Устройство для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю



 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для сетей с компенсированной нейтралью. Технический результат заключается в повышении точности измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю путем учета фазового сдвига между сигналами. Для этого устройство содержит объект измерения – дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, первый и второй измерительные трансформаторы напряжения, источник контрольного тока, трансформатор тока, первый и второй промежуточные трансформаторы напряжения, потенциометр, трансреактор, первый, второй и третий фильтры нижних частот, первый и второй фазовращатели, первый и второй фазовые детекторы, выпрямитель, делительный блок, измерительный прибор, масштабирующий блок, вход которого подключен к выходу второго фазового детектора, сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого фазового детектора, второй вход к выходу масштабирующего блока, а выход к первому входу делительного блока, при этом вход второго фазовращателя подключен к выходу второго фильтра нижних частот, первый вход второго фазового детектора подключен к выходу второго фазовращателя, его второй вход подключен к выходу третьего фильтра нижних частот. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для сетей с компенсированной нейтралью.

Известно устройство для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю [А.с. СССР №913517, МПК 4 Н 02 Н 9/08, БИ №10, 1982], содержащее объект измерения - дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, источник контрольного тока, подключенный к сети, реле, подключенное к дугогасящему аппарату, разделительный трансформатор, вход которого подключен к реле через контакт, частотный фильтр, вход которого подключен к выходу разделительного трансформатора, резистивный делитель, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока через контакт, фазоповоротную схему, вход которой подключен к резистивному делителю, схему сравнения, первый вход которой подключен к выходу частотного фильтра, а второй вход к выходу фазоповоротной схемы, фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу схемы сравнения, а второй вход к силовой обмотке источника контрольного тока, измерительный прибор, вход которого подключен к выходу фазового детектора, контакт, подключенный к измерительному устройству.

Недостаток данного устройства заключается в том, что данное устройство требует высокой точности и стабильности коэффициента передачи частотного фильтра.

Для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю также применяют устройство [А.с. СССР №1504718, МПК 4 Н 02 Н 9/08, БИ №32, 1989], содержащее объект измерения - дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, источник контрольного тока, подключенный к сети через дугогасящий аппарат и заземляющий трансформатор, первый измерительный трансформатор напряжения, подключенный к фазе сети, второй измерительный трансформатор напряжения, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока, первый фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу первого измерительного трансформатора напряжения, второй фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу второго измерительного трансформатора напряжения, фазовращатель, вход которого подключен к выходу второго фильтра низких частот, блок сравнения, первый вход которого подключен к выходу первого фильтра низких частот, а второй вход к выходу фазовращателя, первый фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения, а второй вход к выходу фазовращателя, второй фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу первого фильтра низких частот, а второй вход к выходу фазовращателя, делительный блок, первый вход которого подключен к выходу первого фазового детектора, а второй вход к выходу второго фазового детектора, измерительный прибор, вход которого подключен к выходу делительного блока.

Недостатками данного устройства является то, что из-за подключения первого измерительного трансформатора напряжения к фазе сети на выходе данного трансформатора появляется напряжение, значительно превышающее напряжение с частотой источника контрольного тока, что вызывает нестабильность работы устройства, данное устройство требует высокой стабильности коэффициентов передачи используемых фильтров нижних частот, а также не учитывает влияние активных проводимостей фаз сети относительно земли и активных потерь в дугогасящем реакторе.

Известно устройство для измерения растройки компенсации емкостного тока замыкания на землю [Патент РФ №2180462, МПК 7 Н 02 Н 9/08, БИ №7, 2002], выбранное в качестве прототипа, содержащее объект измерения -дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, первый измерительный трансформатор напряжения, подключенный к дугогасящему аппарату, источник контрольного тока, подключенный к сети через дугогасящий аппарат и заземляющий трансформатор, второй измерительный трансформатор напряжения, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока, трансформатор тока, включенный в цепь источника контрольного тока, первый промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу первого измерительного трансформатора напряжения, трансреактор, включенный в цепь трансформатора тока, выход которого включен между выходом первого измерительного трансформатора напряжения и входом первого промежуточного трансформатора напряжения, второй промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу второго измерительного трансформатора напряжения, потенциометр, подключенный к первому выходу второго промежуточного трансформатора напряжения, первый фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу первого промежуточного трансформатора напряжения, второй фильтр нижних частот, вход которого подключен ко второму выходу второго промежуточного трансформатора напряжения, третий фильтр нижних частот, вход которого подключен к потенциометру, первый фазовращатель, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот, первый фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя, а второй вход к выходу третьего фильтра нижних частот, выпрямитель, вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних частот, делительный блок, первый вход которого подключен к выходу фазового детектора, а второй вход к выходу выпрямителя, измерительный прибор, вход которого подключен к выходу делительного блока.

