Устройство для компенсации высших гармоник в токе замыкания на землю Советский патент 1987 года по МПК H02H3/08 H02J3/01 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения, и предназначено для использования в электрических сетях, содержащих высшие гармоники в токах и напряжениях, с целью регулирования их уровня.

Целью изобретения является повышение точности компенсации, надежности работы сети и безопасности обслуживания.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство состоит из силового трансформатора 1, блока 2 компенсации емкостного тока замыкания на землю промышленной частоты (дугогасящей катушки) и параллельно ему блока 3, предназначенного для компенсации одной из гармоник тока замыкания. Для компенсации любой другой гармоники параллельно блоку 3 должен быть включен блок 4, аналогичный блоку 3, но настроенный на соответствующую частоту другой гармоники.

Трансформаторы 5 тока нулевой последовательности отходящих линий 6 соединены с входом блока 7 выбора поврежденной линии,который определяет ее, например, по наибольшему току нулевой последовательности основной частоты или по наибольшему току высших гармоник, как это делается в известных устройствах защит от замыканий на землю в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью.

Второй вход блока 7 соединен также с выходом трансформатора 8 напряжения нулевой последовательности включенного на iijHHiji питания сеги, а выход через запирающий фи-льтр 9 основной частоты соединен с входами нронускающих фильтров К) и И, настроенных на частоты выбранных для компенсации гармоник. Выход фильтра 10 соединен с входом схемы 12 фазового управления выходным напряжением регулируемого выпрямителя 13, например, на тиристорах и с первым входом пускового органа 14, второй вход которого подключен к выходу трансформатора 8 напряжения нулевой последовательности. Выход фильтра 11 подключен к аналогичным элементам в устройстве 4. Пусковой орган 14 может быть выполнен, например, на транзисторах или тиристорах по схеме И.

В устройстве имеется управляемый гене- ратор 15высп1их гармоник, выполненный, например, на тиристорах в виде инвертора, первый из входов которого соединен с выходом рег улируемого выпрямителя 13, а второй - с выходом пускового органа 14. Выход генератора 15 подключен к индуктивности 16, которая соединена последовательно с емкостью. 17 и образует фильтроком- , пенсирующее устройство для одной из гармоник, включенное между нейтралью трансформатора 1 и землей.

Устройство работает следующим образом. При появлении однофазного замыкания на землю в питающей сети трансформатор 8 напряжения нулевой последователь

ности выдает разрешающие сигналы одновременно на пусковой орган 14 и блок 7 выбора поврежденной линии, который автоматически определяет поврежденную линию 6 и на его выходе появляется напряжение, пропорциональное остаточному току замыкания, так как составляюн1,ая тока замыкания основной частоты в значительной степени (в частности, полностью скомпенсирована блоком 2. Напряжение с входа блока 7 поступает на вход запирающего фильтра 9, где отфильтровывается составляющая основной частоты и с выхода его снимается напряжение, пропорциональное только току высших гармоник в токе замыкания и повторяющее его спектральный состав с сохранением фазы каждой гармоники. Это напряжение подается на входы пропускающих фильтров 10 и 11, настроенных на частоты выбранных для компенсации гармоник. Число таких фильтров в общем случае равно числу компенсируемых гармоник.

С выхода фильтра 10 соответствующая гармоника ноступает на первый вход пускового органа 14 и на схему 12 управления, которая формирует, например, по принципу вертикального управления сигналы для

открывания тиристоров в регулируемом выпрямителе 13 таким образом, чтобы выпрямленное нанряжение на его выходе было пропорционально амплитуде компенсируемой гармоники, поданной на вход схемы 12 управ. 1ения. Это напряжение

с выпрямителя 13 ноступает lia первый вход управляемого генератора 15 компенсируемой гармоники, служа источником питания этого генератора и определяя тем самым амплитуду генерируемой гармоники. Одновременно с выхода фильтра 10 напряжение комненсируемой гармоники через пусковой орган 14 проходит на второй вход генератора 15 гармоник, являясь для него напряжением управления, т. е. выполняя роль сигнала задаюн1его генератора. Тем самым обеспечивается автоматически фотивофаз- ность колебаний генератора 15 и компенсируемой гармоники в токе замыкания. Напряжение с выхода генератора 15 с амплитудой, пропорциональной амплитуде компенсируемой гармоники (это условие обеспечивается в схеме 12 управления), вводится в индуктивность 16 (нанример, через транс-, форматорную связь) в нротивофазе с током компенсируемой гармоники в месте замыкания. Снижение уровня данной гармоники в токе замыкания нриводит, к снижению нанряжения на входе схемы 12 управления тиристорами управляемого выпрямителя 13, напряжение на его выходе уменьшается и соответственно уменьшается компенсирую- пдий ток через индуктивность 16. Изменяя чувствительность схемы 12 управления к напряжению с выхода фильтра 10 (с помошью потенциометра на выходе фильтра 10, например), можно задавать любую величину остаточного тока данной гармоники, если это

необходимо, например, по условиям работы устройств релейной защиты.

Формула изобретения

Устройство для компенсации высших гармоник в токе замыкания на землю в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, содержащее фильтрокомпенсирую- щие устройства в нейтрали сети, настроенные на частоты компенсируемых гармоник, отличающееся тем, что, с целью повышения точности компенсации, надежности работы сети и безопасности обслуживания, в него введены трансформаторы тока нулевой последовательности отходящих линий, трансформатор напряжения .нулевой последовательности, блок выбора поврежденной линии, запирающий фильтр промышленной частоты и пропускающие фильтры высших гармоник, управляемые генераторы высших гармоник, регулируемые выпрямители со схемами управления выходными напряжениями и пуско

вые органы генераторов высших гармоник, причем к трансформаторам тока нулевой последовательности отходящих линий и к трансформатору напряжения нулевой последовательности присоединены входы блока выбора поврежденной линии, выход которого через последовательно соединенные запирающий фильтр промышленной частоты и пропускающие фильтры высщих гармоник присоединен к схемам управления выходным напряжением регулируемых выпрямителей и к первым входам пусковых органов генераторов высших гармоник, а выходы регулируемых выпрямителей соединены с входами питания соответствуюших генераторов гармоник, входы управления которых соединены с выходами пусковых органов, а вторые входы пусковых органов подключены к трансформатору напряжения нулевой последовательности, при этом выходы генераторов гармоник подключены к фильтрокомпенсирую- щим устройствам соответствующих гармоник.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение точности компенсации, надежности работы сети и безопасности обслуживания. При появлении однофазного замыкания на землю на выходе блока 7 выбора поврежденной фазы появляется напряжение, пропорциональное остаточному току замыкания. С фильтра 9 снимается напряжение, пропорциональное току высших гармоник. Это напряжение подается на входы пропускающих фильтров 10 и 11, настроенных на частоты выбранных для компенсации гармоник. Соответствующая гармоника поступает на схему 12 управления, которая формирует сигнал на открытие тиристоров в регулируемом выпрямителе 13. Сигнал с выхода выпрямителя пропорционален амплитуде гармоники. Этот сигнал определяет амплитуду генерируемой генератором 15 гармоники. На управляюш,ий вход генератора 15 поступает сигнал через пусковой орган 14. Этим обеспечивается противо- фазность колебаний генератора 15 и компенсируемой гармоники в токе замыкания. Напряжение с выхода генератора 15 вводится в индуктивность 16 в противофазе с током компенсируемой гармоники в месте замыкания. 1 ил. со (Л со о Is: со Ci ю