Устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия настройки дугогасящего реактора с подмагничиванием в динамических режимах работы электрической сети. Цель достигается за счет того, что в устройство введено дифференцирующее звено 14, датчик тока 15 и суммирующий усилитель 16. На вход блока управления 17 дугогасящим реактором подается сигнал, зависящий от суммы величины выходного напряжения блока интегрирования, производной этого напряжения и отрицательной обратной связи по току дугогасящей катушки, что сокращает время переходного процесса, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А2 (51) 4 Н 02 Н 9/08 И ОШЦ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

8kTE8Thq - Ц„ .;- ;. 1 ЦЩ 1 ь; ьы д,-,<., ABcd

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1265914 (21) 4313643/24-07 (22) 11.08.87 (46) 23.07.89. Бюл. N- 27 (71) Чувашский государственный университет им. И.Н,Ульянова (72) И.Н.Степанов и А.А,Супталь (53) 621.318.43.072.31 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1265914, кл. Н 02 Н 9/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНОГО ТОКА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ (57) Изобретение относится к электро.технике. Цель изобретения — повышение

2 быстродействия настройки дугогасящего реактора с подмагничиванием B динамических режимах работы электрической сети. Цель достигается за счет того, что в устройство введено диф" ференцирующее звено 14, датчик 15 тока и суммирукщий усилитель 16. На вход блока t 7 управления дугогасящим реактором подается сигнал, зависящий от суммы величины выходного напряжения блока. интегрирования, производной этого напряжения и отрицательной обратной связи по току дугогасящей катушки, что сокращает время переходного процесса. 1 ил.

i 495900

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для систем автоматической компенсации емкостных токов замыкания на землю в высоко5 вольтных распределительных сетях.и является усовершенствованием устройства по основному ант. св.

9 1265914.

Цель изобретения — повышение быст-10 родействия настройки дугогасящего реактора с подмагничиванием в динамических режимах работы электрической сети.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 выбора напряжений, предназначенный для выделения требуемого напряжения в различных режимах сети, блок 2 определения 20 режима сети и управляющий работой блока выбора напряжений и переключателя 3, который подключает к выходу блока 1 входы фазовращателей 4 и 5, соответственно формирующих опорные 25 напряжения для режимов сети: нормального и замыкания, делитель 6,, снижающий напряжение нейтрали, первый сумматор 7, выделяющий напряжение выбранной фазы относительно земли 30 путем вычитания векторов опорного напряжения н нейтрали, фаэо-частот-ные фильтры 8 и 9, служащие для повышения чувствительности измерительного органа фазы в режиме перемещаю35 щегося дугового замыкания с использованием их фазо-частотных характеристик и подавления сигналов с частотами, отличающимися от рабочей частоты сети, усилители-ограничится- 40 ли 10 и !1, преобразующие входные сигналы в прямоугольные импульсы, частотно-фазовый компаратор 12, обеспечивающий формирование выходных импульсон с правильным знаком при различающихся частотах входных сигна45 лов после обрывов дуги в. месте повреждения, интегрирующий усилитель 13, дифференцирующее звено 14, формирующий дополнительный сигнал управления н переход режимах по производной 50 выходного напряжения усилителя 13, датчик 15 тока, предназначенный для получения сигнала обратной связи, пропорционального току подмагничина5" ния, суммирующий усилитель 16 сигналов с выходов интегрирующего усилителя, дифференцирующего звена и датчика тока, блок 17 управления дугогасящим реактором 18, соединенный с выходом суммирующего усилителя.

Работа устройства во всех режимах электрической сети основана на принципе измерения угла между векторами напряжения нейтрали и напряжения выбранной фазы сети относительно земли, определяемого как разность двух напряжений — опорного и нейтрали.

В качестве опорного напряжения в различных режимах сети используются соответствующие фаэные напряжения относительно нейтрали, формиронание которых происходит из линейных напряжений при помощи блоков выбора напряжения и определения режима сети, переключателя и фазовращателей.

В номарльном режиме сети необходимо наличие напряжения на нейтрали, которое может быть создано подключением асимметрирующей емкости к одной из фаз сети. Если она подключается, например, к фазе А, то блок выбора напряжения выделяет линейное напряжение сети U>>/ ГЗ, которое через нормально замкнутые контакты переключателя поступает на фазовращатель 4, осуществляющий поворот

I г напряжения U /1 3 на + вЂ, обеспечиAS 3 вая получение требуемого опорного напряжения U рд в нормальном режиме.

В режиме замыкания.на землю на выходе блока определения режима присутствует управляющий сигнал, под действием которого блок 1 производит выбор линейного напряжения между фазами сети> свободными от замыкания, 1, а переключатель соединяет выход блока 1 с входом фазовращателя 5,, отключая при этом вход фазовращателя 4.

