Устройство первичного преобразования тока высокого напряжения

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к устройствам первичного преобразования тока высокого напряжения (110 кВ или выше), обеспечивающим формирование выходного сигнала измерительной информации, пропорционального первичному измеряемому току. Техническим результатом полезной модели является уменьшение веса устройства первичного преобразования тока высокого напряжения с целью облегчения монтажа устройства с одновременным обеспечением возможности установки устройства без привязки к элементам силового оборудования. Заявленное устройство, включаемое в рассечку цепи присоединения распределительного устройства высокого напряжения (РУВН), заключает в себе отрезок высоковольтного кабеля (1) из сшитого полиэтилена (СПЭ) на соответствующее номинальное напряжение, по меньшей мере, один трансформатор тока (2) шинного типа на номинальное напряжение до 1000 В, надетый на вышеуказанный отрезок высоковольтного кабеля и две концевые кабельные муфты (4), выполненные с полимерными изоляторами и смонтированные на концы вышеуказанного отрезка высоковольтного кабеля, где подключение устройства в рассечку цепи присоединения РУВН осуществляется через наконечники (6) двух концевых кабельных муфт (4).

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Полезная модель относится к устройствам для первичного преобразования тока высокого напряжения (110 кВ или выше), обеспечивающим формирование выходного сигнала измерительной информации, пропорционального первичному измеряемому току.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны выпускаемые и широко используемые в настоящее время измерительные трансформаторы тока высокого напряжения (в том числе, на номинальное напряжение 110 кВ) опорного типа, в частности, трансформаторы тока типа ТФЗМ (масляные, с фарфоровой изоляцией), например, трансформатор ТФЗМ 11 ОБ от производителя ООО НИИ «ИТРАН» (Россия, Екатеринбург) [1] или трансформаторы серии ТФЗМ 123 от производителя «Запорожский завод высоковольтной аппаратуры» (Украина) [2], а также газонаполненные трансформаторы тока, в частности, трансформаторы тока ТГФМ-110 от производителя ОАО ВО «Электроаппарат» (Россия, Санкт-Петербург) [3], трансформаторы ТОГ 123 от производителя «Запорожский завод высоковольтной аппаратуры» (Украина) [2] и трансформаторы тока серии ТРГ-110 (включая модификации с фарфоровой и облегченной полимерной изоляцией) от производителя ЗАО «Энергомаш (Екатеринбург) - Уралэлектротяжмаш» (Россия) [4]. Недостатком вышеуказанных трансформаторов опорного типа является их большой вес (от 370 кг для ТРГ-110 с полимерной изоляцией и до 500 кг и более для ТФЗМ 110Б/123), затрудняющий монтаж трансформатора на объекте, а также требующий выполнения установки трансформатора на специальную опору, обеспечивающую выдерживание больших статических нагрузок, что, в свою очередь, требует наличия либо доустановки вышеуказанной опоры на объекте, и что, таким образом, увеличивает общую трудоемкость и стоимость монтажа трансформатора тока.

Известны также трансформаторы тока встроенного типа, предназначенные для использования в составе силового электрооборудования (выключателей, силовых трансформаторов и т.п.), в частности, на высокое напряжение (110 кВ или выше), например, выбранные в качестве прототипа трансформаторы тока серии TB-110-IX (производитель - ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока», Россия) [5], предназначенные для установки на высоковольтные ввода класса напряжения 110 кВ элементов силового оборудования. Указанные трансформаторы обладают сравнительно малым весом - до 50 кг - что существенно облегчает их монтаж. Недостатком указанных трансформаторов является существенное ограничение области их применения, в частности, обеспечивается возможность применения указанных трансформаторов только в составе отдельных элементов силового оборудования энергообъекта, в частности, в составе силовых трансформаторов или отдельных типов выключателей.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Техническим результатом полезной модели является уменьшение веса устройства первичного преобразования (трансформатора) тока высокого напряжения с целью, в частности, облегчения монтажа устройства, с одновременным обеспечением возможности установки устройства первичного преобразования тока без привязки к конкретному элементу силового оборудования.