Недостатком данного устройства является наличие погрешности измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю, вызываемой фазовым сдвигом между сигналами, подводимыми к устройству, который обусловлен влиянием активных проводимостей фаз сети относительно земли и активными потерями в дугогасящем аппарате.

Задачей изобретения является повышение точности измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю путем учета фазового сдвига между сигналами.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройство для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю, содержащее объект измерения - дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, первый измерительный трансформатор напряжения, подключенный к дугогасящему аппарату, источник контрольного тока, подключенный к сети через дугогасящий аппарат и заземляющий трансформатор, второй измерительный трансформатор напряжения, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока, трансформатор тока, включенный в цепь источника контрольного тока, первый промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу первого измерительного трансформатора напряжения, трансреактор, включенный в цепь трансформатора тока, выход которого включен между выходом первого измерительного трансформатора напряжения и входом первого промежуточного трансформатора напряжения, второй промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу второго измерительного трансформатора напряжения, потенциометр, подключенный к первому выходу второго промежуточного трансформатора напряжения, первый фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу первого промежуточного трансформатора напряжения, второй фильтр нижних частот, вход которого подключен ко второму выходу второго промежуточного трансформатора напряжения, третий фильтр нижних частот, вход которого подключен к потенциометру, первый фазовращатель, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот, первый фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу первого фазовращателя, а второй вход к выходу третьего фильтра нижних частот, выпрямитель, вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних частот, делительный блок, второй вход которого подключен к выходу выпрямителя, измерительный прибор, вход которого подключен к выходу делительного блока, согласно изобретению дополнительно введены второй фазовращатель, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот, второй фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу второго фазовращателя, а второй вход соединен с выходом третьего фильтра нижних частот, масштабирующий блок, вход которого подключен к выходу второго фазового детектора, сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого фазового детектора, второй вход к выходу масштабирующего блока, а выход к первому входу делительного блока.

Именно заявленное выполнение устройства обеспечивает возможность измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю, при учете фазового сдвига между сигналами, подводимыми к устройству, тем самым выполняется задача изобретения.

Использование предлагаемого устройства, по сравнению с известным прототипом, позволяет проще и с меньшей абсолютной погрешностью (до 1%) измерить расстройку компенсации емкостного тока замыкания на землю. Это достигается за счет учета фазового сдвига между сигналами.

На чертеже представлена схема устройства для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю.

Устройство содержит объект измерения - дугогасящий аппарат 1, связанный с сетью через заземляющий трансформатор 2, первый измерительный трансформатор напряжения 3, подключенный к дугогасящему аппарату, источник контрольного тока 4, подключенный к сети через дугогасящий аппарат 1 и заземляющий трансформатор 2, второй измерительный трансформатор напряжения 5, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока 4, трансформатор тока 6, включенный в цепь источника контрольного тока 4, первый промежуточный трансформатор напряжения 7, вход которого подключен к выходу первого измерительного трансформатора напряжения 3, трансреактор 8 - трансформатор с воздушным зазором в магнитном сердечнике, включенный в цепь трансформатора тока 6, выход которого включен между выходом первого измерительного трансформатора напряжения 3 и входом первого промежуточного трансформатора напряжения 7, второй промежуточный трансформатор напряжения 9, вход которого подключен к выходу второго измерительного трансформатора напряжения 5, потенциометр 10, подключенный к первому выходу второго промежуточного трансформатора напряжения 9, первый фильтр нижних частот 11, вход которого подключен к выходу первого промежуточного трансформатора напряжения 7, второй фильтр нижних частот 12, вход которого подключен ко второму выходу второго промежуточного трансформатора напряжения 9, третий фильтр нижних частот 13, вход которого подключен к потенциометру 10, первый фазовращатель 14, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот 12, первый фазовый детектор 15, первый вход которого подключен к выходу первого фазовращателя 14, а второй вход к выходу третьего фильтра нижних частот 13, выпрямитель 16, вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних частот 11, делительный блок 17, второй вход которого подключен к выходу выпрямителя 16, измерительный прибор 18, вход которого подключен к выходу делительного блока 17, второй фазовращатель 19, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот 12, второй фазовый детектор 20, первый вход которого подключен к выходу второго фазовращателя 19, а второй вход к выходу третьего фильтра нижних частот 13, масштабирующий блок 21, вход которого подключен к выходу второго фазового детектора 20, сумматор 22, первый вход которого подключен к выходу первого фазового детектора 15, а второй вход к выходу масштабирующего блока 21, а выход к первому входу делительного блока 17.

