32.14. Токоограничивающие устройства трансформаторного типа
Основной элемент ТОУ - трансформатор последовательного выключения. В обмотку НН включено нелинейное сопротивление. При IK и разомкнутой вторичной обмотки магнитопровод трансформатора ненасыщен.
Рис.32.40
В схеме 1 токоограничение производится размыканием вторичной обмотки Т ограничителем ударного тока(ОТ) или другим безиннерционным аппаратом. В схеме 2 - тиристорным коммутатором. В схеме 3 - вторичная обмотка замкнута на емкостное сопротивление. Это позволяет компенсировать падение напряжение в первичной цепи ТОУ. Тиристорный коммутатор позволяет регулировать входное сопротивление ТОУ, а ОТ размыкает вторичную обмотку при КЗ в первичной цепи. В схеме 4 аналогичные назначения имеют конденсаторная батарея и тиристорный коммутатор. Ограничение Iк достигается шунтированием вторичной обмотки.
В схеме 5 во вторичную обмотку включен вторичный трансформатор ТР. Он играет роль регулировочного трансформатора. Реактор L нормально шунтирован выключателем. При КЗ во внешней цепи отключается выключатель В1. Если необходимо, то отключается В2. В схеме 6 трансформатор ТЗ является разделительным. Выключатель В1 нормально включен. При КЗ во внешней цепи В1отключается. Если необходимо, то отключается В2.
Приведены далеко не все схемы трансформаторных ТОУ.
32.15. Токоограничивающие устройства реакторно - вентильного типа.
Рис. 32.41
В схеме 1 часть витков реактора нормально шунтирована тиристорным вентилем. При возникновении КЗ коммутатор отключается. В схеме 2 реактор установлен во вторичной цепи трансформатора последовательного включения. В нормальном режиме через реактор течет выпрямленный ток, для которого RP очень мало. Реактор облегчает работу тиристоров при размыкании вторичной обмотки. В схеме 3 принцип тот же, но реактор установлен диагонали моста. Эта схема безинерциальна и отключает IK при первом прохождении через "0". В схеме 4 тиристорный коммутатор установлен в одной ветви сдвоенного реактора. При КЗ внешней цепи коммутатор сопротивление цепи удваивает. В дальнейшем КЗ отключается обычным выключателем. В схеме 5 один из коммутаторов способствует увеличению сопротивления цепи, а второй отключает _ при первом прохождении через "0".
Существуют и другие схемы.
32.16. Токоограничивающие устройства со сверхпроводниками.
Экспериментально установлено, что зона сверхпроводимости ограничивается кривой, описываемой выражением:
где
критическая напряженность магнитного
поля при температуре, равной абсолютному
нулю.
Если
,
,
то сверхпроводник можно перевести в
резистивное состояние. Это происходит
мгновенно, т.е. явление сверхпроводимости
можно использовать для ограничения IK
в
сетях.
Системы охлаждения ТОУ дорогие.
ТОУ со сверхпроводниками целесообразно использовать совместно с элементами, где используются сверхпроводимость (генераторы, трансформаторы, ЛЭП). В этом случае можно использовать один охладитель.
Рис. 32.42
На
схеме 1 показан СП резистивного типа.
СП может быть включен в линию, либо в
цепь СВ, МШВ в РУ. При КЗ в цепях
(
соответствует
),
то СП переходит в резистивное состояние.
Окончательно цепь отключается силовым
выключателем. В схеме должны быть приняты
меры, по предотвращению перегорания СП
при переходе его в резистивное состояние.
Более совершенным СП является криотрон,
который управляется внешним магнитным
полем под действием автоматики.
В схеме 2 криотрон дешунтирует силовой резистор, в схеме 3 - силовой реактор. В схеме 4 криотрон отключает ветвь сдвоенного реактора; в схеме 5 дешунтирует ветвь сдвоенного реактора.
Некоторые композиционные материалы обладают свойством сверхпроводников при значительной высокой температуре. Для охлаждения можно использовать жидкий азот. Устройства индуктивного
типа используют экранирующий эффект сверхпроводников(схема 6).