SU792473A1

SU792473A1 - Device for earthing transformer neutral in electric networks

Info

Publication number: SU792473A1
Application number: SU782565642A
Authority: SU
Inventors: Адольф Иванович Назаров
Original assignee: Производственное Энергетическое Объединение "Днепроэнерго"
Priority date: 1978-01-06
Filing date: 1978-01-06
Publication date: 1980-12-30

Description

Изобретени относитс к электротехнике , точней к устройствам дл защиты изол ции обмогок.силовых трансформато ров. Известны устройства дл защиты от перенапр жени изол ции у-нейтрали обмоток силовых трансформаторов 11О-22 В энергетических системах дл этой цели обычно примен етс заземление не трали вентильным разр дником. Разр дник выбираетс по напр жению на ступень номинального напр жени . Сцнако при возможных в эксплуатации коммутацио}11 ых перенапр жени х разр дник в нейтрали срабатывает и при этом нейтраль трансформатора оказывае с глухо заземленной, а протекающий через разр дник, значительный по величине , сопровождающий ток однофазного замыкани промышленной частоты вызывает чрезмерный перегрев и разрушение разр дника. Известно устройство дл защиты нейтрали трансформатора,которое содержит дроссель насыщени , который снабжен дополнительной об маткой подмагничивани , подключенной к посто нному источнику питани через контакты реле, обмотка которого включена в цепь обмотки подмагничивани 11. Данное устройство позвол ет снизить величину коммутационных перенапр жений на обмотках трансформатора. Недостатками данного устройства вл ютс значительна инерционность срабатывани устройства, обусловдеинай относительно больщой по величине посто нной времени при включении обмотки управлени , повышенна величина тока однофазного короткого замыкани на землю , так как в режиме насыщени дроссел нейтраль трансфоматора оказываетс практически глухо заземленной. Известно также устройство дл заземлени нейтрали трансформатора, которое в электрических сет х содержит две зазаземленные ветви, в одну из которых включен через искровый промежуток шун37 тированный коммутационным аппаратом дроссель с рабочей обмоткой и обмоткой управлени , подключенной к источнику посто нного тока через размыкающий (Контакт коммугационного аппарата и трансфоматор .тока, а в другую ветвь включен искровый промежуток . Применение данного устройства решает задачу снижени уровн коммутационных перенапр жений на нейтрали силовых тран сформаторов при одновременном повышени быстродействи и эффективном токоогран чении При однофазном замыкании на зем лю. Недостатками данного устройства вл етс то, что искровой промежуток устройства не обеспечивает защиту от пе ренапр жений пониженных величин, привод щих к преждевременному разрушению изол ционных материалов; предварительно насыщенный дроссель не ограничивает ток однофазного короткого замыкани и величину динамических воздействий на электрооборудование в св зи с малой величиной индуктивного сопротивлени рабочей обмотки насыш.енного дроссел , в переходных режимах насыщени дроссел возможно возникновение феррореоонансных вл ений при двухфазных коротких замыка ни х, предварительное насыщение дроссел до начала возникновени перенапр жений опасной величины приводит к необходимос ти иметь независимый источник посто нного тока. По принципу действи и конструктивному исполнению наиболее близким к за вленному решению вл етс устройство дл заземлени нейтрали трансформатора в электрических сет х, которое содержит две заземленных ветви, в первую из которых включен через искровый промежуток , шунтированный коммутационным аппаратом , насыщающийс дроссель, рабоча обмотка которого включена последовательно с искровым промежутком, а, обмотка управлени подключена к источнику посто нного тока через размыкающий контакт коммутационного аппарата, трансформатор тока и трансфоматор напр жени , во вторую включены через искровы промежуток, шунтированный коммутационным аппаратом, два сопротивлени , нелин ный ферромагнитный элемент, подсоединенный параллельно первому сопротивлени со стороны искорового промежутка, трансформатор тока и трансформатор напр жени , а точка соединени двух ревисторов второй цепи через третий резистор и размыкающий контакт коммутационного ап 34 парата подсоединена к точке соединени искрового промежутка и дроссел первой цепи . Применением указанногх) устройства решаетс задача повышени эффективности ограничени внутренних перенапр жений, сохранени быстродействи при ограничении однофазных токов короткого замыкани и исключени независимого источника посто нного тока. Педостатками прототипа вл ютс : недостаточна эффективность шунтировки одного из сопротивлений второй ветви нелинейным ферромагнитным элементом при быстро мен ющихс режимах в сет х, в результате чего снижаетс напр жение на дуговом сопротивлении указанной ветви , питающее выпр мительное устройство , с соответствующим уменьшением выпр мленного тока на обмотке управлени , в режиме совместного включени контактов обеих зазек-ш юших цепей точки в последних могут быть соизмеримы по величине, чем исключаетс возможностьсвоевременного отключени контактов второй цепи от реле трансфоматора тока или напр жени указашюй цепи; пробой искрового промежутка первой цепи в нейтрали силового трансформатора при минимальной величине сопротивлени насыщающегос дроссел приводит к опасным динамическим воздействи м в нейтрали силового трансформатора; (-едостаточна по времени эффективность увеличешш сопротивлени насыщающегос дроссел до момента отключени линейных выключателей при возникновении токов короткого замыкани больших величин в результате воздействи опасных величин перенапр жений , в переходных режимах насыщени дроссел возможно возникновение резонансных по напр жению или току и феррорезонансных перенапр жений onaoibix величин дл изол ции электротехнического оборудовани ; одновременное отключение контактов устройства.в момент возникновени опасных токов короткого замыкани в первой ветви при насыщенном дросселе исключает его работу в функциональной зависимости от величин указанных токов. Целью изобретени вл етс повышение эффектривности ограничени внутренних перенапр жений и токов короткого замыкани , полное исключение динамических воздействий в нейтрали силового трансформатора , устранение- веро тности возникновени перенапр жени опасных величин в переходных режимах насышени дроссел и сохранение быстродей1СТИЯ без независимого источника посто нного тока. Поставленна цель достигаетс благодар тому, что устройство дл заземлени нейтрали трансформатора в электрических сет х, содержащее две за земленные ветви, в каждой из которых установлены трансформаторы тока, основ ные трансформаторы напр жени и искр вые промежутки, щунтированные основными , первым и вторым коммутационными аппаратами, блоки-контакты каждого из которых св заны с контактами реле трансформатора тока соответствующей ветви, а блоки-контакты первого основного коммутационного аппарата первой ветви св заны с блока ми-контактами рел напр жени соответствующей ветви, при этом последовательно с искровым проме жутком первой ветви подсоединены после довательно соединенные основные резисторы , один из которых щунтирован дросселем , причем основной трансформатор напр жени первой ветви подсоединен к точке соединени разр дника и основного резистора, во вторую ветвь последовательно включен дроссель насыщени об мотка управлени которого через третий основной коммутационный аппаратподсоединена к двум выводам источника посто (Янного тока, два Других вывода которого св заны с двум выводами второго рези стора первой ветви, а незаземленный вывод дроссел насыщени св зан с точкой соединени резисторов первой ветви и в этой цепи установлен четвертый основной коммутационный ешпарат, снабжено дополнительными резисторами, дополнительными коммутационными аппаратам и дополнительными трансформаторами напр жени , причем .