Способ компенсации естественной несимметрии сети с нейтралью, заземлённой через регулируемый дугогасящий реактор Российский патент 2017 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к защите электрических линий от аварий, а именно к автоматической компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях 6-10 кВ с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, а также в сетях с комбинированным заземлением нейтрали с аналогичным дугогасящим реактором, при этом изобретение может быть использовано для автоматической настройки индуктивности дугогасящего реактора фазовым методом в резонанс с емкостью распределительной сети и для компенсации естественной несимметрии сети в штатном режиме работы сети.

В устройствах защиты высоковольтных линий электропередач от однофазных замыканий на землю для компенсации емкостных токов замыкания на землю используют подключенный последовательно к нейтрали сети дугогасящий реактор, который настраивают в резонанс с контуром нулевой последовательности сети в отсутствии однофазного замыкания на землю. Наиболее точным и универсальным является фазовый метод настройки, который требует создания искусственного смещения нейтрали. Однако в штатном режиме работы сети всегда присутствует смещение нейтрали, обусловленное естественной несимметрией сети из-за различного расположения проводов на опорах, неравномерного распределения по фазам конденсаторов для защиты вращающихся машин, конденсаторов связи и прочей работы технологического оборудования. В результате, при резонансной настройке реактора может возникнуть ситуация, когда суммарное напряжение смещения нейтрали превышает допустимые значения, что приводит к сбою работы автоматики устройства компенсации емкостных токов замыкания на землю.

Кроме того, в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации…», распределительные электрические сети имеют такие параметры, как

допустимый для данной сети максимальный кратковременный уровень смещения нейтрали (до двух часов)

и допустимый длительный максимальный уровень смещения нейтрали, который меньше в два раза допустимого кратковременного максимального уровня (Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации / Министерство топлива и энергетики РФ, РАО «ЕЭС России», М.: СПО ОГРЭС, 1996, с.с. 280-287, далее ПТЭ).

Превышение напряжения смещения нейтрали допустимого значения и смещение нейтрали сверх допустимого времени приводит к повышению напряжения на отдельных фазах, что неблагоприятно сказывается на изоляции и кроме того создает большие помехи в работе линий связи, расположенных вблизи линий электропередачи (Ф.Л. Коган «Пособие для изучения правил эксплуатации электрических станций и сетей», с. 282).

Возникает задача снижения напряжения естественной несимметрии сети 3U₀ecт для обеспечения надежной работы автоматики устройства компенсации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ компенсации естественной несимметрии сети с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, который реализован в компенсационно-симметрирующем устройстве (СССР, авторское свидетельство №905939, H02J 3/18, 15.02.82). В известном способе реализован фазовый способ симметрирования сети, в соответствии с которым снижают фазное напряжение на величину естественной несимметрии сети. В соответствии со способом регулируемый дугогасящий реактор подключают к нейтрали сети через трехфазный трансформатор, который выполняют с несимметричным числом витков фазных обмоток. При этом выбирают несимметрию фаз трансформатора в соответствии со средним вектором напряжения естественной несимметрии данной сети, который предварительно определяют исходя из величин и углов сдвига векторов естественной несимметрии данной электрической сети при различных практических режимах.

Прежде всего, недостатком данного способа является неизменность его параметров. Это не позволяет регулировать напряжение смещения нейтрали при вероятностном характере естественной несимметрии токов в электрической сети, что, в свою очередь, снижает надежность работы автоматики компенсирующих устройств, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора. Кроме того, в случае необходимости коррекции требуется отключение от сети дугогасящего реактора для замены трансформатора, что усложняет известный способ.