Первый (11), второй (12) и третий (13) фильтры нижних частот могут быть выполнены на операционных усилителях К140УД6.

Первый (14) и второй (19) фазовращатели могут быть выполнены на операционных усилителях К140УД6.

Первый (15) и второй (20) фазовые детекторы могут быть выполнены на операционных усилителях К140УД6 и 590КН5.

В качестве выпрямителя 16 может быть выбран активный выпрямитель, выполненный на двух операционных усилителях К140УД6.

Делительный блок 17 выполнен на микросхеме КР525ПСЗ.

В качестве измерительного прибора 18 выбран цифровой миллиамперметр.

Масштабирующий блок 21 может быть выполнен на операционном усилителе К140УД6.

Сумматор 22 может быть выполнен на операционном усилителе К140УД7.

Устройство работает следующим образом. Источник контрольного тока 4 накладывает на сеть контрольный переменный ток непромышленной частоты, например, 25 Гц. В цепи трансформатора тока 6, протекает ток, пропорциональный току в дугогасящем аппарате 1. На вторичной обмотке трансреактора 8 появляется напряжение UTAV определяемое током в первичной обмотке, включенной в цепь трансформатора тока 6. На вторичной обмотке первого измерительного трансформатора напряжения 3 появляется напряжение UДГР, пропорциональное напряжению на дугогасящем аппарате 1. На первый промежуточный трансформатор напряжения 7 подается сумма напряжений на дугогасящем аппарате и на трансреакторе (UДГР+UTAV). На вторичной обмотке второго измерительного трансформатора напряжения 5 появляется напряжение U, пропорциональное напряжению на силовой обмотке источника контрольного тока 4, которое используют в качестве опорного.

Опорное напряжение U через второй промежуточный трансформатор напряжения 9 подается на потенциометр 10, включенный в первую вторичную обмотку второго промежуточного трансформатора напряжения 9. Также опорное напряжение со второй вторичной обмотки второго промежуточного трансформатора напряжения 9 подается через второй фильтр низкой частоты 12 и первый фазовращатель 14 на первый управляющий вход первого фазового детектора 15 и через второй фильтр низкой частоты 12 и второй фазовращатель 19 на первый управляющий вход второго фазового детектора 20.

Потенциометр 10 подобран таким образом, чтобы напряжение на нем было равно от опорного напряжения U. Вторичная обмотка первого промежуточного трансформатора 7 и первая вторичная обмотка второго промежуточного трансформатора 9 включены таким образом, чтобы напряжения находились в противофазе.

С выхода потенциометра 10 разность напряжений вторичной обмотки первого промежуточного трансформатора 7 и потенциометра 10 через третий фильтр низкой частоты 13 подается на второй вход первого фазового детектора 15 и на второй вход второго фазового детектора 20, где выделяются соответственно вещественная, совпадающая по фазе с опорным напряжением, и мнимая, опережающая опорное напряжение на 90°, составляющие сигнала.

Сигнал с выхода первого фазового детектора 15 подается на первый вход сумматора 22, а сигнал с выхода второго фазового детектора 20 через масштабирующий блок 21 подается на второй инвертирующий вход сумматора 22.

Сигнал, пропорциональный сумме напряжений на вторичной обмотке первого измерительного трансформатора напряжения 3 и на трансреакторе 8, со вторичной обмотки первого промежуточного трансформатора 7 подается через первый фильтр низкой частоты 11 и выпрямитель 16 на второй вход делительного блока 17, где сигнал, поступивший с выхода сумматора 22 делится на напряжение, пропорциональное сумме напряжений на вторичной обмотке второго измерительного трансформатора напряжения 5 и на трансреакторе 8. Сигнал с делительного блока 17 подается на измерительный прибор 18.