первый и второй доп нительные резисторы включены последовательно во вторую ветвь, между точкой их соединени включен основной трансформатор и один из выводов основного .коммутационного аппарата, параллельно дополнительному резистору включен первый дополнительный коммутационный аппарат , блоки-контакты которого подключены К блокам-контактам реле дополнительного трансформатора напр жени второй ветви, второй дополнительный коммутационный аппарат подсоединен одним выводом к дополнительно введенному переключающему элементу дроссел насьш;ени , а второй вывод которого подсоединен к выводу четвертого оснсв ,ного коммутационного аппарата, присо- единенному к дросселю насыщени , блоки-контакты которого подсоединены к блоку-контакту реле основного трансформатора напр жени второй ветви, ко втоpoKfy выводу четвертого основиого коммутационногоалпарата подсоединен вывод третьего дополнительного резистора, второй вывод которого подключен к точке соединени основных резисторов первой ветвк, причем третий дополнительный резистор щунтирован третьим дополнительным коммутационным аппаратом, блоки-контакты которого св заны с блоками-контактами рэле напр жени основного трансформатора напр жени второй ветви, четвертый дополнительный резистор включен между выводом источника посто нного тока и точкой соединени основных резисторов первой ветви, причем четвертый дополнительный резистор щунтирован четвертым дополнительным коммутационным аппаратом, блоки-контакты которого подсоединены к блокам-контактам реле дополнительного трансформатора напр жени первой ветви подключен между точкой соединени основных резисторов, второй дополнительный трансформатор напр жени включен между точкой соединени основ-. ных резисторов, второй дополнительный трансформатор напр жени включен между точкой соединени второго доплнительного резистора и дроссел насыщени , причем блоки-контакты его реле подсоединены к блокам-контактам третьего и четвертого коммутационных аппаратов. На чертеже показано принципиальна электрическа схема предлагаемого устройства . Оно содержит трансформатор 1 с заземленной нейтралью, искровой промежуток 2 первой ветви, резисторы 3 и 4, установленные в первой заземленной ветви, трансформатор 5 тока с реле первой ветви , коммутационный аппарат 6,щунтирующий искровой промежуток, дроссель 7, щунтирующий резистор 3, искровой промежуток S второй ветви, дроссель 9 насыщени , трансформатор Ю тока с реле второй ветви, коммутационный аппарат 11 шунтирующий искровой промежуток второй ветви, третий дополнительный резистор 12 в цепи, соедин ющей первую и вторую ветви, коммутационный аппарат 13 в той же цепи, источник 14 посто нного тока, обмотку 15 управлени дроссе-л насыщени , коммутационный аппарат 16, св занный с обмоткой управлени дроссел насыщени , основные трансфор .77 маторы 17 и 18 напр жеин с реле, до i полнительный трансформатор 19 напр жени с реле первой ветви, четвертый допо нительный коммутационный аппарат 20, четвертый дополнительный резистор 21, дополнительный трансформатор 22 напр жени второй ветви, третий дополнительный коммутационный аппарат 23, второй дополнительный коммутационный аппарат 24, переключающий элемент 25 дроссел насыщени , первый дополнительный реанстор 26, первый дополнительный коммутационный аппарат 27 и второй дополнительный резистор 28. . К нейтрали т ансформатора 1 через исвровой про межуток 2 подключен ветвь; из порледовательнс соединенных резисторов 3 и 4, другой конец этой ветви заземлен чьрез трансформатор 5 тока. Параллельно искровому промежутку 2 включен коммутационный аппарат fe, блоки-контакты которого св заны с блоками-контактами трансформатора 17 напр жени и трансформатора 5 тока. Параллельно резистору 3 подключен нолинейный ферромагнитный элемент, в частности Насыщающийс дроссель 7. Через искровый промежуток 8 к нейтрали трансформатора 1 подключена ветвь из последовательно соединенных резисторов 26 и 28 и насыщающегос дроссел 9, другой конец этой ветви заземлен через трансформатор 10 тока. Параллельно искровому промежутку 8 и резистору 26 включен коммутационн аппарат 11, блоКи-контакть которого св заны с блоками-контактами реле тран сформатора 10 тока, а резистор 28 шунтируетс коммутационным аппаратом 27, блоки-контакты которого св заны с блоками-контактами реле трансформатора 22 напр жени . Между резисторами 3 и 4 второй ветви, а также резистором 2 и рабочей обмоткой насыщающегос дрос сел включена промежуточна ветвь, состо ща из последовательно соединенных резистора 12 и коммутационного аппарат 13, блоки-контакты которого св заны с блоками-контактами реле трансформатора 2 напр жени , а резистор 12 шунтируетс коммутацио1шым аппаратом 23, блокиконтактыкоторогх соединены с блокамиконтактами реле трансформатора 18 напр жени . Параллельно резистору 4 через резис тор 21, щунтируемый коммутационным аппаратом 20, блоки-контакты которого подсоединены к блокам-контактам реле трансформатора 19 напр жени , подключ 38 источник 14 посто нного тока, питающий посто нным током цепь обмотки управлени через блоки-контакты коммутационного аппарата 16, св занные с блоками-контактами реле трансформатора 22напр жени . Электрическое соединение переключающего элемента 25 рабочей обмотки насыщающегос дроссел 9 промежуточной ветвью осуществл етс через блокиконтакты коммутационного аппарата 24, св занные с блоками-контактами реле трансформатора 18 напр жени . Между искровым промежутком 2 и резистором 3, резисторами 26 и 28, 3 и 4.резистором 28 и рабочей обмоткой насыщегос дроссел 9 подключены соответственно трансформаторы 17, 18, 19 и 22. При нормальном режиме рабопл к сет х силового трансформатора 1 изолирована в св зи с тем, что контакты коммутационных аппаратов 6 и 11 разомкнуты. Контакты коммутацису1ных аппаратов 16 и 27 наход тс во включенном состо нии, а контакты коммутационных аппаратов 20, 23к 24 отключены. При возникновении в нейтрали внутренних перенапр жений по)шженных величин искоровой промежуток 2 пробиваетс и нейтраль силового трансформатора 1 заземл етс через резисторы 3 и 4, а также трансформатор 5 тока. Происходит ограничение внутренних перенапр жений по величине и снижение веро тности их развити Во времени. Выбор величины пробивного напр жени .искрового промежутка 2 осуществл етс в зависимости от статической оценки усредненых потоков перенапр жений дл разных групп подстанций применительно к конкретным .сет м соответсвующего напр жени . При воздействии/внутренних перенапр жений выще минимально выбранной величины происходит включение контактов от реле трансформатора 17 напр жени и шунтировка искрового промежутка 2, В случае пробо искрового промежутка 2 при воздействии внутренних перенапр жений ниже минимально выбранной величины , но при возникновении повышенных токов в нейтрали силового трансформатора происходит включение коммутационного аппарата 6 от реле танс(|юрматора 5 тока, при этом напр жение, возникающее на резисторе 4, прикладываетс к источнику 14 посто нного тока, и по обмотке 15 управлени при р.ключенных контактах коммутационного аппарата 16 97 начинает протекать выпр мленный ток, что приводит к началу 1фоцесса уменьшени шздуктивного сопротивлени рабоче обмотки дроссел 9 насыщени и обеспечению предварительного снижени сопротивлени насыщающегос дроссел до возникновени .