Устройство для определения знака расстройки компенсации тока замыкания на землю Советский патент 1988 года по МПК H02H9/08 

Изобретение относится к ч. И Ктр/о-як р- гетике и .может быть нримеиено в высоко- во.1ьтиых э.чектрически.х сс-тих с комппк-а- цней емкостных токов д.1я настройки дуго- racHHUi.x реакторов со стуиенча1Ь 1 регу. рованием на требуемый режнм комненсацни емкостны.х токов замыкания на зем.ио. Ие.и. - илизинение точности и улучн1енне функционирования. Работа устройства основана на о|||)еделеиии зиака ())азы .между напряжением смешения нейтра.чн, и(),|учаемо|Ч) путем его и: ме 1ения ирн отк.иоченном раз ьедннп геле 11, и тока, нротекающск в цени реакгора. ко1 да раз ьединитс,1ь 1 1 ;%,1()чеи. Знак рас стройки ко.миенсации (|.и1о:;иачио оире.че- .|яется ио знаку yi .ia между иаиряженис-м смешения нейтра,1И си. траисформатм- ра отиоси ге,-1ьио зем,1И HJMI отк.чючениом реакторе и током, возникаюни1м в реакторе ирн ei o подключении к нейт|)али гранс()орматора. При 1)азомкиутом раз ьедипите.че И нере- к. початель нерево.аится -в но.чожеиие измерения напряжения смешепия, сиимасмок) с разомкнутого треугольиика Т|)а11сформа 1о ра 13. С помощью ре1-у,. 1ировки фазоново- pcjTHOi o блока добиваюгся установки и ;MV рите, 1ьиого прибора на ну. 1евую (. Затем нереключате. и. 2 не)1 водигся и рг жим измерения тока реакгора Но показанию изме)ите, 1ьиого прибора OIIJHMI - ляют знак. paccTpoiiKH компенсации. Па с.чучай возиикновення .чам)1кання на лю нредусмотреп oi раннчите. сигиа.-|а 4. .аши1цаюи1ий с()и.) а. 3 и.|. о (Л

I

1--- i

V

, -

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено в высоковольтных электрических сетях с компенсацией емкостных токов для настройки ду- гогасящих реакторов со ступенчатым регу- ,-лированием на требуемый режим компенсации емкостных токов замыкания на землю.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2-4 - эквивалентная схема трехфазной сети и соответствующие ей векторные диаграммы, построенные для случаев недокомпенсации и перекомпеисации тока замыкания на землю; на фиг. 5 - принципиальная схема устройства, пример исполнения.

Устройство содержит датчик 1 тока, переключатель 2, фазоповоротный блок 3, ограничитель 4 сигнала, фильтр 5 основной гармоники, усилители-формирователи 6 и 7, фазочувствительный орган 8 и магнитоэлектрический прибор 9. Датчик тока включен в цепь реактора 10, соединенного через разъединитель 11 с нейтралью силового трансформатора 12, фазоповоротный блок 3 и один вход переключателя 2 подключены к вторичным обмоткам измерительного трансформатора 13 напряжения, питающегося от высо- ковольтной сети.

Работа устройства основана на определении знака фазы между напряжением смещения нейтрали, получаемого путем его

измерения при отключенном разъединителе д в режим измерения фазы тока реактора. 11, и тока, протекающего в цепи реактора,

когда разъединитель 11 включен. Известно, что расстройка характеризуется значением коэффициента расстройки

По показанию измерительного прибора, указатель которого отклоняется в ту или иную сторону, определяют знак расстройки компенсации. На случай возникновения замыкания на землю предусмотрен ограничи- 35 тель 4 сигнала, защищающий фильтр 5. На фиг. 5 приведен пример реализации устройства на типовых элементах. Фазоповоротный блок выполнен на двухсекционном переключателе 14, трансформаторе 15, переменном сопротивлении 16 и конденсаv 1-1

где С - результирующая емкость фаз сети

относительно земли;

L - индуктивность дугогасящего реактора.

По показанию измерительного прибора, указатель которого отклоняется в ту или иную сторону, определяют знак расстройки компенсации. На случай возникновения замыкания на землю предусмотрен ограничи- 35 тель 4 сигнала, защищающий фильтр 5. На фиг. 5 приведен пример реализации устройства на типовых элементах. Фазоповоротный блок выполнен на двухсекционном переключателе 14, трансформаторе 15, переменном сопротивлении 16 и конденсаИз векторных диаграмм на фиг. 3 тан- 40 .р jy. Он позволяет устанавливать векгене угла между напряжением смещения нейтрали силового трансформатора относительно земли при отключенном реакторе (напряжением холостого хода) Uo и током I,

тор выходного напряжения в пределах О- ЗбО . Ограничитель сигнала содержит резистор 18 и двуханодный стабилитрон 19. Филътр основной гармоники выполнен с приtgcp

(2)

возникающим в реакторе при его подклю- мепением операционного усилителя 20, охва- чении к нейтрали трансформатора (вклю-ченного частотно-зависимой обратной связью,

чение на напряжение холостого хода).Он позволяет в отличие от известного

равен, :Х устройства повысить добротность и чувствительность предлагаемого устройства. Усилители-формирователи выполнены н/а операционных усилителях 21 и 22 и охвачены положительной обратной связью. Для формирования импульсов одной полярности предусмотрена схема их вь деления с помощью диодов 23-25 и резисторов 26-28. Фазочувствительный орган выполнен с применением логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 29 и компаратора 30, преобразующего однополярные импульсы в двух- полярные. На выход компаратора подклюR + R

где R --- результирующее активное сопротив- Q ление сети относительно земли;

R -активное сопротивление реактора.