При этом, поскольку несимметрию фаз трансформатора выбирают предварительно в соответствии со средним вектором напряжения несимметрии данной сети, т.е. для каждого конкретного случая, то это требует в каждом конкретном случае нового оборудования. Кроме того изготовление самого трансформатора представляет собой сложный процесс, так как несимметрию фаз трансформатора выбирают в соответствии со средним вектором напряжения несимметрии сети, который определяют исходя из величин и углов сдвига векторов несимметрии данной электрической сети при различных практических режимах. Все это также усложняет известный способ и лишает его универсальности. Кроме того, неизменность параметров симметрирующего трансформатора, обусловливающая неизменность параметров реализуемого способа, использование усредненных параметров различных сетей, отсутствие визуального контроля результатов при выполнении операции компенсации естественной несимметрии сети не позволяют оценить реальную величину компенсации естественной несимметрии сети в реальном масштабе времени, что снижает точность и достоверность результатов компенсации.

Кроме того, при фазовом способе симметрирования сети величина смещения нейтрали находится в линейной зависимости от величины изменения фазного напряжения. Поскольку несимметрию фаз трансформатора выбирают в соответствии со средним вектором напряжения естественной несимметрии данной сети, это не исключает возможность увеличения напряжения смещения на нейтрали до недопустимых значений, снижает стабильность напряжения смещения нейтрали, приводит к сбою работу автоматики устройства компенсации емкостных токов замыкания на землю, снижает надежность работы автоматики компенсирующего устройства.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания способа компенсации естественной несимметрии сети с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, осуществление которого обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании универсального способа, позволяющего выполнять компенсацию токов естественной несимметрии сети в широком диапазоне их изменения; в возможности текущего регулирования токов естественной несимметрии сети без отключения от сети дугогасящего реактора; в повышении точности и достоверности результатов компенсации; в повышения стабильности напряжения смещения нейтрали и обеспечения устойчивого характера работы автоматики в устройствах для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора.

Сущность заявленного изобретения состоит в том, что в способе компенсации естественной несимметрии сети с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, включающем снижение напряжения естественной несимметрии сети 3U₀ecт, новым является то, что управляемый дугогасящий реактор выполняют с вторичными обмотками управляющей и сигнальной, при этом снижение напряжения естественной несимметрии сети 3U₀ecT выполняют путем снижения напряжения смещения нейтрали 3Uo при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, в отсутствии однофазного замыкания на землю, при этом убеждаются, что дугогасящий реактор подключен к нейтрали сети, затем вручную управляя приводом реактора, добиваются на его сигнальной обмотке максимального значения напряжения 3U₀ (3U₀1), после чего к обмотке управления реактора через регулятор тока подключают одну из фаз трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В 50 Гц, используемой для собственных нужд, и, изменяя ток через фазу, добиваются изменения значения напряжения 3U₀1 на сигнальной обмотке реактора, значение полученного напряжения 3U₀2 фиксируют, затем, не изменяя настройки регулятора тока, к обмотке управления реактора через регулятор тока подключают поочередно оставшиеся фазы сети, фиксируют полученные на сигнальной обмотке реактора значения 3U₀3 и 3U₀4, после чего полученные для каждой фазы значения 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 сравнивают между собой и, если какая-либо из величин находится в диапазоне значений напряжения 3U₀, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, то настройку регулятора тока фиксируют, а управляющую обмотку реактора подключают через регулятор тока к этой фазе, при этом естественную несимметрию сети считают компенсированной, в противном случае из трех значений 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 определяют две фазы, наиболее эффективно минимизирующих 3U₀1, после чего к управляющей обмотке реактора через регулятор тока подключают фазу с большим эффектом минимизации и, изменяя ток фазы, стремятся добиться значения напряжения 3Uo на сигнальной обмотке, которое попадает в диапазон значений напряжения 3U₀, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, если этого значения достигают, то настройку регулятора тока фиксируют, а управляющую обмотку реактора оставляют подключенной к этой фазе через регулятор тока, при этом естественную несимметрию сети считают компенсированной, если требуемое значение 3Uo не достигнуто, то через второй регулятор тока подключают вторую выбранную фазу и формируют суммарный ток двух выбранных фаз, затем, посредством соответствующего регулятора тока, варьируя значениями протекающего тока через каждую фазу, добиваются того, чтобы суммарный ток фаз, протекающий через управляющую обмотку реактора, обеспечивал формирование на сигнальной обмотке реактора значение 3Uo в диапазоне значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, после чего настройку каждого регулятора тока фиксируют, подключение управляющей обмотки реактора через регуляторы тока сохраняют, естественную несимметрию сети считают компенсированной. Кроме того, добиваются изменения значения напряжения 3U₀1 на сигнальной обмотке реактора на 10% в ту или иную сторону.