необходимости его вклю-чени в нейтраль силового трансформатор дл ограничени внутренних перенапр жен опасной величины. Снижение напр жени на резисторе 3 специально подобранными насыщающимс дросселем 7 способствует поддержанию напр жени на резисторе 4 несмотр на щунтировку последнего выпр мленным током обмотки 15 управлени и исключает веро тность снижени насыщени дроссел ниже требуемой величины. Такое рещение исключает необходимость в посто нном подпитывании обмотк 15 управлени от посто нного источника посто нного тока и в дополнительной обмотке управлени . При снижении воздействующих внутре них перенаприжен-1й и токов в нейтрали С шового трансформатора 1 ниже минима но выбранных Беличий контакты размыкаютс и устройство полностью возвращаетс в первоначальное положение. Ток через активный резистор 12 и еще но снижепное индуктивное сопротивление рабочей обмотки дроссел 9 насыщени весьма незначительно по сравнению с током через резисторы 3 и 4, поэтому существенного вли ни в работе устройства не оказывает. При неустойчивых переходных поцесса в сет х, особенно в предаварийный пери .од, возникают кратковременные снижени величины перенапр жений при малом сопровождающем токе, эффективность щунтировки резистора 3 нелинейным фер ромагнитным, элементом снижаетс и напр жение на резисторе 4 не соответствует по величине требовани дл обеспечени необходимого выпр мленного ток .. на обмотке 15 управлени . Поэтому при снижении напр жени на резисторе 4 iiiDKe допускаемой величи включаютс контакты коммутационного аппарата 20 от реле трансформатора 19 напр жени , шунтиру специально подобранный по величине резистор 21, чем обеспечиваетс необходима величина выпр мленного тока на обмотке 15 упра лени . При возрастании напр жени на резисторе 4 до соответствующей величины контакты KOViMyTamtoHHoro аппарата 2О тключаютс от реле трансформатора 19 апр жени , обеспечива вновь необхоимый ток питани источника 14 питани . В случав повыщени внутренних перонапр жений выше допустимой величины же при включенных контактах коммутационного аппарата 6 напр жени в нейтрали силового трансформатора 1 уваличаетс и повьЕцаетс эффективность шунтировки резистора 3 насыщающим дросселем 7, что в комплексе приводит к сохранению или при необходимости увеличению тока через резистор 4, а следовательно, и к увеличению напр жени питани источника 14 посто нного тока с последующим увеличением тока в обмотке 15 упраншони и более интенсивным снижени м сопротнвле1ШЯ рабочей обмотки насыщающегос дроссед , а это в свою очередь приводит к увеличению тока, протекающегос через резистор 12 и росту величины напр жени на искровом промежутке 8. Кроме того, подбор величины резистора 12 в зависимости от электрических параметорв всего устройства способствует регулировке тока в обмотке 15 управлени в зависимости от снижени сопротивлени в рабочей обмотке дроссел 9. По достижении внутренними перенапр жени ми или токами в нейтрали силовоготрансформатора опасных величин суммарное напр жение на резисторах 3 и 12 достигает пробивной величины искрового промежутка 8, который, пробивщись, замыкаетс контактами коммутационного аппарата 11 в результате срабатывани реле ,от трансформатора 10 тока. Кратковременно е нахождение контактов коммутационных аппаратов 6 и 13 в одновременно замкнутом состо нии способствует эффективному снижению внутренних перенапр жений опасной величины в нейтрали силового трансформатсра 1 в начальный момент .их воздействи в св зи с сохранением необходимого напр жени на источнике 14 в результате щунтировки насыщающимс дросселем 7 не только резистора 3, но и параллельно подключенного резистора 12. Далее эффективна шунтировка второй ветви сниженным сопротивлением рабочей обмотки дроссел 9 приводит к размыканию контактов коммутационного аппарата 6 в св зи со снижением в указанной ветви напр жени и тока ниже номинально- допустимых величин с одновременным исчезновением эффекта шунТ1ФОВКИ резистора 12 насыщающимс дросселем 7. 117 CttHaiKO Б режиме совместного включе ни контактов коммутационных аппаратов .6 и 11 обеих заземл ющих цепей при включенной через контакты коммутацион ного аппарата 13 промежуточной цепи с резистором 12 токи, фиксируемые трансформаторами 5 и 10 тока, могут быть соизмеримы по величине, чем исключаетс возможность современного отключени контактов коммутационного. ап парата 6 от реле трансформатора 5 тока или трансформатора 17 напр жени . Поэтому при повышении напр жени н насыщающемс дросселе 9 выще регламе тированной величины включаютс контакты коммутационного аппарата 23 от реле трансформатора 22 напр жении- и резисTc ia 12 шунтируетс , а в случае необходимости включаютс контакты коммутацион ного аппарата 24 от реле указанного трансфо матора 22 напр жени мгн&венно или через определенную выдержку времени. Этим обеспечиваетс необходимое снижение во второй ветви напр жени и тока ниже минимально допустимых величин и надежное отключение контактов коммутационного аппарата 6. Далее в процессе увеличени сопротив лени рабочей обмотки 9 с целью ограничени тока короткого замыкани до отключени линейного выключател резистор 12, подключенный последовательно с резистором 4, ограничивает ток, а следовательно , и .напр жение подпитки источника 14 питани , до Минимальной величины , исключающий работу защит второй ветви по включению контактов коммутационного аппарата 6, и не допускает возникновение эффективной величины тока в обмотке 15 управлени . При снижении тока в рабочей обмотке 9 насыщающегос дроссел ниже номинально допустимой величины отключаютс контакты коммутационного аппарата 11 от реле трансформатора ip тока и устройство воовращаетс в первоначальное положение. Однако в результате воздейтсви внутренних перенапр жений: опасной величины возможны последующие повреждени изол ции электротехнического оборудовани и линий электропередач с возникновением однофазных токов короткого замыкани еще при включенных контактах коммутационного аппарата 11. Дл исключени воздействи ударного тока в нейтрали силового трансфор тора 1, протекающего при пробое искрового щэомежутка 8 по первой цепи, шунти312 рующей вторую и промежуточную цепис резисторами 3, 4 и 12, в результате малой величины сопротивлени насыщенного дроссел 9, последовательно. с искровым промежутком 8 подключен резистор 26, который до замыкани контактов коммутац.ирнного -аппарата 11 полностью исключает динамические воздействи на электротехническое оборудование . После замыкани контактов коммутационного аппарата 11 больша величина тока однофазного короткого замыканл,-: в нейтрали силового трансформатора 1 проходит через И1щуктивное сопротивление рабочей обмотки дроссел 9, хот и предварительно насыщенного дроссел , однако вызывает срабатывание реле от трансформатора 18 напр жений с последующим отключением контактов коммутационного аппарата 16 автомата гашени пол в цепи обмотки 15 управлени и контактов коммутационного аппарата 13 в цепи последовательно соеднненных резисторов 4 и 12. о Далее происходит срабатывание реле от трансформатора 1О тока и контакты коммутационного аппарата 11 отключаютс с последующим включением контактов коммутационных аппаратов . 16 и 13 при срабатывании реле от трасфор матора 22 напр жени . Устройство возвращаетс в первоначальное положение. При возникновении токов короткого замыкани больших величин в результате предварительных воздействий опасных перенапр жений эффективности увеличени сопротивлени насыщающегос дроссел 9 до момента отключени линейных выключателей может быть недостаточной по времен: и св зи с ранее включенными контактами коммутационного алпарата 23, шунтирующими резистор 12 промежуточной ветви и привод щим к увеличению напр жени на резисторе 4 и росту выпр мленного тока, на бомотке 15 урпавлени . -Отключение ко1ггактов коммутационного аппарата 27 от реле трансформатора 22 напр жени с последующим введением в первую цепь резистора 28 обеспечивает снижение величины токов короткого замыкани , Как показали исследовани переходного , процесса практически беаинерционно индуктивное сопротивление рабочей обмотки 9 насыщающегос дроссел многократно возрастает,, что обусловливаот соотвотствуюшео эффективное ограничение величины тока однофазного короткого замыкани до его отключени линейным выключателем.The invention relates to electrical engineering, more precisely to devices for the