Устройство для ограничения токов замыкания на корпус в судовой электроэнергетической системе

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК 09) (11) 73 151)4 Н 0 КОМИТЕТ ОТКРЫТИЯ ССУД АРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР 5 цЕОЗМ МЕЛ й,:".й":И у:,д;,.1 Ол;(71),Пенинградский электротехкий институт, Всесоюзный научследовательский институт протжаркой обороны и Институт физАН АЗССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА КОРПУС В СУДОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к судовым электроэнергетическим системам с неэффективным заземлением нейтрали, Цель изобретения - улучшение электробезопасности, При замыкании на одном из присоединений 4 после трехфазного реактора 7 напряжение поврежденной фазы становится равным нулю, а на неповрежденных фазах повышается до лийейного значения. Напряжение фаз за реактором 7 практически не изменяется, Ток однофазного замыка- Я ния ограничен большим сопротивлеии1473000 ем нулевой последовательности основных обмоток 8, 9, 10 реактора 7,обусловленным отключенным резистором13 в цепи дополнительной обмотки 11.В связи с симметрированием напряженияна распределительных шинах 3 черезреакторы 7 неповрежденных фаз протекаютнезначительные токи небаланса. Резистор 13 исключает возникновение ферроИзобретение относится к электротехнике, в частности к судовым электроэнергетическим системам (ЭЭС) с неэффективным заземлением нейтрали.Цель изобретения - улучшение электробезопасности.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит источник.,1 с 1 О неэффективным заземлением нейтрали через дугогасящий реактор 2 работает на сборные шины главного распределительного щита аГРЩ) 3, от которого отходят контролируемые присоеди нения 4. Цифрами 5 и 6 обозначены емкости фаз магистральной части сети по отношению к земле, равномерно распределенные.по системе, но изображенные сосредоточенными параметрами 20 в двух местах. Все контролируемые отходящие от ГРЩ присоединения имеют трехфазный реактор нулевой последовательности ан.п.), включаемый после линейного защитно-коммутационного 25 аппарата. Реактор н.п. 7 имеет три основных первичных фазных обмотки 8-10 и одну дополнительную вторичную обмотку 11, намотанные на одном магнитопроводе. Первичные обмотки реак тора включены в каждой фазе.последовательно с нагрузкой апотребителем), а на зажимы вторичной обмотки включены параллельно датчик напряжения н,п. 12 и регулируемый резистор 13, 35 причем последовательно с резистором включены размыкающие контакты реле 14, управляемого датчиком 12 напряжения н,п. Датчик напряжения н.п, так." же связан с блоком 15 индикации, 40 сигнализирующвм номер поврежденного резонанса, При одновременном замыкании одноименных или разноименных фазразличных присоединений напряженияза реакторами 7. поврежденных присоединений остаются симметрированными,а токи замыкания - ограниченными,Информация о замыкании с обмотки 11реакторов 7 поступает в блок индикации 15. 1 ил. фидера, Блок 15 индикации(сигнализации поврежденного фидера) в общем случае может быть выполнен по принципу обегающего контроля.Структура остальных контролируемых присоединений аналогична приведенной, поэтому остальные присоединения изображены пунктирными линиями.Устройство работает следующим образом.В нормальном режиме работы фидера и сети, в целом токи нагрузки каждой фазы каждого фидера равны по величионе и сдвинуты на 120 , в результате чего суммарный поток в магнитопроводах реакторов н.п. равен нулю, и реактор 7 не оказывает сопротивления токам нагрузки. При этом напряжение на выходе дополнительных обмоток 11 реакторов также равно нулю.При возцикновении металлического аглухого) однофазного замыкания на одном из присоединений апосле реактора н,п,) например, в точке Д пер)вого присоединения, напряжение пов" режденной фазы в месте замыкания по отношению к земле становится равным нулю напряжение на неповрежденных фазах повышается до линейных. В цепи поврежденной фазы по контуру повреждения афаза - точка Д - земля- -цепь заземления нейтрали источника электрической энергии 1) протекает ток о.з., являющийся дополнительным к току нагрузки поврежденной фазы. В результате сумма токов в фаза:с реактора поврежденного присоединения не равна нулю, Ток несимметрии создает в магнитопроводе реактора намаг-, ничивающий поток, создающий ЭДС нуле00 зом, предлагаемое устройство по сравз 14730 вой последовательности в основных 8, 9, 1 О и дополнительной 11 обмотках реактора н,п. Эта ЭДС н,п, в сумме с фазными напряжениями обмоток реактора5 7 приводит к симметрированию напряжений фаз по отношению к земле в магист. - рально-радиальной части сети (на шинах ГРЩ, во всей неповрежденной час" ти сети и в поврежденном фидере до 10 реактора н.п.), тем самым локализуя поврежденный участок и сохраняя на неповрежденной части схемы электроснабжения нормальное качество напряжения, 15Эффект от напряжения н.