Заявленный технический результат достигается следующим образом. Существенные признаки формулы изобретения: «Способ компенсации естественной несимметрии сети с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, включающий снижение напряжения естественной несимметрии сети 3U₀ecт,…» являются неотъемлемой частью заявленного способа и обеспечивают возможность его осуществления, а, следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата.

В заявленном способе снижение напряжения естественной несимметрии сети 3U₀ecт выполняют путем снижения напряжения смещения нейтрали 3Uo при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали в отсутствии однофазного замыкания на землю. Последнее обеспечивает штатный режим работы реактора. При отключенном источнике искусственного смещения нейтрали через реактор протекает ток, обусловленный естественной несимметрией сети. При этом, поскольку дугогасящий реактор подключен к нейтрали сети, то это позволяет вручную настроить дугогасящий реактор в резонанс с контуром нулевой последовательности сети. Возможность воздействия на электрический режим контура нулевой последовательности обеспечивается выполнением управляемого дугогасящего реактора с управляющей обмоткой. Выполнение реактора с сигнальной обмоткой обеспечивает возможность визуального контроля напряжения смещения нейтрали в зависимости от настройки дугогасящего реактора.

Наличие на сигнальной обмотке дугогасящего реактора максимального значения напряжения смещения нейтрали 3U₀ свидетельствует о настройке дугогасящего реактора в резонанс с емкостью сети. Поскольку настройку дугогасящего реактора в резонанс выполняют при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, то полученное значение 3U₀1 обусловлено наличием естественной несимметрии сети.

Изменение напряжения смещения нейтрали достигают путем введения через управляющую обмотку дугогасящего реактора в контур нулевой последовательности электрического тока - тока компенсации естественной несимметрии сети, обеспечивающего снижение естественной несимметрии сети на величину, при которой значение напряжение смещения нейтрали, обусловленное естественной несимметрией сети, находится в диапазоне значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали.

Для формирования тока компенсации естественной несимметрии сети используют трехфазную сеть переменного тока напряжением 380 В 50 Гц, используемую для собственных нужд, что упрощает способ. Подключение напряжения той или иной фазы сети к управляющей обмотке реактора через регулятор тока обеспечивает возможность формирования в управляющей обмотке реактора электрического тока, управляемого по амплитуде. Поскольку фаза напряжения сети изменяется дискретно (А, В или С), то в совокупности, в управляющей обмотке реактора формируется ток с регулируемыми амплитудой и фазой, что позволяет изменять величину напряжения смещения нейтрали, обусловленную наличием естественной несимметрии сети, до значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. При этом изменение напряжения смещения нейтрали, обусловленного естественной несимметрией сети, не до нуля, а до значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, позволяет в устройствах для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора, отслеживать количественные изменения естественной несимметрии сети по амплитуде и фазе в реальном масштабе времени, фиксировать ее увеличение по отношению к выбранному допустимому диапазону значений и формировать сигнал для ручной подстройки реактора. При этом диапазон значений напряжения смещения нейтрали, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, определяется чувствительностью устройства автоматики.

В заявленном способе на первом этапе определяют характер влияния фаз сети, используемой для собственных нужд, на изменение напряжения смещения нейтрали при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. Для этого после получения на сигнальной обмотке дугогасящего реактора максимального значения напряжения 3U₀ (3U₀1) к обмотке управления реактора через регулятор тока подключают одну из фаз трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В 50 Гц, используемой для собственных нужд. Изменяя ток фазы, добиваются изменения значения напряжения 3U₀1 на сигнальной обмотке реактора на 10% в ту или иную сторону, фиксируют значение полученного напряжения 3U₀2. В результате на сигнальной обмотке реактора формируют напряжение 3U₀2, отличающееся по величине от 3U₀1. Как показал опыт это отличие достаточно заметно для того, чтобы идентифицировать значения напряжений смещения нейтрали 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4, формируемые токами соответствующих фаз (А, В, С) сети.