Если, например, произошла замыкание фазы А на землю, то на выходе блока выбора напряжений устанавливается напряжение US /гЗ, на выходе фаэовращателя 5 — напряжение С,гр, используемое в качестве опорного и получаемое путем поворота вектора

U с /1ГЗ на ПолУченное опоР ное на

I пряжение для соответствующего режима поступает на один вход сумматора 7, на другом входе которого постоянно имеется напряжение нейтрали Ua уменьшенное на требуемую величйну

5 149590 при помощи делителя 6 . .С ниже ние напряжения делителем на-входе сумматора эквивалентно увеличению переходного сопротивления в месте повреждения, так как сумматор выделяет разность напряжения поврежденной фазы относительно нейтрали и напряжения нейтрали, равную напряжению поврежденной фазы относительно земли, т.е. напряжение в месте повреждения.

Выделение напряжения в месте повреждения путем измерения двух напряжений, имеющих достаточную амплитуду, с помощью -делителя и сумматора способствует улучшению функционирования устройства в области резонансных настроек, .при малых значениях переходного сопротивления и металлическом замыкании на землю, 20

Напряжения с выходов делителя и сумматора поступают на входы фазочастотных фильтров 8 и 9, которые отфильтровывают сигналы основной гармоники и в режиме перемежающего- 25 ся дугового замыкания увеличивают фазовый сдвиг между входными выходным сигналами в соответствии с выражениями из фазочастотных характеристик:

Формула изобретения о (p = arctg g (— — — )»

Ф е где Q — добротность фильтра, резонансная частота фильтра, равная угловой частоте сети 314, с- ; у

:частота свободных колебаний напряжения нейтрали. Чувствительность по углу, следовательно, и точность настройки в указанном режиме можно .регулировать изменением добротности фильтров. Синусоидальные сигналы с выходов фильтров в усилителях-ограничителях преобразовываются в однополярные прямоугольные импульсы с длительностью, равной половине периода следующих сигналов.

Частотно-фазовый компаратор во всех режимах работы сети формирует выходные импульсы соответствукшего знака с длительностью; равной ц f где (p — угол сдвига по фазе двух сигналов, поступающих на его входы.

Формирование оптимального сигнала на входе блока 17 управления дугогасящего реактора, обеспечивающего быстродействие устройства его настройки в переходных режимах работы сети, происходит с помощью суммирующего усилителя 16, на вход которого подаются сигналы с выходов датчика тока подмагничивания: интегрирующего усилителя и дифференцирующего звена.

Введение отрицательной обратной связи по току подмагничивания позволяет форсировать рост тока в обмотке подмагничивания в переходных режимах.

Коэффициент передачи обратной связи по току выбирается из условия ограничения величины тока i на допустимом уровне и требуемой кратности форсировки по напряжению подмагничивания.

Поэтому управляемый преобразователь должен иметь на своем выходе запас по величине напряжения.

Введение дополнительного сигнала управления по производной напряжения

dUq/dt, где U < — напряжение на выходе интегрирующего звена 13; дает возможность увеличить коэффициент усиления контура регулирования при незначительном перерегулировании и сократить время установления резонансного режима.

Таким образом, введение дополнительных сигналов по производной напряжения с выхода интегрирующего усилителя, величине отрицательного напряжения, пропорционального току подмагничивания дугогасящего реактора, позволяет существенно увеличить быстродействие настройки дугогасящего реактора при возникакицих расстройках режима компенсации во время существования замыкания на землю и значительно сократить длительность горения дуги в месте повреждения.

Применение предлагаемого устройства повышает эффективность компенсации емкостных токов и в целом надежность функционирования распредели-. тельных электрических сетей 6-35 кВ., 1

Выходные импульсы частотно-фазового компаратора поступают на интегрирующий усилитель 13, который на выходе формирует напряжение управления, пропорциональное длительности импульсов.

Устройство для автоматической ком-, пенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю.по авт, св.

У 1265914, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия настройки дугогасящего

1495900

Составитель Б.Жохов

Техред М.Ходанич

Корректор И.Муска

Редактор E.Ïàïï. -1аказ 4279/52 Тираж 607 Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101 реактора с подмагничиванием в динамических режимах работы электрической сети, оно снабжено дифференцируЮщим звеном,. датчиком тока и суммирующим усилителем сигналов, причем вы од интегрирующего усилителя подкл чен к входу дифференцирующего эв на и первому входу суммирующего ус ителя сигналов, один входной зажи датчика тока подключен к выходному зажиму блока управления дугогасящего реактора, выход датчика тока подключен к второму входу сумми- рунщего усилителя сигналов, к третьему входу суммирующего усилителя сигналов подключен выход дифференцирующего звена, выход суммирукщего усилителя сигналов подключен к входу блока управления дугогасящим реактором.