Устройство глубокого ограничения перенапряжений в электросети

77 7 7 Патентообладатель Учреждение образо вания Гомельский государственный технический университет имени П.О.Су хого В 7 777 7) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный технический университет имени П.О.Сухого В 7 777 2 7 Авторы Бохан Александр Николаевич Кротенок Владимир Владимирович Овсянников Владимир Сергеевич В 0 7Устройство для глубокого ограничения перенапряжений в электросети. содержащее ограничитель перенапряжений нелинейный с пониженным уровнем ограничения перенапряжений. подключенный. по меньшей мере. к одному из присоединений за выключателем со стороны нагру 3 ки. отличающееся тем. что последовательно с ограничителем перенапряжений нелинейным за выключателем подключен симистор. при этом Параллельно каждому и 3 них подключены высокоомные резисторы. составляющие делитель напряжения.Изобретение относится К электротехнике. в частности К устройствам защиты от перенапряжений высоковольтных сетей 6 -3 5 кВ с изолированной либо компенсированной нейтральюИзвестно устройство для защиты электроустановок от перенапряжений. содержащее нелинейный ограничитель перенапряжений ОПН. блок автоматического контроля ограничения импульсов и блок сигнализации. вход которого соединен с первым выходом блока автоматического контроля ограничения импульсов. блок обработки информации. вход которого подключен к выходу блока сигнализации 1 1 .Недостатком данного технического решения является невысокая надежность ввиду сложности конструкции. а также необходимость применения в схеме вспомогательных источников питания. что повышает стоимость устройстваИзвестно устройство ограничения перенапряжений в электрической сети с малым током замыкания на землю. содержащее сборные шины. подключенные к ним через вакуумные выключатели присоединения с питающими трансформаторами. электродвигателями. понижающими трансформаторами. а также нелинейные ограничители перенапряжений. часть которых подключена параллельно вакуумным выключателям на присоединениях с питающим и понижающими трансформаторами между землей и выводом вакуумного вь 1 ключателя. соединенного с выводом соответствующего трансформатора. а также блок релейной защиты от замыкания на землю 1 .Недостатком данного устройства является зависимость выбираемого защитного уровня ОПН от времени существования линейного напряжения на ОПН. В случае применения данного устройства в сетях с изолированной нейтралью при замыкании на землю время работы электрической сети определяется временем срабатывания релейной защиты.Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является устройство для глубокого ограничения перенапряжений в распределительном устройстве электросети с изолированной или компенсированной нейтралью. содержащее блок ОПН с пониженным уровнем ограничения перенапряжений. подключенный к одному из присоединений за выключателем со стороны нагрузки. блок релейной защиты от замыкания на землю. блок задержки и логический элемент И . причем выход блока задержки соединен со вторым входом логического элемента выход которого предназначен для подключения к цепи управления приводом выключателя присоединения. к которому подключен ОПН. при этом время срабатывания блока задержки выбирается в зависимости от уровня ограничения перенапряжений. энергоемкости ограничителя перенапряжений нелинейного и параметров сети Э 1 .Недостатком данного технического решения является сложность конструкции и. вследствие этого. снижение надежности. В указанном устройстве выбраны ОПН с пониженным уровнем защитного напряжения. что приводит к повышенному тепловыделению в них и возможности нарушения термической стойкости. При этом невозможна длительная работа электросети при замыкании на землю в установившемся режиме и уменьшается надежность электроснабжения.Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности устройства. а также снижение уровней перенапряжений в распределительных сетях с изолированной и компенсированной нейтралью. при переходных процессах. обусловленных коммутациями и замыканиями на землю. уменьшение тепловыделения в ОПН в установившихся режимах и обеспечение возможности длительной работы сети при замыкании на землюПоставленная задача решается тем. что в известном устройстве. содержащем ОПН с пониженным уровнем ограничения перенапряжений. подключенный. по меньшей мере. к одному из присоединений за выключателем со стороны нагрузки. согласно изобретению. последовательно с ОПН за выключателем включен симистор. а параллельно симистору и ОПН включены высокоомные резисторы. составляющие делитель напряжения. вь 1 бран ВУ 8922 С 1 200741228нь 1 й так. что распределение напряжения между ОПН И симистором в нормальном режиме пропорционально их номинальным напряжениямВведение в устройство симистора обеспечивает снижение защитного уровня ограничения перенапряжений в начальный момент переходного процесса. когда волна перенапряжения превышает исходный защитный уровень ограничителя. Снижение уровня ограничения перенапряжений приводит К быстрому затуханию высокочастотного процесса. обусловленного разрядом емкостей фаз на землю. и уменьшает вероятность повторных зажиганий дуги. а также уменьшаются уровни возникающих перенапряженийУстройство содержит минимальное количество простых составляющих элементов и не требует вспомогательного источника питания. что повышает надежность конструкции.При металлическом замыкании на землю и отсутствии переходного процесса мгновенное значение напряжения на устройстве глубокого ограничения перенапряжений не превышает исходный защитный уровень и ток в цепи ОПН и тепловыделение практически отсутствует Это позволяет обеспечить возможность длительной работы электрической сети при замыканиях на землю и тем самым повысить надежность электроснабженияНа фиг 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства глубокого ограничения перенапряжений в электросети с изолированной или компенсированной нейтралью На фиг 2 приведены вольтамперные характеристики симистора и ОПН. На фиг 3 приведена эквивалентная вольтамперная характеристика при последовательном соединении симистора и ОПННа фиг. 1 показаны ОПН 1 с пониженным уровнем ограничения перенапряжения. симистор 2 и делитель напряжения 3 . сборная шина 4 . выключатели 5 и присоединения 6 . Элементы 4 . 5 . 6 лежат за пределами предлагаемого объекта и приведены для пояснения работы устройстваУстройство работает следующим образом В нормальном режиме в цепи симистора 2 и последовательно соединенного с ним ОПН 1 ток отсутствует. т.к. симистор 2 закрыт. и напряжение. приложенное к нему. меньше напряжения включения при отсутствии управляющего тока Делитель напряжения 3 распределяет поданное на симистор 2 и ОПН 1 . напряжение в соответствии с их номинальными напряжениями соответственно На фиг. 2 приведена вольтамперная характеристика ОПН а) и симистора б). а также эквивалентная характеристика при последовательном их соединении фиг 3 . При замыкании на землю в электрической сети. вследствие переходного процесса. на неповрежденных фазах сети возникают перенапряжения. обусловленные переходным процессом В начальный момент переходного процесса. когда волна перенапряжения превышает исходный защитный уровень ограничителя. происходит открытие симистора 2 . Падение напряжения на нем становится близким к нулю. а снижение исходного защитного уровня ограничителя перенапряжений происходит на величину пробивного напряжения симистора 2 . Пониженный уровень ограничения перенапряжений сохраняется до тех пор. пока мгновенное значение тока в цепи ОПН не перейдет через ноль и симистор автоматически закроется. Последующее включение симистора произойдет только лишь тогда. когда уровень перенапряжений вследствие переходного процесса превысит установленное значение При установившемся замыкании на землю. что характерно для металлического замыкания. напряжение на неповрежденных фазах увеличивается до линейного. а перенапряжение. связанное с переходным процессом. отсутствует. В этих условиях симистор находится в закрытом состоянии. и ток через ОПН 1 не протекает Такой режим не может привести к повреждению ОПН 1 . и работа в этом режиме может продолжаться неограниченно долго.Таким образом. заявляемое устройство глубокого ограничения перенапряжений в электросети по сравнению с известным обладает более высокой надежностью конструкции и позволяет снизить уровни перенапряжений в распределительных сетях с изолированной и компенсированной нейтралью. уменьшить тепловыделение в ограничителях перенапряжений в установившихся режимах. обеспечить возможность длительной работы сети при замыканиях на землю и тем самым повысить надежность электроснабжения. Свидетельство На полезную Модель РФ 2 6 2 2 9 . МПК Н 0 2 Н 9 20 4 . 2 0 0 0 .Национальный Центр Интеллектуальной собственности. 2 2 0 0 3 4 . г. Минск. ул. Козлова. 2 0 .