Заявленное устройство характеризуется наличием в его составе, по меньшей мере, одного шинного трансформатора тока на номинальное напряжение менее 1000 В, обеспечивающего формирование выходного сигнала измерительной информации, содержащего данные об измеряемой устройством величине первичного тока высокого напряжения, для систем управления, автоматизации, релейной защиты, измерений и т.п. энергообъекта. При этом в отличие от прототипа, вышеуказанный шинный трансформатор монтируется на высоковольтный кабель из сшитого полиэтилена (СПЭ), обеспечивающий требуемый уровень высоковольтной изоляции (выполненный на номинальное напряжение, соответствующее уровню напряжения распредустройства высокого напряжения (РУВН), на присоединении которого предполагается установка данного устройства первичного преобразования тока). На оба конца вышеуказанного высоковольтного кабеля монтируются концевые кабельные муфты с соответствующими параметрами (номинальное напряжение, величина сечения токопроводящей жилы и т.п.), выполненные с полимерными изоляторами для облегчения конструкции заявляемого устройства в целом. Через наконечники вышеуказанных кабельных муфт осуществляется включение заявленного устройства первичного преобразования тока последовательно в цепь присоединения РУВН.

Дополнительным техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности применения в составе заявляемого устройства первичного преобразования тока одновременно большого числа вторичных обмоток, ограниченного, в основном, только длиной используемого отрезка высоковольтного кабеля из СПЭ.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены варианты осуществления заявляемой полезной модели (описанные далее в разделе «ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ»). В частности, на фиг. 1 приведен вариант осуществления с единственным шинным трансформатором тока, установленным на кабель из СПЭ, и с навесными концевыми кабельными муфтами. На фиг. 2 приведен вариант с множественными установленными на кабель из СПЭ шинными трансформаторами тока и с одной из концевых кабельных муфт, выполненной в виде опорной концевой муфты.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Заявляемая полезная модель может быть осуществлена следующим образом. Устройство первичного преобразования тока высокого напряжения (см. фиг. 1, фиг. 2) включает в себя высоковольтный кабель (1) из сшитого полиэтилена (СПЭ) на требуемое номинальное напряжение (110 кВ или выше), на который смонтированы один или несколько шинных трансформаторов тока (2) на номинальное напряжение 0,66 кВ. Вторичные цепи (3) трансформаторов тока (2) выведены в системы управления, автоматизации, релейной защиты или измерений энергообъекта. На оба конца кабеля (1) смонтированы концевые кабельные муфты (4, 5) с соответствующими параметрами (номинальное напряжение - 110 кВ либо выше; величина сечения токопроводящей жилы - соответственно аналогичному параметру кабеля 1). Указанные муфты выполнены с полимерными изоляторами для облегчения конструкции заявляемого устройства первичного преобразования тока. При этом вышеуказанные муфты могут быть выполнены, например, в виде навесных муфт (4) (см. фиг. 1), закрепляемых на изоляторах элементов (7) силового электрооборудования (колонковых выключателей, разъединителей и т.п.) данного присоединения РУВН и подключаемых к высоковольтным контактным выводам вышеуказанных элементов (7) силового оборудования через наконечники (6). Либо, например, одна из вышеуказанных муфт может быть выполнена в виде опорной муфты (5) (см. фиг. 2), устанавливаемой на опорную конструкцию (8) в РУВН и подключаемой через наконечник (6) к токопроводу (9) присоединения: элементу гибкой либо жесткой ошиновки либо проводу воздушной линии электропередач.