Для каждой фазы сети значения 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 получают, не изменяя настройки регулятора тока, поочередно подключая фазы к управляющей обмотке реактора через регулятор тока. Полученные на сигнальной обмотке реактора значения 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 фиксируют и сравнивают между собой.

Поскольку оставшиеся фазы сети подключают к управляющей обмотке реактора поочередно, не изменяя настройки регулятора тока, то формируют одинаковую нагрузку для каждой из трех фаз сети при формировании тока через управляющую обмотку дугогасящего реактора, т.е. формируют одинаковые для трех фаз условия для формирования тока через управляющую обмотку реактора. Это обеспечивает возможность корректного сравнения полученных для каждой фазы значений напряжений смещения нейтрали 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4, что, в свою очередь, позволяет по результатам сравнения достоверно выявить характер влияния каждой из фаз сети на величину напряжения смещения нейтрали.

Как показано выше, поскольку в заявленном способе настройку дугогасящего реактора в резонанс выполняют при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, то полученное максимальное значение напряжения смещения нейтрали 3U₀1 обусловлено наличием естественной несимметрии сети. Из этого следует, что в заявленном способе критерием достижения компенсации естественной несимметрии сети является снижение естественной несимметрии сети до величины, при которой напряжение смещения нейтрали находится в пределах значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали.

Исходя из этого, если в результате сравнения какая-либо из величин 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 находится в диапазоне значений напряжения 3U₀, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, то естественную несимметрию сети считают компенсированной. При этом настройку регулятора тока фиксируют, а управляющую обмотку реактора подключают к этой фазе.

В противном случае из трех значений 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 определяют две фазы, наиболее эффективно минимизирующих 3U₀1. Затем к обмотке управления реактора через регулятор тока подключают фазу с большим эффектом минимизации и, изменяя ток фазы, стремятся добиться значения напряжения 3Uo на сигнальной обмотке, которое попадает в диапазон значений 3U₀, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. Если этого значения достигают, то настройку регулятора тока фиксируют, а управляющую обмотку реактора оставляют подключенной к этой фазе через регулятор тока, при этом естественную несимметрию сети считают компенсированной.

Если требуемое значение 3Uo не достигнуто, то через второй регулятор тока подключают вторую выбранную фазу и формируют суммарный ток двух выбранных фаз. Затем, посредством соответствующего регулятора тока, варьируя значениями протекающего тока через каждую фазу, добиваются того, чтобы суммарный ток фаз, протекающий через управляющую обмотку реактора, обеспечивал формирование на сигнальной обмотке реактора значение 3Uo в диапазоне допустимых значений при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. После чего настройку каждого регулятора тока фиксируют, подключение управляющей обмотки реактора через регулятор тока сохраняют, естественную несимметрию сети считают компенсированной.

