CC BY
28
УДК 621.316.925.1
М. Я. КЛЕЦЕЛЬ П. Н. МАЙШЕВ К.С Л АРОНОВ
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УСТАВОКРЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ НА ГЕРКОНАХ_
Представлены две конструкции измерительных органов релейной защиты для крепления герконов вблизи гибких токопроводов и регулирования индукции их срабатывания. Рассмотрен пример установки МК.
Ресурсосбережение является одним из источников удовлетворения возрастающих потребностей экономики. В технике релейной защиты можно экономить медь и сталь, используя устройства, не нуждающиеся в трансформаторах тока (ТТ), так как один ТТ в электроустановках напряжением 10 кВ содержит 2 кг меди и 10 кг стали, причем с повышением напряжения до 35-110 кВ эти цифры возрастают в 3-9 раз. Разработаны принципы построения таких защит на герконах [ 1,2] и ряд устройств, например [3,4,5]. В них герконы выполняют функции и реагирующего реле и ТТ. Они закрепляются на безопасном расстоянии от шин электроустановки с помощью конструкций, позволяющих регулировать установки защиты. Герконы вместе с конструкцией представляют собой измерительный орган (ИО) защиты. Известные ИО [6,7] предназначены для электроустановок с жесткими токопроводами и не могут использоваться в открытых распределительных устройствах с гибкими токопроводами, так как, во-первых, при расчетах индукции срабатывания геркона считается, что магнитное поле, воздействующее на него, создается током в прямолинейном проводнике, во-вторых, пластины геркона и все паяные соединения проводов оперативного тока не защищены от влияния внешней окружающей среды.
В данной работе предлагаются измерительные органы для электроустановок с гибкими токопроводами, лишенные указанных недостатков, Их отличительной особенностью является то, что участок проводника с током, вблизи которого устанавливается геркон, выпрямляется и жестко фиксируется.
Первый ИО предназначен для установки на трехфазном силовом трансформаторе [8].
На рис. 1а показано крепление ИО на трансформаторе, на рис. 16 и 1в — вид спереди и вид сверху ИО без верхней части корпуса.
ИО содержит: изоляторы 1, крепежные стойки 2, нижнюю 3 и верхнюю 17 части разъемного корпуса, накладную панель 4 с червячными передачами 5, платформы 6 с ре1улировочными шнеками 7, штанги 8 со шкалами 9 и вертикальными червячными передачами 10, крепежные планки 11, пластины 12 с губками 13 для герконов 14, регулировочные винты 15, шестерни 16.
Нижняя часть 3 крепится на крышке трансформатора посредством стоек 2. Проводники фаз, выхо-
дящие с вводов трансформатора, укладываются в отверстия корпуса и прикрепляются к дополнительным изоляторам 1, устанавливаемым на крышке трансформатора. В разъемный корпус помещается геркон 14, который крепится к пластине 12, шарни-рно соединенной с крепежной планкой 11. Регулированием положения пластины 12 осуществляется изменение угла между горизонтальной плоскостью и продольной осью геркона 14. Планки 11 вставляются в пазы штанг 8, прикрепляемых к шестерне 16. Изменением положения планки 11 в пазу штанг 8 регулируется расстояние между токопроводом и герконом 14 в вертикальной плоскости. Шестерни 16 посредством шнеков 7 крепятся к платформам 6, которые вставляются в пазы панели 4 и, перемещаясь в них, изменяют положение геркона 14 влево или вправо относительно токопровода. Угол между продольной осью геркона 14 и токопроводом в горизонтальной плоскости изменяется с помощью шестерни 16 и шнеков 7. Панель 4 крепится к нижней части 3 корпуса.
Изоляторы 1 введены для жесткого закрепления проводов фаз, а стойки 2 — для поддержания корпуса конструкции, пазы в нижней части 3 корпуса и панели 4 — для направления проводов внутри конструкции. Верхняя часть 17 корпуса защищает геркон и остальные части от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Для количественной оценки всех регулировок на соответствующих подвижных частях конструкции нанесены разграничительные шкалы и нулевые отметки.
Второй ИО предназначен для установки на портале.
На рис. 2а приведено схематичное изображение ИО и его крепление на портале. На рис. 26 и 2в приведены виды спереди и сверху устройства регулирования ИО без передней части корпуса.
ИО содержит: штанги 1 со шкалами 2, геркон 3, пластину 4, крепежные планки 6 с хомутами 7, опорные изоляторы 8, устройство 9, состоящее из передней части 10 со шкалой 11 и задней части 12 с пазами 13, отверстиями 14 и крепежными петлями 15, стержнем 16 с резьбой 17 и контргайкой 18, платформу 19 с ползунами 20 и отверстием с внутренней резьбой 21, ручку 22, фиксирующие винты 23, губки 24 для геркона 3, градуировку 25.
Две планки 6 прикрепляются хомутами 7 к опорам портала. На одной крепежной планке 6 крепятся
о о
о
о
о
о:
„ 1-
< чЯ-»'^ Ь ь / / *
-ййейкк^
3 • I- дафзжь* - > -
о о
;0 .0
О о
5 6 7 4 3
в)
Рис. 1. Измерительный орган для установки на трансформаторе: а) крепление к крышке трансформатора; б), в) - виды спереди и сверху ИО без верхней масти корпуса.
опорные изоляторы 8, фиксирующие проводник с током, а на другой на штангах 1 крепится устройство 9 регулирования, содержащее геркон 3. Устройство 9 регулирования состоит из двух частей: передней 10, содержащей шкалу 11, и задней 12, содержащей стержень 16 с резьбой 17 и платформу 19, к которой крепится пластина 4 с герконом 3. Изменение положения геркона 3 в горизонтальной плоскости относительно токопровода осуществляется перемещением платформы 19 по стержню 16 с резьбой 17. Перемещение контролируется по шкале 2 передней части 10 устройства. Изменение расстояния между токопроводом и герконом 3 в вертикальной плоскости достигается перемещением устройства 9 регулирования на штангах 1 со шкалами 2. Угол между горизонтальной плоскостью и продольной осью геркона 3 регулируется положением пластины 4 с градуировкой 25 на платформе 19.
Изоляторы 8 введены для жесткого закрепления проводов фаз между гирляндами изоляторов 26 и 27, что уменьшает погрешности при определении тока срабатывания защиты. Дело в том, что при расчетах считается, что магнитное поле, воздействующее на геРкон, создается током в прямолинейном проводнике во много раз большей длины, чем размер геркона.
Рассмотрим установку геркона на примере второй конструкции для ВЛ 110 кВ. Ток срабатывания защиты 1^= 1,2 кА. Расстояние между токопрово-дами фаз электроустановки равно 3 метрам, а до ближайшего токопровода фазы соседней линии — 6 метрам. Расстояние от токопровода до геркона принимаем 0,9 метра — наименьшее по технике безопасности для этого класса напряжения. Рассмотрим установку устройства под фазой А. Расстояние от токопровода до геркона в горизонтальной плоскости равно 1,44 м, угол между продольной осью геркона и горизонтальной плоскостью — 30°. Устанавливаем устройство 9 регулирования на отметке 0,9 м на шкале 2 штанг 1 (рис. 1 а). Вращая ручку 22 стержня 16 с резьбой 17, устанавливаем платформу 19 на отметке 1,44 м на шкале И передней части 10 устройства 9 (рис. 1а). Устанавливаем пластину 4 с герконом 3 на отметку 30°, (рис. 16).
Вывод
Разработанные ИО на герконах надежно закреплены и защищены от вредного воздействия окружающей среды, позволяют легко регулировать координаты герконов по отношению к гибким токопро-водам, и поэтому могут найти применение в открытых распределительных устройствах.
19
19
13
- ! i - f--;-
j-4.-
Ш
21
" ü |, ( )~u~g
24 3 23
Рис. 2. Измерительный орган для установки на портале: а) крепление к порталу; б), в) - виды спереди и сверху устройства регулирования без передней части корпуса.
Библиографический список
1. Клецель М. Я. О построении на герконах защит высоковольтных установок без трансформаторов тока/ КлецельМ. Я,, Мусин В. В. // Электротехника. - 1987. - № 4. - С. 11 - 13.
2. Клецель М. Я. Принципы построения и модели дифференциальных защит электроустановок на герконах // Электротехника. - 1991. - № 10. - С. 47 - 50.
3. Патент № 4792РК. Устройство для токовой защиты электроустановок от междуфазных коротких замыканий // Клецель М.Я. Официальный бюллетень — Промышленная собственность. — 1997. - №2.
4. Клецель М.Я. Защита силового трансформатора от коротких замыканий на герконах / Клецель М.Я., Майшев П.Н. // «Электромеханика, электротехнологии и электроматериаловеде-нме»: Труды V Межд. конф. — Крым, Алушта, 2003. 4.2 - С. 263.
5. Клецель М. Я. Реле сопротивления на герконах / Клецель М. Я., Жуламанов М. А. // Электротехника. - 2004, - №5. -С. 38 - 44.
6. A.C. № 1086494 СССР. Измерительный орган для токовой защиты // КопыринВ.С., Клецель М.Я, и ШапкеновБ.К. Опубл. 15.04.84.
7. A.C. № 1573498 СССР. Измерительный органдлятоковой защиты // Клецель М.Я., Мусин В.В., Сукач К.П., Метельский А.Н. иШатохин В.М. Опубл. 23.06.90.
8. Предварительный патент № 14791 PK. Устройство для крепления и регулировки токового измерительного органа релейной защиты трехфазного силового трансформатора // Клецель М.Я., Майшев П.Н. и Таронов К.С. Опубл. 16.08.2004.
КЛЕЦЕЛЬ Марк Яковлевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Электрические станции и автоматизация энергосистем». МАИШЕВ Павел Николаевич, аспирант, инженер. ТАРОНОВ Константин Сергеевич, аспирант, инженер.