protection of the insulation of debris. power transformer ditch. Devices for protection against the overvoltage of the insulation of the y-neutral windings of power transformers 11О-22 are known. In power systems, for this purpose, grounding is not usually applied to a switch-over discharge. The arrester is selected for the voltage level of the nominal voltage. However, when the 11th overvoltages are possible in operation, the neutral armature triggers and the transformer's neutral turns out to be deafly grounded, and a significant magnitude that flows through the arrays accompanying the single-phase current circuit causes excessive overheating and destruction of the armature. . A device for protection of a transformer neutral is known, which contains a saturation choke, which is provided with an additional biasing wiring connected to a constant power source through the relay contacts, the winding of which is connected to the bias winding circuit 11. This device allows reducing the amount of switching overvoltages on the transformer windings. The disadvantages of this device are the significant inertia of the device operation, due to the relatively large constant time when the control winding is turned on, the increased value of the single-phase short circuit to earth, as in the throttle saturation mode the neutral of the transformer turns out to be almost deafly grounded. It is also known a device for earthing a transformer neutral, which in electric networks contains two grounded branches, in one of which a choke with a switching winding and a control winding connected to a source of direct current through a disconnecting device (shunt) and transformer. current, and in the other branch is included spark gap. The use of this device solves the problem of switching overvoltages on the neutral of power transformers while at the same time improving speed and effective current termination With a single-phase short to ground. The disadvantages of this device are that the spark gap of the device does not provide protection against overvoltages of lower values, leading to premature destruction of the insulation materials; The pre-saturated choke does not limit the single-phase short-circuit current and the magnitude of the dynamic effects on the electrical equipment due to the low inductive resistance of the operating winding. In transient saturation of throttles, ferro-resonance effects are possible with two-phase short-circuits; preliminary saturation of throttles before the onset of overvoltages of a dangerous magnitude leads to the need for an independent DC source. According to the principle of operation and design, the device closest to the claimed solution is a device for grounding a transformer neutral in electric networks, which contains two grounded branches, the first of which is connected through a spark gap shunted by a switching device, a saturable choke, the working winding of which is included in series with the spark gap, and, the control winding is connected to the DC source via the break contact of the switching device, the transformer current and voltage transformer, the second is connected through a spark gap shunted by a switching device, two resistances, a non-linear ferromagnetic element connected in parallel to the first resistance from the spark-gap side, a current transformer and a voltage transformer, and the connection point of two revistors of the second circuit through The third resistor and the break contact of the switching device 34 is connected to the connection point of the spark gap and the throttle of the first circuit. The use of these devices solves the problem of increasing the efficiency of limiting internal overvoltages, maintaining speed while limiting single-phase short-circuit currents and eliminating an independent DC source. The prototype's shortcomings are: insufficient efficiency of shunting one of the resistances of the second branch by a nonlinear ferromagnetic element under rapidly changing modes in networks, as a result of which the voltage across the arc resistance of the specified branch, supplying the rectifier device, decreases with a corresponding decrease in the rectified current on the winding control, in the mode of joint inclusion of the contacts of both of the closed-loop circuits, the points in the latter can be commensurate in magnitude, which precludes the possibility of timely disconnecting the contacts of the second relay circuit from transfomers current or voltage ukazashyuy chain; the breakdown of the spark gap of the first circuit in the neutral of the power transformer with the minimum resistance value of the saturable droplet leads to dangerous dynamic effects in the neutral of the power transformer; (- the effectiveness of the increase in the resistance of the saturating droplet is sufficient in time until the disconnecting of the linear switches in case of occurrence of short-circuit currents of large quantities as a result of exposure to dangerous values of overvoltages; isolation of electrical equipment; simultaneous disconnection of device contacts. at the moment of occurrence of dangerous short circuit currents in the first branch with a saturated choke, it excludes its operation in a functional dependence on the values of the indicated currents. The aim of the invention is to improve the effect of limiting internal overvoltages and short-circuit currents, completely eliminating dynamic effects in the neutral of a power transformer, eliminating the likelihood of overvoltage of hazardous quantities in transient conditions of increasing throttle and maintaining fast performance without an independent source of direct current. This goal is achieved due to the fact that a device for earthing a transformer neutral in electric networks, containing two for the earth branches, in each of which current transformers, main voltage transformers and sparking gaps, connected by main, first and second switching devices, are installed, the contact blocks of each of which are connected to the contacts of the current transformer relay of the corresponding branch, and the contact blocks of the first main switching device of the first branch are connected to the mi-ko unit the relays of the voltage of the corresponding branch, in series with the spark gap of the first branch, are connected successively connected main resistors, one of which is shunted by a choke, the main transformer of the voltage of the first branch connected to the junction point of the arrester and the main resistor, and in the second branch the saturation throttle of the control winding of which is connected through the third main switching device to the two terminals of the constant source (Yann current, two Other Which is connected with two pins of the second resistor of the first branch, and the ungrounded output of saturation throttles is connected with the connection point of the resistors of the first branch and the fourth main switching equipment is installed in this circuit, equipped with additional resistors, additional switching devices and additional voltage transformers . The first and second additional resistors are connected in series to the second branch, between the point of their connection the main transformer and one of the main terminals are connected. switching device, parallel to the auxiliary resistor, the first additional switching device is connected, the block contacts of which are connected To the contact blocks of the relay of the additional voltage transformer of the second branch, the second additional switching device is connected by one output to the additionally inserted switch element of the throttle; connected to the output of the fourth power