Из вышеизложенного следует, что заявленный способ, охарактеризованный заявленной формулой изобретения, обеспечивает возможность компенсации естественной несимметрии сети путем контролируемого снижения ее до величины, при которой напряжение смещения нейтрали, обусловленное естественной несимметрией сети, находится в пределах значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. При этом для компенсации естественной несимметрии сети используют регулируемый ток фазы (или суммарных ток двух фаз) трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В 50 Гц, используемой для собственных нужд, что упрощает способ, вручную изменяя напряжение смещения нейтрали при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, путем введения через управляющую обмотку реактора в контур нулевой последовательности тока фазы, регулируемого по фазе и амплитуде. При этом компенсируют естественную несимметрию сети путем изменения напряжения смещения нейтрали до значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. Это позволяет в устройствах автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора, контролировать в реальном масштабе времени наличие изменения естественной несимметрии сети по отношению к выбранному диапазону допустимых значений и при наличии отклонений формировать сигнал на соответствующую подстройку реактора в ручном режиме. Возможность компенсации естественной несимметрии сети в ручном режиме при подключенном к сети дугогасящем реакторе в совокупности с возможностью визуального контроля результатов симметрирования на сигнальной обмотке реактора позволяют заявленным способом выполнять периодический контроль и корректировку напряжения естественной несимметрии сети, причем, не отключая реактор от нейтрали сети, и поддерживать напряжение смещения нейтрали в значениях, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. При этом возможность визуального контроля значения 3U₀ обеспечивает возможность настройки дугогасящего реактора с учетом конкретных допустимых значений напряжения смещения нейтрали при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, не прибегая к их усреднению. В совокупности это позволяет выполнять компенсацию токов естественной несимметрии сети в широком диапазоне их изменения, повышает точность и достоверность результатов компенсации естественной несимметрии сети и придает заявленному способу универсальность. Одновременно это повышает стабильность напряжения смещения нейтрали в устройствах с автоматической компенсацией емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора, обеспечивает устойчивый характер работы автоматики, повышает надежность работы компенсирующего устройства в целом.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что предлагаемый способ компенсации естественной несимметрии сети с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании универсального способа, позволяющего выполнять компенсацию токов естественной несимметрии сети в широком диапазоне их изменения; в возможности текущего регулирования токов естественной несимметрии сети без отключения от сети дугогасящего реактора; в повышении точности и достоверности результатов компенсации; в повышения стабильности напряжения смещения нейтрали и обеспечения устойчивого характера работы автоматики в устройствах для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора.

На фигуре изображено компенсационно-симметрирующее устройство, реализующее заявленный способ компенсации естественной несимметрии сети с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор.

Компенсационно-симметрирующее устройство, реализующее заявленный способ, содержит регулируемый дугогасящий реактор 1, подключенный к нейтрали трехфазной сети (не показано), и устройство 2 компенсации естественной несимметрии сети. Дугогасящий реактор 1 выполнен с вторичными обмотками: управляющей 3 и сигнальной 4. При этом выход устройства компенсации 2 подключен к управляющей обмотке 3 дугогасящего реактора 1, а вход подключен к нулевому проводу и к фазам «А», «В», «С» сети 5 380 В 50 Гц, используемой для собственных нужд.

Устройство 2 компенсации естественной несимметрии сети, содержит узел выбора фаз 6, первый 7 и второй 8 трансформаторы гальванической развязки, первый 9 и второй 10 регуляторы тока. Входы фаз «А», «В», «С» узла 6 выбора фаз подключены соответственно к входу устройства, первый 11 и второй 12 выходы узла 6 выбора фаз подключены соответственно к первичной обмотке первого 7 трансформатора гальванической развязки и к первичной обмотке второго 8 трансформатора гальванической развязки, вторичные обмотки которых подключены соответственно к входам 13, 14 первого 9 и второго 10 регуляторов тока, выходы 15, 16 которых соединены и подключены к выходу 17 устройства 2.

Первый 9 и второй 10 регуляторы тока выполнены идентичными и содержат n параллельных RC - цепей 18n и тумблеры 19n, по числу RC - цепей, первые выводы которых соединены между собой и подключены к выходу 15 (16) регулятора, а вторые выводы подключены к соответствующим тумблерам 19n, которые разомкнутыми контактами соединены между собой и подключены к входу 13 (14) регулятора 9(10).

Сеть 380 В 50 Гц к управляющей обмотке дугогасящего реактора 1 подключают коммутаторами 20 и 21 через устройство 2 компенсации естественной несимметрии сети.

