Способ отключения в электрической сети

СОЮЗ СОВЕТСНИХСЭ,ИЦМРПЧЕВЮ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН Р(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 743111 кл Н 02 Н 7/26, 1978,2. Авторское свидетельство СССР 9 658651, кл. Н 02 У 3/00 1977(54)(57) СПОСОБ ОТКЛОЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРИ. ЧЕСКОИ СЕТИ, состоящей из источников питания и шин нагрузки., на яО 1042127 д участке между которыми установлены тиристорные короткоэамыкатели, а в цепи нагрузки установлены тиристориые выключатели, путем включения ти-, ристорного короткоэамыкателя на вре- мя отключения короткого замыкания в цепи, и последующего отключения ти-, . ристорного выключателя в цепи нагруэ. ,ки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности ,при отключении короткого замыкаййя. в сети постоянного тока, контролируют аварийный ток сети и при дости- ,жении производной этого тока нулево :го значения осуществляют упомянутое ;отключение тиристорного выключателя.Изобретение относится к системам электроснабжения потребителей постоянным током и может быть применено в устройствах электроснабжения электрической тяги постоянного тока.В настоящее время на тяговых подстанциях устанавливается значительное число параллельно работающих преобразователей и токи к.э. от указанных преобразователей достигают величины 100 кА+150 кА при напряжении 10 3,3 кВ постоянного тока.Известны способы отключения аварийных токов, позволяющие уменьшить ток, коммутируемый выключателем сети при аварии. 15Для облегчения коммутации аппаратов сети в аварийном режиме включают тиристорный короткозамыкатель, отводя ток от выключателя, осуществляющего отключение аварийного то-. ка 1 .На преобразовательных подстанциях постоянного тока, питающих карьерные тяговые сети, как правило, имеется много отходящих линий, на каждой иэ которых устанавливается выключатель. В случае если в качестве выключате.- лей используются бесконтактные выключатели, то данный способ отключения имеет ряд недостатков. Для отключения тиристормых выключателей,вклю ченных в сеть постоянного тока, требуется осуществить токоограничение до нулевого значения.Учитывая, что сопротивление тиристоров короткоэаьыкателя имеет ковеч, -35 ное значение, то осуществить ограни чение тока нуля практически сложно при современных параметрах тиристоров.для осуществления коммутации ти ристорных выключателей необходимо каждый иэ .них снабдить устройством принудительного гашения,ф содержащим вспомогательный источник энергии, обычно заряженный конденсатор, вспомогательные подключающие тиристоры, токоограничивающие дроссели. При большом числе отходящих линий число элементов растет, что резко снижает надежность отключения в сети постоянного тока.50Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ отключения в электрической сети, состоящей из источников питания и шин нагрузки, на участке между 55 которыми установлены тиристорные короткоэамыкатели, а в цепях нагруз- ки установлены тиристорные выключа.тели, путем включения тиристорного короткозамыкателя на время отключе ния крроткого замыкания в цепи, и последующего отключения тиристориого выключателя в цепи нагрузки 2 3Данный способ имеет недостатки когда оно используется для гашения тиристорных ключей постоянного тока на преобразовательных подстанциях питающих карьерные сети. Это обусловлено тем, что на подобных подстанциях имеется обычно много отходящих линий, расположенных на определенном расстоянии друг от друга в соответствии с геометрией карьерных путей. Наличие одного коммутирующего С контура,не позволяет обеспечить одинаковую индуктивность в цепи разряда емкости. При высоких скоростях нарастания аварийного тока требуется обеспечить опережающее нарастание тока от заряженного конденсатора по сравнению с ростом аварийного тока.Учитывая различную удаленность тиристорных ключей от коммутирующего 1.С контура, трудно обеспечить высокую скорость нарастания тока емкости при к.э. на удаленных в геометрическом отношении фидерах, что снижает надежность отключения аварийно.- го тока.Цель изобретения - создание надежного способа коммутации постоянного тока.указанная цель достигается тем, что согласно способу отключения в электрической сети, состоящей из источников питания и шин нагрузки, на участке между которыми установлены тиристорные короткозамыкатели, а в цепи нагрузки установлены тиристорные выключатели, путем включения тиристорного короткозамыкателя на время отключения короткого замыкания в цепи, и последующего отключения тиристорного выключателя в цепи нагрузки, контролируют аварийный ток сети и при достижениипроиэводной этого тока нулевого значения осуществляют, упомянутое отключение тиристорного выключателя, установленного в цепи нагрузки.На фиг.1 приведена схема подстанции постоянного тока, реализующая данный способ; на фиг,2 - диаграмм токов в период коммутации.Схема содержит понизительные трансформаторы 1, 2 и 3, преобраэо" вательные установки 4, 5 и б, тиристорные короткозамыкатели 7, 8 и 9, состоящие из биполярных групп ти" ристоров и токоограничивающих резисторов. Тиристорные короткоэамыкатели 7, 8 и 9 подключены параллельно, выводам переменного тока понизительных трансформаторов 1, 2 и 3. В схему подстанции входят сборные шины 10, тиристорные выключатели 11, 12 и 13, коммутирующий конденсатор 14, источник заряда 1 Б, токоограничивающий дроссель 16 и вспомогательные тиристоры 17, 18 и,19, Число пони . зительных трансформаторов, преобразовательных установок и тиристорных выключателей может быть произвольныМУстройство содержит также датчики аварийного тока. 20, 21 н 22, схему ИЛИ 23, схемы И 24, 25 и 2 б и датчик нуля производной аварийного тока 27. В качестве датчиков аварийного тока 20 21 и 22 наиболее 5 целесообразно использовать герметизированные магнито-управляемые кон" такты герконы, имеющие необходимое быстродействие срабатывания и обеспечивающие гальваническую развязку 10 с шиной выключателя.Работа подстанции при отключениЮ в сети постоянного тока осуществляется следующим обраэоМ.В нормальном режиме пониэительные трансформаторы 12 и 3 через преобразователи 4, 5 и б питают сборные шины 10, тиристорные выклю-чатели 11, 12 и 13 включены и питают нагрузку, тиристорные короткоэамы катели 7, 8 и 9 отключены, общий коммутирующий конденсатор 14 заряжен от источника заряда 15 поляр- -. ностью, показанной на фиг. 1, при этом вспомогательные тиристоры 17, 18 и 19 отключены. При возникновении. аварии на любой иэ отходящих линий например, при коротком замыкании в точке К, срабатывает датчик аварий-. ного тока 20. Команда с датчика аварийного тока 20 поступает на схе му ИЛИ 23 и на первый вход схемы И 24. С выхода схемы ИЛИ 23 на входы короткозамыкателей 7, 8 и 9 посту- . пает команда на включение. Включенные короткЬзазаякатели 7, 8 и 9 шунти- : . 35 руют выходные обмотки пониэительных .трансформаторов 1, 2 и 3, токоогра" , ничивающие резисторы установлены последовательно с короткозамыкате лями 7, 8 и 9 и определяют необходи мую степень токоограничения аварий-. ного тока к.з. на .аварийной отходящей линии подстанции.Датчик нуля производной аварийно го тока 27 фиксирует установившийся., 45 режим ограниченного тока к.з. на вы- ходе подстанции и выдает команду на второй вход схемы И 24. С выхода схемы И 24 команда включения Посту пает на вспомогательный тиристор 17.При этом коммутирующий конденсатор 14 разряжается, выключая тиристорный выключатель 1.1, по котброму в этот момент протекает ограниченный ток: к.э. к месту аварии. Токоограничи-,. вающий дроссель 16 защищает вспомо гательный тиристор 17 от высоких э%а" чений -"- . После отключения тиристорного выключателя 11 источник эа ряда 15 вновь заряжает общий комму- тирующий конденсатор 14 полярностью.60 показанной на фиг.1, подготавливая его к новой коммутации.На диаграмме е точка 1 соответст- :вует наступлению аварийного режима в точке К. При этом кривая 1 показывает нарастание аварийного тока к.з; в контуре постоянного тока от некого рабочего тока . Скорость нарастания аварийного тока 1 С, определяется парамеэрами сети переменного рока подстанции.Точка 2 соответствует моменту срабатывания датчика аварийного тока 20 и включению короткозамыкателей 7, 8 и 9.Точка 3 на диаграмме б показывает наступление установившегося режима ограничения аварийного тока к.з.на выходе подстанции и момент срабатывания датчика нуля производной аварийного тока 27. Интервал 3-4 на диаграмме в определяет разряд коммутирующего конденсатора 14,обес. печивающий прерывание ограниченного тока к.з. и выключение тиристорного выключателя 11.Диаграмма Е на Фиг.2 показывает общее время включения тиристорных короткоэамыкателей 7, 8 и 9 от момента срабатывания датчика аварийного тока 20 (точка 2) до момента переэаряда коммутирующего конденса- . тора 14 (точка 5) ,после чего тиристорные короткозамыкатели 7, 8 и 9 отключаются по циклу естественной коммутации и восстанавливается нормальный режим работы подстанции.По предлагаемой схеме коммутация осуществляется в два этапа - .на пер,вом резко ограничивается величина и производная аварийного тока к.з., на втором осуществляется коммутация тиристоров, служащих в качестве выключателей.Эта двухстадийная коммутация позволяет резко упростить требования к коммутирующим контурам, так .как скорость разряда тока коммутирующего конденсатора может быть небольшой.Геометрия расположения отходящйх линий относительно контура коммутации при этом роли не играет, так как практически отключаемый ток име- ет нулевую производную и ток коммутирующей емкости всегда дорастет до величины аварийного тока. Это позволяет, в свою очередь, иметь один коммутирующий конденсатор, обслуживающий все тиристорные выключатели, резко сократить число элементев схемы, увеличить надежность системы электроснабжения.Кроме того, резкое ограяячеийе аварийного тока к.з., проходящего через тиристориый выключатель в момент его коммутации, позволяет установить коммутирующий конденсатор не" большой емкости, уменьшив тем самым время его переэаряда и перерыв в электроснабжении нагрузки.Учитывая малую производную тока на интервале коммутации, появляется воэможность уменьшить скорость спада тока д, в период коммутации иуменьшить величину перенапряженийпри коммутации, которая пропорциональнаясй (сИ,На фиг.2 (диаграмма а) показан участок 4-5 спада аварийного тока, характер которого можно менятьпо условию минимальных перенапряжений на коммутирующих элементах, изменяя частоту контура коммутации,1042127 е.2 Составитель Н. Кузинаедактор А. Долинич Техред В.далекорей, КорректорВ, Бут Заказ 7142/54 Тираж 617 ВНИИПИ Государств по делам иаобр 113035, Москва, З,./ ПодписнооГо комитета СССРний и открытийушская наб., д. 4