supply, the switching unit connected to the saturation throttle, the contact blocks of which oh connected to the contact block of the main voltage transformer of the second branch, to the output of the fourth base switchboard is connected the output of the third additional resistor, the second output of which is connected to the connection point of the main resistors of the first branch, and the third additional resistor is shunted by the third additional switching device, blocking the contacts of which are connected with relays-contacts of the voltage of the main transformer of the voltage of the second branch, the fourth additional A resistor is connected between the DC output and the connection point of the main resistors of the first branch, the fourth additional resistor is shunted by a fourth additional switching device, the contact blocks of which are connected to the contact blocks of the additional voltage transformer of the first branch connected between the connection point of the main resistors, A second additional voltage transformer is connected between the main connection point. A second additional voltage transformer is connected between the connection point of the second additional resistor and saturation throttles, with the contacts of its relay being connected to the contacts of the third and fourth switching devices. The drawing shows the electrical circuit of the device. It contains a transformer 1 with a grounded neutral, a spark gap 2 of the first branch, resistors 3 and 4 installed in the first grounded branch, a current transformer 5 with a relay of the first branch, a switching device 6, a bypass spark gap, a choke 7, a bypass resistor 3, a spark gap S of the second branch, saturation inductor 9, current transformer U with the relay of the second branch, switching device 11 shunt the spark gap of the second branch, the third additional resistor 12 in the circuit connecting the first and second branches, switching unit 13 in the same chain, the source 14, the DC control winding 15 of the choke saturation, the switching device 16 associated with the control winding of the choke saturation main Transfrm. 77 matora 17 and 18 voltage with relay, up to additional transformer 19 for voltage with relay of first branch, fourth additional switching device 20, fourth additional resistor 21, additional transformer 22 of voltage of second branch, third additional switching device 23, second additional the switching device 24, the switching element 25 saturation drossel, the first additional reanstor 26, the first additional switching device 27 and the second additional resistor 28. . A branch is connected to the neutral point of anformator 1 through the izvrovoy interval between two; From the connected resistors 3 and 4, the other end of this branch is grounded to the current transformer 5. Parallel to the spark gap 2, the switching device fe is turned on, the contact blocks of which are connected to the contact blocks of the voltage transformer 17 and the current transformer 5. Parallel to the resistor 3, a linear ferromagnetic element is connected, in particular the Saturated choke 7. Through the spark gap 8 to the neutral of the transformer 1, a branch of series-connected resistors 26 and 28 and a saturable droplet 9 is connected, the other end of this branch is grounded through the current transformer 10. Parallel to the spark gap 8 and the resistor 26, the switching device 11 is turned on, the block-contact of which is connected to the contact blocks of the relay of the current transformer 10, and the resistor 28 is bridged by the switching device 27 whose block contacts are connected to the contact blocks of the relay of the transformer 22 wives Between the resistors 3 and 4 of the second branch, as well as the resistor 2 and the working winding of the saturating throttle, an intermediate branch is included, consisting of series-connected resistor 12 and switching device 13, the contact blocks of which are connected to the contact blocks of the relay of the voltage transformer 2 and the resistor 12 is shunted by the switching device 23, the contacting motor blocks are connected to the contact terminals of the voltage transformer 18 relay. Parallel to the resistor 4 through the resistor 21, shunt by the switching device 20, the contact blocks of which are connected to the contact blocks of the relay of the voltage transformer 19, connect 38 a direct current source 14 that supplies a direct current to the control winding through the contacts contacts of the switching device 16 associated with the contact blocks of the relay transformer 22napr. The electrical connection of the switching element 25 of the working winding of the saturating throttle 9 by the intermediate branch is carried out through the switch contacts of the switching device 24 connected to the contact blocks of the relay of the voltage transformer 18. Between the spark gap 2 and the resistor 3, the resistors 26 and 28, 3 and 4. transformer 17, 18, 19 and 22, respectively, are connected by a resistor 28 and a working winding of saturation droplets 9, respectively. In the normal mode, the operation of the networks of the power transformer 1 is isolated due to the fact that the contacts of the switching devices 6 and 11 are open. The contacts of switching devices 16 and 27 are in the on state, and the contacts of switching devices 20, 23k 24 are disconnected. When an internal overvoltage occurs in the neutral values of the sparking gap 2, the neutral of the power transformer 1 is punched and grounded through the resistors 3 and 4, as well as the current transformer 5. Internal overvoltages are limited in magnitude and the probability of their development decreases over time. Selection of the breakdown voltage. Spark gap 2 is performed depending on the static estimate of the average overvoltage fluxes for different groups of substations as applied to specific ones. sets of the corresponding voltage. When exposed / internal overvoltages above the minimum selected value, the contacts from the transformer 17 voltage relay are switched on and the spark gap 2 shunts. In the case of a spark gap 2 when exposed to internal overvoltages below the minimum selected value, but when high currents occur in the neutral of the power transformer the switching device 6 is switched on by the relay tans (| jrmator 5 current, while the voltage arising on the resistor 4 is applied to the source 14 constant Nogo current through the coil 15 and the control at p. The switched-on contacts of the switching device 16- 97 start flowing rectified current, which leads to the beginning of the 1st process of decreasing the destructive resistance of the working winding of saturation throttles 9 and ensuring a preliminary decrease in the resistance of the saturating throttling to occurrence. the need for its inclusion in the neutral power transformer to limit the internal overvoltage of a dangerous quantity. Reducing the voltage on resistor 3 with a specially selected saturable choke 7 helps maintain voltage on resistor 4 despite shunting the latter with rectified control winding 15 and eliminates the likelihood of droplet saturation lower than the required value. Such a solution eliminates the need for constant energization of the control winding 15 from a direct current source and an additional control winding. By reducing the internal overvoltage-1 and currents in the neutral From the seam transformer 1 below the minimally selected squirrel contacts are opened and the device returns completely to its original position. The current through the active resistor 12 and yet the reduced inductive resistance of the working winding of the throttle 9 