п, дополнительной обмотки второстепенный, хотя и не менее необходимый: появление напряжения н.п. в дополнительной (вторичной) обмотке 11 реактора 7 20 н,п, приводит к срабатыванию датчика напряжения 12 и к подаче сигнала на реле, отключающее резистор 13, Отключение резистора сводит на нет размагничивающее действие вторичного 25 тока дополнительной обмотки реактора н,п., что повышает сопротивление н.п. основных обмоток 8, 9, 10 и эффект симметрирования напряжений до, реактора, 30Информация об о.з, одновременно поступает на блок индикации 15, в котором происходит периодическое обегание присоединения и запоминание поврежденного присоединения. 35В связи с симметрированием напря- жения на шинах ГРЩ через реакторы неповрежденных присоединений в нейт-. раль источника 1 и в точку о,з. Д протекают лишь незначительные токи не балланса, которые тем не менее могут вызвать нежелательные феррорезонансные явления, Поэтому если в точке.Д металлического о.з. ток замыкания ограничен большим сопротивле нием н.п. основных обмоток реактора, обусловленным в том числе и отключенным резистором в цепи дополнительной его обмотки 11, то в дополнительной обмотке 11 реакторов 7 н,п. непов- режденных присоединений этот резистор 13 должен быть сохранен включенным, чтобы исключить возникновение феррорезонансных явлений, возможных при неполном симметрировании фазных напряжений в неповрежденной части сети, при емкостной несимметрии присоединений и при несинусоидальности фазных напряжений. Несинусоидальности напряжений контролируемой сети практически не влияют на эффективность работы основных обмоток 8-10 трехфазного реактора н.п. 7, что выгодно отличает его от реактора (дросселя), включаемого в нейтраль сети для поперечной компенсации естественного емкостного тока сети искусственным индуктивным током дросселя, где эти высшие гармонические в составе тока о,з, на землю не компенсируются.При замыкании на землю одноименной фазы в другом присоединении возникает аналогичный процесс, сопровождающийся стабилизацией напряженияна шинах распределительного щита,уменьшением величины тока о.з, вконт.ролируемой зоне и снижением феррореэонансных явлений от токов небалансанеповрежденных присоединений,При одновременном замыкании наземлю неодноименной фазы другого присоединения ток в контуре двойного короткого замыкания через землю ограничивается сопротивлениями н,п, основныхобмоток соответствующих реакторовн,п. до безопасного уровня тока утечки, не требующего немедленного отключения этих присоединений. При этомсохраняется непрерывность питания потребителей. Блок 15 индикации сигнализирует о повреждении двух присоединений.Не остается бесконтрольной и зонашин ГРЩ (от источйика до шин и от шин ".,цо линейных выключателей присоединения). Здесь емкость фаз сети поотношению к земле стабильна, неизменна, поэтому реактор 2 можно принятьнерегулируемым, тем более что такоерегулирование не является необходимым для нормального функционированияреакторов 7, установленных на присоединениях 4, Однако в части высшихгармоник этот участок защиты восприимчив к их спектру и величине, и реактор 2 высшие гармонические напряжения не компенсирует, Таким обранению с известным обеспечивает снижение до безопасной величины тока металлического однофазного замыканияконтролируемых фидеров, снижение добезопасной величины тока металлического о,з, на шинах распределительного щита, локализацию места о.з, ссрхранением симметрии феаных напряФ о р м у л а изобретения Устройство для ограничения токовзамыкания на корпус в судовой элекСоставитель О.НаказнаяРедактор М.Недолуженко Техред М.Дидык КорректорС,Черни Заказ 1721/53 Тираж 605 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Ь ,14 жений по отношению к земле вне пов-режденного фидера, селективную сигнализацию о,з, (избирательный контроль изоляции) в сетях с изолированной нейтралью, безопасность не только о,з, на землю, но и двойного короткого замыкания на землю разных фаз разных фидеров, не требующих их немедленного отключения и сохраняющих бесперебойность электроснабжения ответственных потребителей, устойчивую эффективность работы при,несинусоидальности и несимметрии фазнык напряжений контролируемой сети. 73000бтроэнергетической системе, содержащее трехфазные реакторы, фазные обмотки которых размещенына общем замкнутом магнитном сердечнике и включены в рассечку каждого отходя-.щего от распределительного устройства присоединения, четвертую обмотку, в цепь которой включен элемент сопротивления, нейтраль системы соединена с корпусом, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью улучшения электробезопасности, оно снабжено датчиком напряжения, реле, а в качестве элемента сопротивления использован регулируемый резистор, управляющий вход реле подключен к выходу датчика напряжения, а размыкающий контакт реле включен последовательно с резистором.