Заявленный способ компенсации естественной несимметрии сети с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, реализуют следующим образом. Управляемый дугогасящий реактор выполняют с вторичными обмотками управляющей и сигнальной. Снижение напряжения естественной несимметрии сети 3U₀ecт выполняют путем снижения напряжения смещения нейтрали 3Uo при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, в отсутствии однофазного замыкания на землю. При этом убеждаются, что дугогасящий реактор подключен к нейтрали сети, затем вручную управляя приводом реактора, добиваются на его сигнальной обмотке максимального значения напряжения 3U₀ (3U₀1). После чего к обмотке управления реактора через регулятор тока подключают одну из фаз трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В 50 Гц, используемой для собственных нужд, и, изменяя ток через фазу, добиваются изменения значения напряжения 3U₀1 на сигнальной обмотке реактора на 10% в ту или иную сторону. Значение полученного напряжения 3U₀2 фиксируют. Затем, не изменяя настройки регулятора тока, к обмотке управления реактора через регулятор тока подключают поочередно оставшиеся фазы сети, фиксируют полученные на сигнальной обмотке реактора значения 3U₀3 и 3U₀4, после чего полученные для каждой фазы значения 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 сравнивают между собой.

Если какая-либо из величин находится в диапазоне значений напряжения 3U₀, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, то настройку регулятора тока фиксируют, а управляющую обмотку реактора подключают через регулятор тока к этой фазе, при этом естественную несимметрию сети считают компенсированной.

В противном случае из трех значений 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 определяют две фазы, наиболее эффективно минимизирующих 3U₀1. После чего к управляющей обмотке реактора через регулятор тока подключают фазу с большим эффектом минимизации и, изменяя ток фазы, стремятся добиться значения напряжения 3Uo на сигнальной обмотке, которое попадает в диапазон значений напряжения 3U₀, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали.

Если этого значения достигают, то настройку регулятора тока фиксируют, а управляющую обмотку реактора оставляют подключенной к этой фазе через регулятор тока. При этом естественную несимметрию сети считают компенсированной.

Если требуемое значение 3Uo не достигнуто, то через второй регулятор тока подключают вторую выбранную фазу и формируют суммарный ток двух выбранных фаз. Затем, посредством соответствующего регулятора тока, варьируя значениями протекающего тока через каждую фазу, добиваются того, чтобы суммарный ток фаз, протекающий через управляющую обмотку реактора, обеспечивал формирование на сигнальной обмотке реактора значение 3Uo в диапазоне значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. После чего настройку каждого регулятора тока фиксируют, подключение управляющей обмотки реактора через регуляторы тока сохраняют, естественную несимметрию сети считают компенсированной.

Заявленный способ реализуют в отсутствии однофазного замыкания на землю с помощью компенсационно-симметрирующего устройства в следующей последовательности.

Убедиться, что дугогасящий реактор 1 подключен к нейтрали сети.

Установить все тумблеры 19n в выключенное положение (разомкнутое). Подключить коммутаторами 20 и 21 сеть 380 В 50 Гц и управляющую обмотку 3 дугогасящего реактора 1.

Убедиться, что не включен источник искусственного смещения нейтрали (не показан).

При использовании присоединительного трансформатора, например, типа ТМПС, его переключатель должен быть установлен в нейтральное положение.

Зафиксировать исходное значение напряжения 3Uo на сигнальной обмотке 3 дугогасящего реактора 1, например, измерить устройством автоматики компенсирующего устройства или любым измерителем напряжения.

Вручную управляя приводом дугогасящего реактора 1 добиться максимального значения напряжения 3Uo (3Uo1) (точка резонанса). Подключить узлом 6 выбора фаз к первому 9 регулятору тока фазу «А» сети 5.

Включить тумблер 19₁. Через управляющую обмотку начинает протекать ток фазы «А». Отметить наличие изменения величины напряжения 3Uo на сигнальной обмотке дугогасящего реактора 1. Если изменение незначительное, менее 10% от 3Uol, то добавить величину тока включением дополнительных тумблеров 19n канала 9. В результате на сигнальной обмотке реактора формируют напряжение 3U₀2, отличающееся по величине от 3U₀1. Как показал опыт отличие от 3Uo1 на 10% в ту или иную сторону достаточно заметно для того, чтобы идентифицировать значения напряжений смещения нейтрали 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4, формируемые токами фаз сети.