Закрепление навесных муфт (4) на изоляторах элементов (7) силового оборудования допустимо ввиду сравнительно небольшого веса муфты вкупе с отрезком высоковольтного кабеля (1) из СПЭ, выходящего из муфты. В частности, вес одной концевой муфты типа ESF 123 от производителя PFISTERER (Германия) на напряжение до 123 кВ составляет 25-50 кг [6] (конкретная величина из указанного диапазона зависит от величины сечения токопроводящей жилы и параметра минимальной длины пути утечки изолятора муфты); вес одного метра высоковольтного кабеля из СПЭ, например, марки AHXCHBMK на номинальное напряжение 110 кВ от производителя Reka Cables (Финляндия) составляет от 3,5 до 9 кг [7] (в зависимости от величины сечения токопроводящей жилы), при этом в случае, если кабель выходит из муфты и спускается до уровня земли, нагрузка от веса кабеля, приходящаяся на изолятор элемента (7) силового оборудования, определяется длиной участка кабеля от муфты до земли и в случае, например, РУВН 110 кВ составляет порядка 2-3 метров, таким образом, суммарная нагрузка на изолятор элемента (7) силового оборудования и на опорную конструкцию (8) составляет от 32 до 77 кг, что значительно меньше веса опорного трансформатора тока соответствующего класса напряжения, и таким образом, значительно облегчается установка устройства первичного преобразования тока на опорную конструкцию в РУВН.

Аналогично, опорная муфта (5) вкупе с отрезком высоковольтного кабеля (1), выходящего из муфты, имеет сравнительно небольшой вес. Так вес одной опорной муфты типа ESS 123 от производителя PFISTERER на напряжение до 123 кВ составляет 95-125 кг [8] (конкретная величина из указанного диапазона зависит от величины сечения токопроводящей жилы и параметра минимальной длины пути утечки изолятора муфты), а с учетом данных, приведенных выше для длины выходящего из муфты отрезка высоковольтного кабеля и соответствующей величины нагрузки, создаваемой весом вышеуказанного отрезка кабеля на опорную конструкцию РУВН, суммарная нагрузка на опорную конструкцию (8) от муфты с отрезком высоковольтного кабеля из СПЭ составляет примерно от 100 до 150 кг, что также значительно меньше веса опорного трансформатора тока соответствующего класса напряжения, и что, таким образом, также значительно облегчает установку устройства первичного преобразования тока на опорную конструкцию в РУВН.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1 Информация с сайта ООО НЛП «ИГРАН» (http://www.itran.ru) - производителя трансформаторов тока ТФЗМ-110Б.

2 Информация с сайта КО «Запорожский завод высоковольтной аппаратуры» (http://www.zva.zp.ua/ru/catalogs/) - производителя трансформаторов тока ТФЗМ 123 и ТОГ 123.

3 Информация с сайта ОАО ВО «Электроаппарат» (http://www.ea.spb.ni/catalog/1/4/) - производителя трансформаторов тока ТГФМ-110.

4 Информация с сайта ЗАО «Энергомаш (Екатеринбург) - Уралэлектротяжмаш» (http://www.uetm.ru/files/katalog_TRG-35,110,22.pdf) - производителя трансформаторов тока ТРГ-110.

5 Информация с сайта ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» (http://www.cztt.ru/about/201.html) - производителя трансформаторов тока ТВ-110.

6 Информация с сайта российского представительства компании PHISTERER (http://www.pfisterer.com/download_download/d_12212.pdf).

7 Информация с сайта компании Reka Cables (http://www.reka.fi/files/1839_Catalogue_10-210kV_2014.pdf) - производителя высоковольтных кабелей из СПЭ.

8 Информация с сайта российского представительства компании PHISTERER (http://www.pfisterer.com/download_download/d_11701.pdf).

Устройство первичного преобразования тока высокого напряжения, включаемое в рассечку цепи присоединения распределительного устройства высокого напряжения, заключающее в себе отрезок высоковольтного кабеля из сшитого полиэтилена на соответствующее номинальное напряжение, по меньшей мере, один трансформатор тока шинного типа на номинальное напряжение до 1000 В, надетый на вышеуказанный отрезок высоковольтного кабеля, две концевые кабельные муфты, выполненные с полимерными изоляторами и смонтированные на концы вышеуказанного отрезка высоковольтного кабеля, где подключение вышеназванного устройства первичного преобразования тока в рассечку цепи присоединения распределительного устройства высокого напряжения осуществляется через наконечники двух концевых кабельных муфт.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх