Устройство для автоматической настройки дугогасящих реакторов Советский патент 1988 года по МПК H02H9/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для распределения электрической энергии в распределитель- ных сетях 0,4-35 кВ.

Целью изобретения является повышение быстродействия компенсации емкостных токов однофазных замыканий на землю.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик I напряжения фаз, датчик 2 напряжения нейтрали, блок 3 выбора поврежденной фазы, блок 4 выбора режима работы, фильтр 5 основной гармоники, блок 6 измерения, блок 7 регулирования и запоминания, блок 8 управления, исполнительный элемент 9, блок 10 срав нения и формирования команд, генератор 11 прямоугольных импульсов, I К датчику 1 напряжения фаз и к датчику 2 напряжения нейтрали присоединены соответственно блок 3 выбора поврежденной фазы и блок 4 выбора режима работы. К блоку 3 выбора поврежденной фазы присоединен фильтр 5 основной гармоники, а к блоку 4 выбора режима работы - блок 6 измерения с источником опорного напряжения. Блок 6 измерения соединен также с выходом фильтра 5 основной гармоники и выходом датчика 2 напряжения нейтрали. Вьоходы блока 6 измерения и генератора 11 прямоугольных импульсо соединены с блоком 10 сравнения и формирования команд. Второй выход блока 10 сравнения и формирования фаз соединен с блоком 7 регулирова- ния и запоминания, выход которого соединен с первым входом блока 8 управления. Выход блока 8 управления содинен с входом исполнительного элемента 9. Первый выход блока 10 сравнения и формирования команд соединен с вторым входом блока 8 управления.

Устройство работает следующим образом.

Информация о режиме работы сети поступает от датчика 2 напряжения нейтрали. Нормальному режиму соответствует уровень напряжения нейтрали не более 0,2 U-, режиму однофазного замыкания на землю - уровень напряжения нейтрали более 0,2 U-,.

При этом на выходе блока 4 выбора режима работы в нормальном режиме

работы имеется логический нуль, а при замыкании на землю - логическая единица.

На выходе блока 3 выбора поврежденной фазы появляется напряжение пр одновременном снижении напряжения на одной из фаз сети ниже уровня 0,2 U и повышении напряжения нейтрали выше уровня 0,2 и.,.

Остаточное напряжение поврежденно фазы с выхода блока 3 поступает на фильтр 5 основной гармоники, предназначенный для выделения сигнала частоты 50 Гц при наличии высших и субгармоник.

На выходе блока 6 измерения поступают напряжение нейтрали, напряжение поврежденной фазы и сигнал управления о и 1 соответственно для нормального режима и режима однофазного замыкания на землю от блока 4 выбора режима работы.

Блок 6 измерения содержит источни опорного напряжения (частота 50 Гц) с регулируемой фазой. В блоке 6 положительные синусоидальные полуволны напряжения нейтрали, поврежденной фазы и опорного напряжения преобра- зовьшаются в прямоугольные импульсы длительностью 10 мс, с частотой 50 Гц и постоянной амплитудой.

В нормальном режиме работы сети в блоке 6 измерения определяется разность фаз напряжения нейтрали и опорного напряжения. Опорное напряжение подбирается так, что при точной настройке компенсации разность фаз составляет 90 эл.град. При этом на выходе блока 6 измерения имеют место прямоугольные импульсы длительностью 5 мс, следующие с частотой 60 Гц о

При замыкании на землю в блоке 6 измерения определяются разность фаз между напряжением поврежденной фазы и нейтрали. При точной настройке компенсации разность этих напряжений также составляет 90 эл.град,, что достигается специальной фазовой коррекцией напряжения поврежденной фазы На выходе блока 6 измерения также, как и в нормальном режиме имеют место прямоугольные импульсы длительностью 5 мс.

Изменению расстройки компенсации на tlOO% в обоих режимах работы соответствует изменение длительности импульса на выходе блока 6 от О до

313

10 мс. Длительность импульса на выходе блока 6 является носителем информации о степени расстройки компенсации .

При точной настройке компенсации, когда длительность импульса на выход блока 6 измерения равна 5 мс, блок 10 сравнения и формирования команд не пропускает импульсы генератора 11 на вход блока 7 регулирования и запоминания.

С возникновением в сети расстройки компенсации определенного знака длительность импульса на входе блока 10 сравнения и формирования команд становится соответственно больше или меньше 5 мс При этом в каждый перио промьшшенного тока на втором выходе блока 10 сравнения и формирования команд появляется количество импульсов, соответствующее количеству ступеней реактора для ликвидации расстройки компенсации.

Число импульсов на втором выходе блока 10 сравнения и формирования команд обеспечивает соответствующий сдвиг логической 1 регистра сдвига блока 7 регулирования и запоминания. Однако переключения тиристоров исполнительного элемента 9 не происходит, так как с первого выхода блока 10 сравнения и формирования команд поступает запрещающий сигнал на вто

5

быть не более

что соответпрямо0

5

0

5 мс Т5

ствует частоте генератора 11 угольных импульсов 3000 Гц.