Таким образом, устройство работает в соответствии со следующим соотношением:

где - измеряемая расстройка компенсации;

UДГР - напряжение непромышленной частоты на дугогасящем аппарате;

UTAV - напряжение непромышленной частоты на трансреакторе;

U - напряжение источника контрольного тока;

- угол между вектором напряжения на второй вторичной обмотке второго промежуточного трансформатора напряжения и вектором напряжения UДГР+UTAV;

К - масштабирущий коэффициент.

Формула изобретения

Устройство для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю, содержащее объект измерения – дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, первый измерительный трансформатор напряжения, подключенный к дугогасящему аппарату, источник контрольного тока, подключенный к сети через дугогасящий аппарат и заземляющий трансформатор, второй измерительный трансформатор напряжения, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока, трансформатор тока, включенный в цепь источника контрольного тока, первый промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу первого измерительного трансформатора напряжения, трансреактор, включенный в цепь трансформатора тока, выход которого включен между выходом первого измерительного трансформатора напряжения и входом первого промежуточного трансформатора напряжения, второй промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу второго измерительного трансформатора напряжения, потенциометр, подключенный к первому выходу второго промежуточного трансформатора напряжения, первый фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу первого промежуточного трансформатора напряжения, второй фильтр нижних частот, вход которого подключен ко второму выходу второго промежуточного трансформатора напряжения, третий фильтр нижних частот, вход которого подключен к потенциометру, первый фазовращатель, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот, первый фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу первого фазовращателя, а второй вход - к выходу третьего фильтра нижних частот, выпрямитель, вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних частот, делительный блок, второй вход которого подключен к выходу выпрямителя, измерительный прибор, вход которого подключен к выходу делительного блока, отличающееся тем, что в него дополнительно введены второй фазовращатель, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот, второй фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу второго фазовращателя, а второй вход соединен с выходом третьего фильтра нижних частот, масштабирующий блок, вход которого подключен к выходу второго фазового детектора, а также сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого фазового детектора, второй вход соединен с выходом масштабирующего блока, а выход сумматора подключен к первому входу делительного блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам защиты от повреждений и устранению последствий дефектов монтажа в электрической цепи переменного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для сетей с компенсированной нейтралью

Изобретение относится к устройствам компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью напряжением 6 - 35 кВ и может быть использовано для точного измерения емкости фаз сети на землю с целью последующей резонансной настройки дугогасящих реакторов

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам измерения и компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью напряжением 6 - 35 кВ, и может быть использовано для точного измерения емкости фаз сети на землю для последующей резонансной настройки дугогасящих реакторов

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам релейной защиты и автоматики

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим сетям переменного тока, и предназначено для определения параметров по отношению к земле электрических сетей с компенсированной нейтралью

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в сетях с 6-35 кВ с компенсированной нейтралью для повышения надежности работы

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматической настройки компенсации емкостных токов в сетях с дугогасящим реактором плунжерного типа

Изобретение относится к средствам ограничения или подавления токов короткого замыкания на землю и предназначено для использования в составе управляемого шунтирующего реактора, не имеющего в своей конструкции выделенной обмотки намагничивания, на высоковольтных (110-1150 кВ) трехфазных линиях электропередач (ЛЭП), работающих в режиме глухо заземленной нейтрали

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях с компенсированной нейтралью напряжением 6-35 кВ, и направлено на повышение точности резонансной настройки дугогасящих реакторов на суммарную емкость цепи для оптимизации процессов ее самозащиты в режиме однофазного короткого замыкания на землю

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для сетей с компенсированной нейтралью

Изобретение относится к устройствам для компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью

Изобретение относится к электротехнике, к индуктивному устройству (27), предназначенному для присоединения к многофазной электрической системе переменного тока с нулевой точкой