Зафиксировать, полученную на сигнальной обмотке 4 дугогасящего реактора 1 величину напряжения 3Uo (3Uo2).

Зафиксировать настройку регулятора тока 9 (тумблер 19₁ включен).

Отключить питание 380 В 50 Гц коммутатором 20. Узлом 6 выбора фаз подключить к первому 9 регулятору тока фазу «В». Подключить сеть 380 В 50 Гц. Зафиксировать величину 3Uo (3Uo3) на сигнальной обмотке 4 дугогасящего реактора 1.

Отключить питание 380 В 50 Гц коммутатором 20. Узлом 6 выбора фаз подключить к первому 9 регулятору тока фазу «С». Подключить сеть 380 В 50 Гц. Зафиксировать величину 3Uo (3Uo4) на сигнальной обмотке 4 дугогасящего реактора 1.

Сравнить между собой полученные значения 3Uo2, 3Uo3, 3Uo4. Если какая-либо из величин находится в диапазоне значений напряжения 3U₀, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, то управляющую обмотку 3 реактора 1 подключают к этой фазе, а настройку регулятора тока 9 фиксируют (тумблер 19₁ включен), при этом естественную несимметрию сети считают компенсированной.

В противном случае из трех значений 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 определить две фазы, наиболее эффективно минимизирующие 3U₀1 (например, «В» и «С»). Сравнить их между собой и выбрать фазу с большим эффектом минимизации (например, фаза «В»).

При отключенной сети 380 В 50 Гц узлом 6 выбора фаз подключить фазу «В» к первому 9 регулятору тока. Включить коммутатором 20 сеть 380 В 50 Гц. Изменяя ток фазы (тубмлеры 19₁-19_п), добиться значения напряжения 3Uo на сигнальной 4 обмотке, которое попадает в допустимый диапазон значений 3U₀ при выключенном источнике искусственного смещения нейтрали. Если этого значения достигают, то настройку регулятора 9 тока фиксируют, а управляющую обмотку 3 реактора 1 оставляют подключенной к фазе «В» через регулятор 9 тока (например, тумблер 19₂ включен), при этом естественную несимметрию сети считают компенсированной.

Если требуемое значение 3Uo не достигнуто, то при отключенной сети 380 В 50 Гц узлом 6 выбора фаз подключить фазу «В» к первому 9 регулятору тока, а фазу «С» - ко второму 10 регулятору тока. В этом случае при подключенных регуляторах тока через управляющую обмотку 3 реактора 1 протекает суммарный ток фаз «В» и «С».

Посредством соответствующего регулятора 9 (10) тока, варьируя значениями протекающего тока через каждую фазу путем подключения тумблеров 19₁-19_п), добиться того, чтобы суммарный ток фаз, протекающий через управляющую 3 обмотку реактора 1, обеспечивал формирование на сигнальной 4 обмотке реактора 1 значение 3Uo в допустимом диапазоне. После чего настройку каждого регулятора тока фиксируют (например, тумблеры 19₃ и 19₂ соответственно), подключение управляющей обмотки 3 реактора 1 через регуляторы 9, 10 тока сохраняют, естественную несимметрию сети считают компенсированной.

После этого, подключают источник искусственного смещения нейтрали, сигнальную обмотку подключают к устройству для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующему фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора (например, УАРК-105, МИРК, ПАРК и т.п.), и переходят в автоматический режим работы.

Компенсационно-симметрирующее устройство может быть реализовано с дугогасящим реактором, например, РДМР, РЗДПОМ и др., выполненными с сигнальной обмоткой и с обмоткой управления.

В качестве узла выбора фаз 6 может быть использован галетный переключатель.