Основным элементом блока 7 переключения и запоминания является многоразрядный однотактньй реверсивный сдвиговый регистр. Количество разрядов регистра равно количеству ступеней переключения дугогасящего реактора. Логическая единица может находиться только в одном из разрядов регистра, во всех остальных разрядах нули. Каждому разряду регистра соответствует определенная индуктивность дугогасящего реактора, причем при сдвиге логической единицы из первого разряда до W-ro индуктивность реактора изменяется монотонно.

В зависимости от знака расстройки компенсации импульсы на втором выходе блока 10 сравнения и формирования команд осуществляют последовательными сдвиг логической единицы влево или вправо. Направление сдвига выбирают таким образом, что соответственное изменение индуктивности дугогасящего реактора приводит к восстановлению точной настройки компенсации.

Под воздействием логической единицы каждого разряда регистра в блоке 8 управления формируются мощные высо

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для распределения электрической энергии в распределительных сетях 0,4-35 кВ. Целью изобретения является повьппение быстродействия компенсации емкостных токов однофазных замыканий на землю. В устройство введены генератор прямоугольных импульсов 1I и блок сравнения и формирования команд 10, которьш обеспечивает при расстройке компенсации прохождение сигналов генератора прямоугольных импульсов и выбор требуемого ответвления дугогасящего реактора. Частота генератора выбирается таким образом, чтобы при максимальной расстрой1 е компенсации на выходе блока сравнения и формирования команд появилось число импульсов, равное количеству ступеней регулирования дугогасящего реактора. 1 ил. а (Л со о о СХ) 14)

рой вход блока В управления. Переклю- , кочастотные импульсы, управляющие

чение тиристоров исполнительного элемента 9 происходит по окончании поступления команды на вход блока 7 регулирования и запоминания в каждый полупериод промьшшеиного тока, т.е. . когда ток тиристора переходит через нуль.

Частота генератора I1 прямоугольных импульсов выбирается таким образом, чтобы при максимальной разнице длительности импульсов, равной ±5 мс, на втором выходе блока 10 сравнения и формирования команд появилось число импульсов, равное количеству ступеней регулирования. Это обеспечивает правильную работу устройства при любом включенном ответвлении в исходном состоянии.

Например, пусть ДГР имеет 15 ответвлений. При максимальной расстройке компенсации для переключения всех ступеней реактора длительность периода импульсов генератора 11 должна

40

45

5Q

55

соответствующими тиристорами испол нительного элемента 9.

Исполнительный элемент 9 предс ляет собой тиристорный коммутатор осуществляющий переключение ответ влений дугогасящего реактора и соо ветственно ступенчатое регулирован его индуктивности. Коммутирование ответвления обмотки происходит в м менты перехода тока реактора чере нулевое значение.

Таким образом,предлагаемое устройство выгодно отличается от прот типа, так как позволяет повысить .быстродействие компенсации емкост токов однофазных замыканий на зем Повышение быстродействия достигае за счет применения генератора пря угольных импульсов и блока сравне и формирования команд, обеспечива щих выбор и включение требуемого ветв; ения дугогасящего релктора в течение одного цикла работы Для обеспечения требуемого по правилам

кочастотные импульсы, управляющие

соответствующими тиристорами исполнительного элемента 9.

Исполнительный элемент 9 представляет собой тиристорный коммутатор, осуществляющий переключение ответвлений дугогасящего реактора и соответственно ступенчатое регулирование его индуктивности. Коммутирование ответвления обмотки происходит в моменты перехода тока реактора через нулевое значение.

Таким образом,предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа, так как позволяет повысить .быстродействие компенсации емкостных токов однофазных замыканий на землю. Повышение быстродействия достигается за счет применения генератора прямо-, угольных импульсов и блока сравнения и формирования команд, обеспечивающих выбор и включение требуемого от- ветв; ения дугогасящего релктора в течение одного цикла работы Для обеспечения требуемого по правилам

ь1

отклонения от точной настройки не более 5% и глубины регулирования 2, дугогасящий реактор должен иметь по меньшей мере 15 ступеней регулирования индуктивности. При частоте тактовых импульсов 3 кГц и максимальной расстройке компенсации для выбора и включения требуемого значения индуктивности реактора с тиристорным коммутатором с учетом того, что тиристор должен переключаться только при прохождении его тока через нуль, требуется не более 20 мс, что в 15 раз меньше, чем реализованное в известном устройстве.

Указанное быстродействие предла- raeMofo устройства позволит значительно повысить надежность работы сети, особенно при возникновении однофазного замыкания на землю при перемежающейся дуге. Уменьшается ущерб

706986

от аварий, повьппается бесперебойность электроснабжения потребителя.

g Формула изобретения

Устройство для автоматической настройки дугогасящих реакторов по авт.св. №868917, отличающе10 е с я тем, что, с целью повьшения быстродействия компенсации емкостных токов однофазных замыканий на землю, оно снабжено генератором прямоугольных импульсов и блоком сравнения и

15, формирования команд, а блок управления дугогасящим реактором выполнен с дополнительным третьим входом, к которому подключен блок сравнения и формировании команд, второй выход

20 которого соединен с блоком регулирования и запоминания, а два его входа соединены с выходами блока измерения и генератора прямоугольных импульсов.