saturation is very small compared to the current through the resistors 3 and 4, therefore, it does not significantly affect the operation of the device. With unstable transient processes in networks, especially in the pre-emergency period. However, short-term reductions in overvoltage occur with a small accompanying current, the bypass efficiency of resistor 3 is nonlinear ferromagnetic, the element decreases, and the voltage across resistor 4 does not meet the requirements to provide the necessary rectified current. . on the winding 15 control. Therefore, when the voltage on the iiiDKe resistor 4 permissible value is reduced, the contacts of the switching device 20 are connected to the relay of the voltage transformer 19, the shunt resistor 21 is specially selected, which provides the necessary amount of rectified current on the control winding 15. As the voltage across the resistor 4 rises to the corresponding value, the KOViMyTamtoHHoro contacts of the 2O device are disconnected from the transformer relay on April 19, providing the newly required supply current of the power supply 14. If the internal voltage is higher than the permissible value when the contacts of the switching device 6 are turned on, the voltage in the neutral of the power transformer 1 decreases and the shunting efficiency of the resistor 3 increases by saturating the throttle 7, which in the complex leads to maintaining or, if necessary, increasing the current through the resistor 4, consequently, an increase in the voltage of the power supply of the direct current source 14 with a subsequent increase in the current in the winding 15 of the energies and a more intensive reduction in the resistance drossed whose winding saturable, and this in turn leads to an increase in current through resistor 12 protekayuschegos and increase the amount of voltage on the spark gap 8. In addition, the selection of the value of the resistor 12 depending on the electrical parameters of the entire device contributes to adjusting the current in the control winding 15 depending on the decrease in resistance in the working winding of the throttle 9. Upon reaching overvoltages or currents in the neutral of the power transformer of hazardous quantities, the total voltage across the resistors 3 and 12 reaches the breakdown value of the spark gap 8, which penetrates through the contacts of the switching device 11 as a result of the relay operating from the current transformer 10. Briefly, finding the contacts of switching devices 6 and 13 in a simultaneously closed state helps to effectively reduce the internal overvoltages of a dangerous magnitude in the neutral of the power transformer 1 at the initial moment. their action in connection with maintaining the required voltage on the source 14 as a result of bypassing the saturable choke 7 not only of the resistor 3, but also in parallel with the connected resistor 12. Further, the shunting of the second branch by the reduced resistance of the working winding of the chokes 9 causes the contacts of the switching device 6 to open in connection with a decrease in the voltage and current below the nominal permissible values in the specified branch with the simultaneous disappearance of the effect of shunt1 of the resistor 12 by saturating throttle 7. 117 CttHaiKO B joint switching on mode of switching devices. 6 and 11 of both grounding circuits, with the intermediate circuit connected through the contacts of the switching device 13 with a resistor of 12 currents, detected by the current transformers 5 and 10, can be commensurate in magnitude, which eliminates the possibility of modern switching contact disconnection. Para 6 from a relay of a current transformer 5 or a voltage transformer 17. Therefore, when the voltage rises on a saturable choke 9 of a higher value, the contacts of the switching device 23 from the relay of the transformer 22 of the voltage and resistor ia 12 are bypassed, and if necessary the contacts of the switching device 24 from the relay of the specified voltage converter 22 are switched on. ; venno or after a certain time delay. This provides the necessary reduction in the second voltage and current branch below the minimum allowable values and reliable disconnection of the contacts of the switching device 6. Further, in the process of increasing the resistance of the working winding 9 in order to limit the short circuit current, before the linear switch is turned off, a resistor 12 connected in series with the resistor 4 limits the current and, consequently, and. supply voltage of power supply source 14, up to the Minimum value, which excludes the operation of the protection of the second branch to turn on the contacts of the switching device 6, and prevents the occurrence of an effective current value in the control winding 15. When the current in the working winding 9 of the saturating throttle decreases below the nominal permissible value, the contacts of the switching device 11 are disconnected from the relay of the current transformer ip and the device rotates into its original position. However, as a result of the effect of internal overvoltages: a dangerous quantity, subsequent damage to the insulation of electrical equipment and power lines with the occurrence of single-phase short-circuit currents even with the switching device contacts 11, is possible. To eliminate the impact of shock current in the neutral of the power transformer 1, which occurs during the breakdown of the spark gap 8 through the first circuit, shunt the second and intermediate circuits with resistors 3, 4 and 12, as a result of the small value of the resistance of saturated droplets 9, successively. with a spark gap 8, a resistor 26 is connected, which prior to contact closure of the switch. Irn-device 11 completely eliminates the dynamic effects on electrical equipment. After the contacts of the switching device 11 are closed, a large single-phase short circuit current, -: in the neutral of the power transformer 1, passes through the protective resistance of the working winding of the chokes 9, although the previously saturated droselsel, however, triggers the relay from the voltage transformer 18 and then disconnects the switching device contacts 16 automatic field quenching in the circuit of the control winding 15 and the contacts of the switching device 13 in the series of series-connected resistors 4 and 12. Next, the relay is activated by the current transformer 1O and the contacts of the switching device 11 are turned off with the subsequent switching on of the contacts of the switching devices. 16 and 13 when the relay from the transformer 22 voltage is triggered. The device returns to its original position. When high-value short-circuit currents occur as a result of the preliminary effects of dangerous overvoltages of increasing the resistance of the saturating droplet 9 until the disconnecting of the linear switches may not be sufficient in time: and the connection with the previously switched contacts of the switching device 23, bypassing the intermediate branch resistor 12 and causing an increase in the voltage on the resistor 4 and an increase in the rectified current, on the bomb 15 times a voltage. - Switching off the coil of the switching device 27 from the voltage relay of the transformer 22 followed by the introduction of resistor 28 into the first circuit reduces the magnitude of the short-circuit currents, as shown by transient studies, the process is almost beanatrically inductive resistance of the working winding 9 of the saturable droplets increases many times due to the fact that limiting the value of a single-phase short-circuit current before it is turned off by a linear switch.

В переходных режимах насыщени дроссел возможно возникновение резонансных по напр жению или току и фёр рорезонансных перенапр жений опасных величин.In transient saturation modes of drossels, the occurrence of resonant voltage or current and ferroresonance overvoltages of dangerous quantities is possible.

Режи мы последовательного соединени резисторов 3, 12 или 28, и параллельного соединени резисторов 4 и 12 по отношению к насыщающемус дросселю 9 полностью исключает веро тность возникновени резонансных перенапр жени , и наличие переключающего элемента 25 обеспечивает мгновенное снижение сопротивлени насыщающегос дроссел 9 до установле1-шой величины после включе ни контактов коммутационного аппарата 24 от реле трансформатора 18 напр жени , чем обеспечиваетс ограничение феррорезонансных перенапр жений до безопасных велнчш.Regimes of series connection of resistors 3, 12 or 28, and parallel connection of resistors 4 and 12 with respect to saturating choke 9 completely exclude the likelihood of resonant overvoltage, and the presence of switching element 25 provides an instantaneous decrease in resistance of saturable throttle 9 to a set value after switching on the contacts of the switching device 24 from the relay of the voltage transformer 18, this ensures the limitation of ferroresonant overvoltages to safe values.

Одновременное отключение контактов коммутационных аппаратов 6, 13 и 16 в момент вознпкнове1ш токов короткого замыкани больших величин в насыщенном дросселе 9 исключает их работу в функциональной зависимости от величины указанных токов.Simultaneous disconnection of the contacts of switching devices 6, 13 and 16 at the time of the emergence of short circuit currents of large quantities in a saturated choke 9 prevents their operation in a functional manner depending on the magnitude of the indicated currents.