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в улучшении показателей заявленного устройства за счет снижения массы, мощности и шумности блока управления, повышении его быстродействия и коэффициента полезного действия, а также повышении шумности и добротности силового элемента по сравнению с показателями, которые присущи силовым элементам, выполненным в виде реакторов с плавно регулируемым воздушным зазором. Для этого заявленное устройство содержит командный блок и индуктивный компонент, состоящий из силового элемента и блока управления этим элементом, и дополнительно введен интегрирующий фильтр, в качестве силового элемента использован управляемый источник тока, управляющий вход, а также первый и второй силовые зажимы которого являются соответственно управляющим входом, а также первым и вторым силовыми зажимами упомянутого силового элемента, а в качестве блока управления применен умножитель, два входных зажима и выход которого являются соответственно первым и вторым входными зажимами и выходом блока управления, при этом первый и второй входные зажимы указанного интегрирующего фильтра подключены соответственно к нейтральному узлу электрической сети и к заземлению, а первый и второй выходные зажимы этого фильтра подключены соответственно ко второму входу блока управления силовым элементом и к заземлению. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности и надежности ограничения тока вторичной дуги, вызванного однофазным коротким замыканием на землю. Способ содержит этапы, на которых: определяют тип однофазного короткого замыкания на землю при однофазном коротком замыкании на землю двухцепной линии электропередачи сверхвысокого/ультравысокого напряжения на общих опорах (S501); выбирают значения реактивного сопротивления реактора в цепи заземления нейтрали в соответствии с типом однофазного короткого замыкания на землю (S502); и переключают двухцепную линию электропередачи сверхвысокого/ультравысокого напряжения на общих опорах на выбранное значение реактивного сопротивления реактора в цепи заземления нейтрали (S503). Значение реактивного сопротивления реактора в цепи заземления нейтрали является управляемым и изменяется согласно рабочим режимам линии электропередачи. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

Использование: в области электротехники для компенсации емкостных токов короткого замыкания и подавления токов утечки, вызванных естественной несимметрией емкостей фаз на землю в сетях с изолированной нейтралью 6-10 кВ. Технический результат - повышение быстродействия и обеспечение возможности управления по прямой и обратной последовательности тока. Устройство содержит трехфазный разъединитель, измеритель, систему управления, трехфазный статический преобразователь электрической энергии, датчик тока, датчик напряжения, причем фазы статического преобразователя электрической энергии соединены с сетью через датчик тока, соединенный с трехфазным разъединителем, соединенным с фазами сети и системой управления, которая соединена с измерителем, датчиком тока, датчиком напряжения, трехфазным статическим преобразователем электрической энергии, и содержит преобразователи Гильберта, блок расчета прямой, обратной и нулевой последовательности тока и напряжения, блоки перехода из системы координат ABC в систему координат αβ, блоки перехода из системы координат αβ в стационарную систему координат dq, схемы вычитания, блоки задания уставок, блоки пропорционально-интегральных регуляторов, блок перехода из стационарной системы координат dq в систему координат αβ, блоки перехода из стационарной системы координат dq в систему координат ABC, схемы суммирования, генератор опорного напряжения, компараторы, логические устройства НЕ, блоки расчета угла γ, блок сравнения, соединенные соответствующим образом. 4 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат – полное подавление остаточного рабочего тока и повышение надежности работы компенсационного устройства. Устройство компенсации остаточного рабочего тока содержит управляемый заземляющий трансформатор (1), выполненный с возможностью компенсации остаточного рабочего тока в заземлении сети переменного тока, содержащей силовой трансформатор (3). Первичная сторона заземляющего трансформатора (1) подключена к электропитающей сети или источнику питания, синхронизированному с электропитающей сетью, а вторичная сторона заземляющего трансформатора (1) подключена между нулевой точкой (N) электропитающей сети и заземлением (Е), причем заземляющий трансформатор (1) содержит два или более переключателей ответвлений трехфазного типа (10а, 10b), первичная сторона заземляющего трансформатора (1) соединена треугольником, а вторичная сторона заземляющего трансформатора (1) содержит упомянутые переключатели ответвлений (10a, 10b), которые выполнены с возможностью соединения обмоток (11, 12, 13) вторичной стороны таким образом, что возникают три результирующих вторичных напряжения, которыми, в свою очередь, посредством блока (2), входящего в состав устройства, можно управлять в отношении амплитуды и фазового угла (α) относительно системы напряжений силового трансформатора (3). 6 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-03-22T12:33:51
Наверх