Устройство для автоматической компенсации емкостных токов в электрической сети Советский патент 1984 года по МПК H02H9/08 

нечувствительности, выход блока ограничения соединен с вхолами первого блока задания зрны нечувствительности и с инвертором, к выходам первого и второго логических элементов И подключены третий и четвертый логические элементы И соответственно, к -вторым входам которых подключены первьм и второй пороговые элементы соответст венпо, третьи входы третьего и четвертого логических элементов И соединены с выходом блока времени, к вто1113рому выходу которого подключен управлякщий вход третьего контактора, выход которого подключен к двигателю дугогасящего реактора, другие входы третьего контактора подключены к выпрямителю, соединенному с сетью, вход блока времени через пятый логический элемент И соединен с выходами третьего и четвертого логических элементов И, а к входам пороговых элементов подключен датчик положения плунжеров.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНЫХ ТОКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ, содержащееплунжерный дугогасящий реактор с двигателем, подключенный к нейтрали силового трансформатора с измененным числом витков в одной из фаз, последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения нулевой последовательности сети фильтр основной частоты, первый усилительформирователь, фазочувствительный блок и фильтр постоянной составляющей, последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения сети фазовращаю1 Ц1й блок и второй усилитель-формирователь, выход которого соединен с вторым входом фазочувствительного блока, преобразователь переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжрнию, подключенный к трансформатору напряжения нулевой последовательности, преобразователь переменного напряжения в постоя:;ное, вход которого соединен с выходом фильтра основной частоты, последовательно соединенные первьй блок задания зоны нечувствительности, первый компаратор и первый логический элемент И, последовательно соединенные инвертор, вход которого подключен к входу первого блока задания зоны нечувствительности, второй блок задания зоны нечувствительности, второй компаратор Н второй логический элемент И, последовательно соединенные первый релейньй усилитель и подключенный к низковольтной сети первый контактор, последовательно соединенные второй релейный усилитель и подключенный к низковольтной сети второй (Л контактор, причем выход фильтра постоянной составляющей соединен с вторыми входами первого и второго компараторов, а выход преобразователя переменного напряжения в логический сигнал соединен с вторыми входами первого и второго логических элементов И, отличающееся тем, что, 00 00 с целью повышения точности настройки компенсации и надежности сети, оно а: снабжено последовательно соединенными сумматором и блоком ограничения, блоком задания минимальной зоны нечувствительности, третьим, четвертым и пятым логическими элементами И, блоком времени, двумя пороговыми элементами, выпрямителем, третьим контактором и датчиком положения плунжеров дугогасящего реактора причем сумматор подключен к выходу преобразователя переменного напряжения в постоянное, к второму входу сумматора подключен блок задания минимальной зоны

