. никаких опасных бросков тока и напряжения не наблюдается как при а = О, так и а - 90 и других углах включения, Исключение составляет ток во вторичной обмотке(г), который затем затухает до нуля практически эа 1,5-2 периода. После отключения к.э, устройство остается подключенным к сети и выполняет роль нагрузки, Это промежуточное состояние устройства, Для приведения его в рабочее состояние необходимо включить коммутирующий аппарат.1684819 ЮГ 41- Гц М; 1-РАх Составитель Е.ВолковТехред М.Моргентал Редактор О.Спесивых Корректор В.Гирняк Заказ 3509 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 Предлагаемое устройство обладает высокой токоограничивающей способностью. Это позволит снизить требования к злектрическим аппаратам по отключающей способности, по условиям злектродинами ческой и термической стойкости, а также устанавливать более легкие и менее габаритные электрические аппараты.Формула изобретен ияТокоограничивающее устройство, со держащее замкнутый магнитопровод, первичную обмотку, размагничивающие обмотки, расположенные на разных стержнях магнитопровода, коммутирующее устройство, подключенное к одной из размагничивающих обмоток, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, расширения области применения и повышения надежности устройства путем снижения его сопротивления в нормальном режиме работы, магнитопровод выполнен замкнутым, первичная обмотка и первая размэгничивающая обмотка с коммутирующим устройством размещены на одном стержне магнитопровода, а вторая размагничивающая обмотка замкнута накоротко.