Выразив из (1) шс и подставив его в (2), получаем

tgtp 4-RK Kt,(3)

где коэффициент К - положительное чис- 55 ло, не влияющее на знак расстройки.

Следовательно, знак угла ф однозначно и точно определяет знак расстройки ком

0

5

пенсации тЛ. При этом, как видно из выражения (3), не нужно знать активные потери в дугогасящем реакторе. Определение знака угла ф в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.

При разомкнутом разъединителе 11 переключатель 2 переводится в положение измерения напряжения смещения Uo, снимаемого с разомкнутого треугольника трансформатора 13. Это напряжение через переключатель 2 и ограничитель 4 сигнала подается на фильтр 5 основной гармоники, который выделяет сигнал промышленной частоты OJ и усиливает его. На фазоповоротный блок 3 поступают сигналы с обмоток, соединенных в звезду, трансформатора 13. С выхода фазоповоротного блока 3 и фильтра 5 соответствующие напряжения подаются на усилители-формирователи 6 и 7, которые преобразуют эти сигналы в прямоугольные импульсы одинакового уровня. С выхода формирователей прямоугольные импульсы поступи. ют на фазочувствительный орган 8, к выходу которого под- сединен измерительный прибор 9. С помощью регулировки фазоповоротного блока обеспечивают установку измерительного прибора на нулевую отметку. При этом вектор напряжения на выходе фазоповоротного блока Уфну опережает напряжение L fi на 3i:/2. Затем включается разъединитель 11 и переключатель 2 переводится

в режим измерения фазы тока реактора.

По показанию измерительного прибора, указатель которого отклоняется в ту или иную сторону, определяют знак расстройки компенсации. На случай возникновения замыкания на землю предусмотрен ограничи- тель 4 сигнала, защищающий фильтр 5. На фиг. 5 приведен пример реализации устройства на типовых элементах. Фазоповоротный блок выполнен на двухсекционном переключателе 14, трансформаторе 15, переменном сопротивлении 16 и конденса.р jy. Он позволяет устанавливать вектор выходного напряжения в пределах О- ЗбО . Ограничитель сигнала содержит резистор 18 и двуханодный стабилитрон 19. Филътр основной гармоники выполнен с причен измерительный прибор с двухсторонней шкалой. В качестве датчика тока используется измерительный трансформатор тока.

Предлагаемое устройство характеризуется высокой точностью определения знака расстройки благодаря исключению влияния активных потерь в реакторе и применению усилителей-формирователей и активного фильтра, обеспечивающих работу устройства в широких пределах изменения напряжения смещения нейтрали, что существенно улучшает его функционирование.

Для настройки устройства не требуется проведения предварительных опытов за- мыкания на землю. При необходимости шкала измерительного прибора может быть отградуирована по величине расстройки компенсации, что позволяет ускорить процесс выбора требуемого режима.

Применение устройства, точно и эффек- 20 пряжения, соединенных в разомкнутый тивно устанавливающего требуемые режи-треугольник, вход второго усилителя-формы компенсации, способствует снижениюмир ователя подключен к вькходу фазоноотрицательных последствий однофазных за-воротного блока, выходы усилителей-формыканий и повышает в целом надежностьмирователей соединены с входами фазочувсистем электроснабжения.ствительного органа.

Формула изобретения Устройство для определения знака расстройки компенсации тока замыкания на землю, содержащее измерительный трансформатор напряжения, к обмотке которого, соединенной в звезду, подключен фазоповорот- ный блок, ограничитель сигнала, фильтр основной гармоники .-ети, фазочувствительный орган, к выходу которого подключён магнитоэлектрический прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя усилителями-фо.рмирова- телями, переключателем и датчиком тока дугогасящего реактора, причем вход первого усилителя-формирователя через фильтр основной гармоники, выполненный на активных элементах, и ограничитель сигнала соединен с выходом переключателя, первый вход которого соединен с выходом датчика тока дугогасящего реактора, а второй - с выходом обмоток трансформатора наi/tfJfTt/

Фиг 5

0

0 пряжения, соединенных в разомкнутый треугольник, вход второго усилителя-форФормула изобретения Устройство для определения знака расстройки компенсации тока замыкания на землю, содержащее измерительный трансформатор напряжения, к обмотке которого, соединенной в звезду, подключен фазоповорот- ный блок, ограничитель сигнала, фильтр основной гармоники .-ети, фазочувствительный орган, к выходу которого подключён магнитоэлектрический прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя усилителями-фо.рмирова- телями, переключателем и датчиком тока дугогасящего реактора, причем вход первого усилителя-формирователя через фильтр основной гармоники, выполненный на активных элементах, и ограничитель сигнала соединен с выходом переключателя, первый вход которого соединен с выходом датчика тока дугогасящего реактора, а второй - с выходом обмоток трансформатора на(ригЛ