Изобретение относится к электрот нике, в частности к электрическим сетям, и может быть использовано в электрических сетях напряжением 6.10,35 KB для компенсации емкостны токов однофазного замыкания на землю. . Известно устройство для настройк дугогасящей катушки в воздушных сетях, содержащее задающий блок, мо делирующий потенциометр, блок сравнения, фазочувствительный усилитель К недостаткам устройства относят ся необходимость применения телемеханической связи с сетью и нечувствительность к изменениям емкости относительно земли отходящих линий и потребителей. Поэтому данное устройство не нащло практического применения . Известно также устройство для автоматической настройки плунжерног дугогасящего реактора, содержащее последовательно соединенные фильтр основной частоты, первый усилительформирователь, фазочувствительный блок и интегрирующий элемент, а так же фазовращающий блок, два релейных усилителя, блок управления реакторо и преобразователь переменного напря жения в логический сигнал с уставко по напряжению . Недостатками этого устройства являются низкая чувствнтельность р неудовлетворительная защищенность от влияния высших гармоник напряжения нейтрали. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее плунжерный дугогасящий реактор с двигателем, подключенный к нейтрали силового трансформатора с измененным числом витков в одной из фаз, последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения нулевой последовательности сети фильтр основной частоты, первый усилитель-формиро ватель, фазочувствительный блок и интегрирующий блок, последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения сети фазовращающий блок и второй усилитель-формирователь, выход которого соединен с вторым входом фазочуяствительного блока, преобразователь переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению, подключенный к трансформатору напряжения нулевой последовательности, преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого соединен с выходом фильтра основной частоты, последовательно соединённые первый блок задания зоны нечувствительности, первый компаратор и первый логический элемент И, последовательно соединенные инвертор, вход которого подключен к входу первого блока зоны нечувствительности, второй блок задания зоны нечувствительности, второй кемпаратор и второй логический элшмшкт И, последовательно соединшнные первый релейный усилитель и подключенный к низковольтной сети первый контактор, последовательно соединенные второй релейный усилитель и подключенный к низковольтной сети 3 . 1 второй контактор, причем вход интегри рующего блока соединен с вторыми входами первого и второго компараторов а выход преобразователя переменного напряжения в логический сигнал соедичен с вторыми входами первого и второго логических элементов И З . Недостатками данного устройства Являются возможность возникновения автоколебаний в системе и пониженная чувствительность в зоне малых расстроек компенсации из-за отсутстви ограничения максимума зоны нечувствительности. Цель изобретения - повышение точности настройки компенсации и надежности сети. Поставленная цель достигается тем что устройство для автоматической компенсации емкостных токов в электри ческой сети, содержащее плунжерный дугогасящий реактор с двигателем, подключенный к нейтрали силового тран форматора с измененным числом витков в одной из фаз, последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения нулевой последователь ности сети фильтр основной частоты, первый усилитель-формирователь, фазочувствительный блок и фильтр постоянной составляющей, последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения сети фазовращающий блок и второй усилитель-формировател выход которого соединен с вторым входом фазочувствительного блока, преоб разователь переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по на пряжению, подключенный к трансформатору напряжения нулевой.последовательности, преобразователь переменно напряжения в постоянное, вход которо го соединен с выходом фильтра основной частоты, последовательно соединенные первый блок задания зоны нечувствительности, первый компаратор и первьй логический элемент И, после довательно соединенные инвертор, вход которого подключен к входу первого блока задания зоны нечувствител ности, второй блок задания зоны нечувствительности, второй компаратор и второй логический элемент И, последовательно соединенные первый реле ный усилитель и подключенный к низко-вольтной сети первый контактор, последовательно соединенные второй релейный усилитель и подключенный к 7 НИЗКОВОЛЬТНОЙ сети второй контактор, причем выход фильтра постоянной составляющей соединен с вторыми входами первого и второго компараторов, а выход преобразователя переменного напряжения в логический сигнал соединен с вторыми входами первого и второго логических элементов И, снабжено последовательно соединенными сумматором и блоком ограничения, блоком задания минимальной зоны нечувствительности третьим, четвертыми пятым логическими элементами И, блоком времени, двумя пороговыми элементами, выпрямителем, третьим контактором и датчиком положения плунжеров дугогасящего реактора, причем Сумматор подключен к выходу преобразователя переменного напряжения в постоянное, к второму входу сумматора подключен блок задания минимальной зоны нечувствительности, выход блока ограничения соединен с входами первого блока задания зоны нечувствительности и с инвертором, к выходам первого и второго логических элементов И подключены третий и четвертый логические элементы И соответственно, к вторым входам которых подключены первый и второй пороговые элементы соответственно, третьи входы третьего и четвертого логических элементов И соединены с выходом блока времени, к второму выходу которого подключен управляющий вход третьего контактора, выход которого подключен к двигателю дугогасящего реактора, другие входы третьего контактора подключены к выпрямителю, соединенному с сетью, вход блока времени через пятый логический элемент И соединен с выходами третьего и четвертого логических элементов И, а к входам, пороговых элементов подключен датчик положения плунжеров, На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. К электрической сети подключен трехфазный трансформатор 1, к нейтрали которого подсоединен плунжерный дугогасящий реактор 2. К сети подключен также измерительный трансформатор 3 напряжения типа НТМИ. К вторичным обмоткам последнего подключаются входы автоматического устройства.