Область использования: изобретение относится к защите электрических линий от аварий, а именно к автоматической компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях 6-10 кВ с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, а также в сетях с комбинированным заземлением нейтрали с аналогичным дугогасящим реактором, при этом изобретение может быть использовано для автоматической настройки индуктивности дугогасящего реактора фазовым методом в резонанс с емкостью распределительной сети и для компенсации естественной несимметрии сети в штатном режиме работы сети. Сущность изобретения: способ обеспечивает возможность компенсации естественной несимметрии сети путем контролируемого снижения ее до величины, при которой напряжение смещения нейтрали находится в пределах значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. Для компенсации естественной несимметрии сети используют регулируемый ток фазы (или суммарных ток двух фаз) трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В 50 Гц, используемой для собственных нужд. Изменяют напряжение смещения нейтрали при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали путем введения через управляющую обмотку реактора в контур нулевой последовательности тока фазы, регулируемого по фазе и амплитуде. Значения 3Uo контролируют на сигнальной обмотке реактора. Достигаемый технический результат: создание универсального способа, позволяющего выполнять компенсацию токов естественной несимметрии сети в широком диапазоне их изменения; возможность текущего регулирования токов естественной несимметрии сети без отключения от сети дугогасящего реактора; повышение точности и достоверности результатов компенсации; повышение стабильности напряжения смещения нейтрали и обеспечение устойчивого характера работы автоматики в устройствах для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ компенсации естественной несимметрии сети с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, включающий снижение напряжения естественной несимметрии сети 3U₀ecт, отличающийся тем, что управляемый дугогасящий реактор выполняют со вторичными обмотками, управляющей и сигнальной, при этом снижение напряжения естественной несимметрии сети 3U₀ecт выполняют путем снижения напряжения смещения нейтрали 3Uo при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, в отсутствие однофазного замыкания на землю, при этом убеждаются, что дугогасящий реактор подключен к нейтрали сети, затем, вручную управляя приводом реактора, добиваются на его сигнальной обмотке максимального значения напряжения 3U₀ (3U₀1), после чего к обмотке управления реактора через регулятор тока подключают одну из фаз трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В 50 Гц, используемой для собственных нужд, и, изменяя ток через фазу, добиваются изменения значения напряжения 3U₀1 на сигнальной обмотке реактора, значение полученного напряжения 3U₀2 фиксируют, затем, не изменяя настройки регулятора тока, к обмотке управления реактора через регулятор тока подключают поочередно оставшиеся фазы сети, фиксируют полученные на сигнальной обмотке реактора значения 3U₀3 и 3U₀4, после чего полученные для каждой фазы значения 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 сравнивают между собой и, если какая-либо из величин находится в диапазоне значений напряжения 3U₀, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, то настройку регулятора тока фиксируют, а управляющую обмотку реактора подключают через регулятор тока к этой фазе, при этом естественную несимметрию сети считают компенсированной, в противном случае из трех значений 3U₀2, 3U₀3 и 3U₀4 определяют две фазы, наиболее эффективно минимизирующих 3U₀1, после чего к управляющей обмотке реактора через регулятор тока подключают фазу с большим эффектом минимизации и, изменяя ток фазы, стремятся добиться значения напряжения 3Uo на сигнальной обмотке, которое попадает в диапазон значений напряжения 3U₀, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, если этого значения достигают, то настройку регулятора тока фиксируют, а управляющую обмотку реактора оставляют подключенной к этой фазе через регулятор тока, при этом естественную несимметрию сети считают компенсированной, если требуемое значение 3Uo не достигнуто, то через второй регулятор тока подключают вторую выбранную фазу и формируют суммарный ток двух выбранных фаз, затем, посредством соответствующего регулятора тока, варьируя значениями протекающего тока через каждую фазу, добиваются того, чтобы суммарный ток фаз, протекающий через управляющую обмотку реактора, обеспечивал формирование на сигнальной обмотке реактора значение 3Uo в диапазоне значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, после чего настройку каждого регулятора тока фиксируют, подключение управляющей обмотки реактора через регуляторы тока сохраняют, естественную несимметрию сети считают компенсированной.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что добиваются изменения значения напряжения 3U₀1 на сигнальной обмотке реактора на 10% в ту или иную сторону.