Но наличие контактов коммутационного аппарата 20, шунтирующих резистор 21 в случае необходимости и увеличени тока питани источника 14, шунтирована контактами коммутационного аппарата 23 резистора 12 и в случае необходимости замыкание контактов коммутационного аппарата 24 с целью мгновенного .снижени величины сопротивлени насыщающегос дроссел 9 с помощью переключающего элемента 25, а также отключение контактов коммутационного аппарата 27 дл введени сопротивлени полностью обеспечивает работу устройства в функциональной зависимости от режима работы сети в части перенапр жений и токов короткого замыкани .But the presence of the contacts of the switching device 20, shunting the resistor 21 if necessary and increasing the supply current of the source 14, is bridged by the contacts of the switching device 23 of the resistor 12 and, if necessary, closing the contacts of the switching device 24 to instantly decrease the resistance of the saturated throttle 9 using the switching element 25, as well as the disconnection of the contacts of the switching device 27 for the introduction of resistance, fully ensures the operation of the device in a functional manner. awn from the network operation mode in terms of overvoltages and short-circuit currents.

Технико-экономическа эффективность изобретени определ етс тем, что его использованнб в сет х любого класса напр жени , независимо от режима заземлени нейтрали существенно повыщает надежность работыэлектротехнического оборудовани в энергетике.The technical and economic efficiency of the invention is determined by the fact that it is used in networks of any voltage class, regardless of the neutral grounding mode, significantly increases the reliability of electrical equipment in the power industry.

В системах с изолированной нейтраль предлагаемое устройство снижает перенапр жение при возникновени х перемещающейс дуги замыкани на землю, не-In systems with insulated neutral, the proposed device reduces the overvoltage when a moving arc occurs

полнофазных режимах и феррорезонансных влени х с сохранением токов зпмыканн в регламентируемых пределах. В системах с глухим заземлениемfull-phase modes and ferroresonance phenomena with current preserved within regulated limits. In systems with deaf grounding

нейтрали предлагаемое устройство способствует эффективному снижению однофазных токов короткого замыкани , будучи включенным в нейтраль мощных трансформаторов, ограничива повышениеThe proposed device contributes to the effective reduction of single-phase short-circuit currents, being included in the neutral of high-power transformers, limiting the increase

напр жени на изол ции нейтрали до допустимой величины..voltage on the insulation of the neutral to the permissible value ..

Важным преимуществом предлагаемого устройства вл етс комплексное ограничение внутренних перенапр женийAn important advantage of the proposed device is the complex limitation of internal overvoltages.

и токов короткого замыкани при сохранении положительных факторов быстродействи в св зи с предварительным возбуждением дроссел до по влени аварийных режимов.and short-circuit currents while maintaining positive speed factors in connection with the preliminary initiation of throttles before the appearance of emergency modes.

Устройство может быть применено не только в энергосистемах высокого напр жени , но и в различных-электрических аппаратах дл эффективного ограничени ; внутренних перенапр жений и токов однофазного короткого замыкани .The device can be used not only in high voltage power systems, but also in various non-electrical devices for effective limitation; internal overvoltages and single-phase short-circuit currents.

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 478387. Cl. H 02 And 1/04, 1973.

2. Author's svidete.hstvo USSR N9 55O713, class. H O2 II 1 / 1G, 1974.

3. Author's certificate of the USSR in the application for 245О627 / 24-О7, and О2 М 7 / О 07.02.77.

X,