На первый вход автоматичес кого устройства подается напряжение нейтрали с вторичной обмотки трансфор-1 матора напряжения, имеющей схему соединения разомкнутый треугольник а на второй вход - опорное (линейное напряжение Ооп с вторичной обмотки указанного трансформатора, имеющей схему соединения звезда с нулем. Напряжение нейтрали UQ поступает на вход преобразователя 4 переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению, равной 0, и фильтр 5. основной частоты, который вьщеляет основную гармонику входного напряжения. Последнее с целью повышения чувствительности блока и точности настройки с помощью первого .усилителя-формирователя 6 преобразуется в сигналы прямоугольной формы которые поступают на первый вход фазочувстнительного блока 7. Опорное , „ лп , проходя через фазовра напряжение . щающий блок 8 и второй усилитель-фор мирователь 9, поступает на второй вход фазочувствйтельного блока 7, выход которого со.единен с входом фильтра постоянной составляющей 10. Последний через первый компаратор 11 первый логический элемент И 12, третий логический элемент И 13 и первый релейный усилитель 14 соединен с управляющим . входом первого контактора 15 подключенного к сети и обеспечивающего прямое включение приводного двигателя 16 плунжеров дугогасяще о реак тора 2, а также через второй компаратор 17, второй логический элемент И 18, четвертьй логический элемент И 19 и второй релейный усилитель 20 соединен с управляющим входом второго контактора 21, подключенного к сети и обеспечивающего реверсивное включение приводного двигателя 16 плунжеров дугогасящего реактора 2. Выход фильтра 5 основной частоты через преобразователь 22 переменного напряжения в постоянное, сумматор 23, блок 24 ограничения и первый блок 25 задания зоны нечувствительности соединен с вторым входом первого компаратора 11, Выход блока 24 ограничения через инвертор 26 и второй блок 27 задания зоны нечувствительности соединен с вторым входом второго компаратора 17. Выход блока 28 задания минимальной зоны нечувствительности соединен, с вторым входом сумматора 23. Выходы первого 12 и второго 18 логических элементов И соединены с двумя входами пятого логического элемента И 29, выход которого соединен с входом блок 30 времени, причем один вькод последнего соединен с третьими входами третьего 13 и четвертого 19 логических элементов И, а второй выход - с управляющим входом третьего контактора 31, последовательно соединенного с выпрямителем 32,, подключенным к сети. Два выхода датчика 33 положения плунжеров соединены с входами первого 34 и второго 35 пороговых элементов, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами третьего 13 и четвертого 19 логических элементов И. В нормальном режиме работы сети фильтр 5 выделяет основную гармонику из напряжения нейтрали UQ , а преобразователь 22 преобразует полученное переменное напряжение в постоянное. Последнее через сумматор 23 и блок о/ /ч ограничения поступает на первый блок 25 задания зоны нечувствительности и через инвертор 26 - на второй блок 27 задания зоны нечувствительности. Блок 25 задает уставку+ IJI,, 11J а блок 27 на входе компаратора уставку - W 1|„ на входе компаратора Эти уставки противоположны по знаку и равны по величине, причем значение последней зависит от напряжений нейтрали OQ , но в отличие от известного устройства значения уставок имеют ограничение своей максимальной и минимальной величины, которые создаются соответственно блоком 24 ограничения и блоком 28 задания минимальной зоны нечувствительности. Это обеспечивает большую чувствительность в зоне малых расстроек и исключает возможность ложной работы при больших расстройствах компенсации. При резонансной настройке угол между напряжениями lion и Q , равен . нулю,, при перекомпенсации - больше нуля, при недокомпенсации - меньше нуля Для определения фазы между этими напряжениями используется фазочувствительный блок 7, выходной сигнал которого усредняется фильтром постоя.нной составляющей 10. Выходной сигнал Llnj элемента 10 соответственно при резонансной настройке равен нулю, при перекомпенсации - меньше нуля, при недокомпенсации - больше нуля. Плунжерный дугогасящий реактор 2 является инерционной механической системой и. если он постоянно отрабатывает расстройку компенсации, возникают автоколебания, что отрицательно сказывается на электропри- , воде плунжеров дугогасящего реактора. Для устранения этого явления в устройство введены две зоны нечувствительности, которые определяются напряжениями уставок- U j, H-Uu и формируются с помощью блоков 23-28. При этом максимальные границы зон нечувствительности должны быть такими, чтобы, с одной стороны, исключить автоколебание околорезонансной настройки и,с другой стороны, обеспечить остановку двигателя при выбеге внутри зоны нечувствительности. Минимальные значения зон не должны быть меньше уровня высших гармоник, которые проходят через фильтр 5 основной частоты и фазочувствительный блок 7, и постоянных составляющих, обусловленных дрейфом нуля усилителей постоянного тока, входящих в функциональные, блоки.

Устройство работает следующим образом.

При расстройке компенсации на выходе фильтра постоянной составляющей 10 появляется некоторое напряжение ILfjc соответствующего знака, которое при превьшении абсолютной величины уставки + Uij, или Ui вызывает срабатывание одного из компараторов. Выходной сигнал последнего, пройдя через логические элементы И 12 или 18 и 13 или 19, усиливается соответствуюищм релейным усилителем 14 или 20 и поступает на управляюи1 1й вход одного из контакторов 15 или 21 Двигатель 16 плунжерного реактора 2 изменяет индуктивность последнего до тех пор, пока выходной сигнал фильтра постоянной составляющей 10 не станет по абсолютной величине меньше напряжения уставки компаратора, т.е. пока не будет обеспечена настройка реактора в резонанс с сетью (или заданная настройка). При возникновении замыкания на землю автоматическое устройство блокируется и индуктивность реактора сохраняется неизменной. При однофазном замыкании на землю напряжение нейт1)али возрастает, превышая величи ну 0,3 У р - величину уставки преобразователя 4 напряжения в логический сигнал. На выходе последнего появляется логический сигнап, который, поступая на блокирующий вход логичес ких элементов И 12 и 18, запрещает

прохождение сигналов с выходов компараторов и, тем самым, блокирует действие устройства в данном режиме, обеспечивая запоминание предшествующей настройки дугогасящего реактора.

Для уменьшения выбега двигателя устройство обеспечивает динамическое торможение двигателя 16. Дпя этой цели служат блоки 29-32. Как только выходной сигнал фильтра постоянной составляющей 10 станет по абсолютной величине меньше напряжения уставки компараторов, т.е. как только будет обеспечена заданная настройка, с выходом логических элементов И 12 и 18 на вход пятого логического элемента И 29 поступают сигналы, равные логической единице, и на управляющий вход блока 30 времени - логический сигнал с выхода пятого логичекого элемента И 29.

При поступлении сигнала на вход блока 30 времени на его выходах появляются сигналы, первый из которых запрещает прохождение сигналов чере третий 13 и четвертый 19 логические элементы И на управляющие входы контакторов 15 и 21, отключая двигатель от сети, и одновременно сигнал с второго выхода блока времени обеспечивает включение третьего контактора 31 и подачу постоянного напряжения на двигатель 16. Таким образом, осуществляется динамическое торможение двигателя 16, причем время существования сигналов на вьтходах блока 30 времени равно времени динамического торможения, т.е. после остановки двигателя отключается третий контактор 31 и разрешается прохождение сшналов через третий 13 и четвертый 19 логические элементы И на управляющие входы контакторов 15 и 21. Для отключения двигателя 16 в крайних положениях плунжеров дугогасящего реактора служат блоки 33-35. При подходе плунжеров к одному из крайних положений на одном из выходов датчика 33 положения плунжеров появляется сигнал, который поступает на вход одного из пороговых элементов 34 или 35. Выходной сигнал последнего поступает на второй вход одного из логических элементов И 13 или 19, запрещая прохождение сигнала через последний на управляющий вход соответствующего контактора 15 или 21, и двигатель отключается.

9111386710

Все блоки предлагаемого устройствации в указанных режимах и исключить

можно реализовать с помощью бескон-автоколебания в автоматической систетактных элементов, что существенноме.

повысит в целом его надежность. При- Применение предлагаемого устройства

мекение изобретения дает возможность 5позволит улучшить качество процессов

повысить точность настройки компенса-в компенсированной электрической сети.