Устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю Советский патент 1989 года по МПК H02H9/08 

4; ел

со

31495

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для систем автоматической компенсации емкостных токов замыкания на землю в высоковольтных распределительных сетях.и является усовершенствованием устройства по основному авт. св. № 1265914.

Цель изобретения - повышение быст родействия настройки дугогасящего реактора с подмагничиванием в динамических режимах работы электрической сети.

На чертеже представлена блок-схе- ма предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 выбора напряжений, предназначенный для вьще ления требуемого напряжения в различных режимах сети, блок 2 определения режима сети и управляющий работой блока выбора напряжений и переключателя 3, которьй подключает к выходу блока 1 входы фазовращателей 4 и 5, соответственно формирующих опорные напряжения для режимов сети: нормального и замыканияj делитель 6, , снижающий напряжение нейтрали, первы сумматор 7, вьщеляющий.напряжение выбранной фазы относительно земли

путем вычитания векторов опорного напряжения и нейтрали, фазо-частот- ные фильтры 8 и 9, слзтаащие для по- Ььшения чувствительности измерительного органа фазы в режиме перемещающегося дугового замыкания с исполь- зованием их фазо-частотных характеристик и подавления сигналов с частотами, отличающимися от рабочей частоты сети, усилители-ограничитй- ли 10 и 11, преобразующие входные сигналы в прямоугольные импульсы, частотно-фазовьй компаратор 12, обеспечивающий формирование выходных импульсов с правильным знаком при различающихся частотах входных сигналов после обрывов дуги в месте повреждения, интегрирующий усилитель 13 дифференцирующее звено 14, формирующий дополнительный сигнал .управления в переходных режимах по производной выходного напряжения усилителя 13, датчик 15 тока, предназначенный для получения сигнала обратной связи, пропорционального току подмагничива- ния, суммируюп(ий усилитель 16 сигна- лов с вькодов интегрирующего усилителя, дифференцирующего звена и датчика тока, блок 17 управления дуго

5

Q

5

0 5 0

-, -

5

5

0

гасящим реактором 18, соединенный с вькодом суммирующего усилителя.

Работа устройства во всех режимах электрической сети основана на принципе измерения угла между векторами напряжения нейтрали и напряжения выбранной фазы сети относительно земли, определяемого как разность двух напряжений - опорного и нейтрали .

В качестве опорного напряжения в различных режимах сети используются соответствующие фазные напряжения: относительно нейтрали, формирование которых происходит из линейных напряжений при помощи блоков выбора напряжения и определения режима сети, переключателя и фазовращателей.

В номарльном режиме сети необходимо наличие напряжения на нейтрали, KOTopog может быть создано подключением асимметрирующей емкости к одной из фаз сети. Если она подключается, например, к фазе А, то блок выбора напряжения выделяет линейное напряжение сети e. которое через нормально замкнутые контакты переключателя поступает на фазовращатель 4, осуществляющий поворот

-- J7

напряжения U /УЗ на + т, обеспечивая получение требуемого опорного напряжения U j, в нормальном режиме,

В режиме замыкания-на землю на выходе блока определения режима присутствует управляющий сигнал, под действием которого блок 1 производит выбор линейного напряжения между фазами сети, свободными от замыкания,

а переключатель соединяет выход блока 1 с входом фазовращателя 5,отключая при этом вход фазовращателя 4. Если, например, произошло замьгкание фазы А на землю, то на выходе блока выбора напряжений устанавливается напряжение Ugc/l j на выходе фазовращателя 5 - напряжение Од о используемое в качестве опорного и получаемое путем поворота вектора

и

ее

/УЗ на -. Полученное опорное напряжение для соответствующего режима поступает на один вход сумматора 7, на другом входе которого постоянно имеется напряжение нейтрали уменьшенное на требуемую величину

при помощи делителя 6. Снижение напряжения делителем на входе сумматора эквивалентно увеличению переходного сопротивления в месте повреждения так как сумматор выделяет разность напряжения поврежденной фазы относительно нейтрали и напряжения нейтрали, равную напряжению поврежденной фазы относительно земли, т.е. напря- жение в месте повреждения.

Вьщеление напряжения в месте повреждения путем измерения двух напряжений, имекщих достаточную амплитуду с помощью делителя и сумматора спо- собствует улучшению функционирования устройства в области резонансных настроек, .при мальпс значениях переходного сопротивления и металлическом замыкании на земпю,

Напряжения с выходов делителя и сумматора поступают на входы фазо- частотных фильтров 8 и 9, которые отфильтровывают сигналы основной гармоники и в режиме перемежающего- ся дугового замькания увеличивают фазовый сдвиг межд,у входным и выходным сигналами в соответствии с выражениями из фазочастотных характеристик:

у, arctg Q ( -f - 77)

Ч

W

W

где Q - добротность фильтра, и). - резонансная частота фильтра, равная угловой частоте сети 314, с $ ц; - частота свободных колебаний напря- жения нейтрали. Чувствительность по углу, следовательно, и точность наст ройки в указанном режиме можно -регулировать изменением добротности фильтров. Синусоидальные сигналы с выходов фильтров в усилителях-ограничителях преобразовываются в однопо- лярные прямоугольнь1е импульсы с длительностью, равной половине периода следующих сигналов.

Частотно-фазовьй компаратор во : всех режимах работы сети формирует выходные импульсы соответствующего знака с длительностью,- равной if/СО где LP - угол сдвига по фазе двух сигналов, поступающих на его входы.

Выходные импульсы частотно-фазового компаратора поступают на интегрирующий усилитель 13, который на выходе формирует напряжение управления, пропорциональное длительности импульсов.

, .„

, -г 20

25

30

40

35 - .

45

50

55

Формирование оптимального сигнала на входе блока 17 управления дугога- сящего реактора, обеспечивающего быстродействие устройства его настройки в переходных режимах работы сети, происходит с помощью суммирующего усилителя 16, на вход которого подаются сигналы с выходов датчика тока подмагничивания: интегрирующего усилителя и дифференцирующего звена.

Введение отрицательной обратной связи по току подмагничивания позволяет форсировать рост тока в обмотке подмагничивания в переходных режимах, Коэффициент передачи обратной связи по току выбирается из условия ограни- чения величины тока i, на допустимом уровне и требуемой кратности форси- ровки по напряжению подмагничивания. Поэтому управляемьй преобразователь должен иметь на своем выходе запас по величине напряжения.

Введение дополнительного сигнала управления по производной напряжения d(Uy/c3t, где и - напряжение на выходе интегрирующего звена 13; дает возможность увеличить коэффициент усиления контура регулирования при незначительном перерегулировании и сократить время установления резонансного режима.

Таким образом, введение дополнительных сигналов по производной напряжения с выхода интегрирующего усилителя, величине отрицательного напряжения, пропорционального току подмагничивания дугогасящего реактора, позволяет существенно увеличить быстродействие настройки дугогасящего реактора при возникающих расстройках режима компенсации во время существования замыкания на земпю и значительно сократить длительность горения дуги в месте повреждения.

Применение предлагаемого устройства повышает эффективность компенсации емкостных токов и в целом надежность функционирования распредели тельных электрических сетей 6-35 кВ,.

Формула изобретения

Устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю.по авт, св.

№ 1265914, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия настройки дугогасящего

7 14959008

реактора с подмагннчиванием в дина-ному зажиму блока управления дугоми1ческих режимах работы электричес-гасящего реактора, выход датчика тоKoR сети, оно снабжено дифференци- ,ка подключен к второму входу сумма-

ру|ощим звеном, датчиком тока и сум-руняцего усилителя сигналов, к третьемнрующим усилителем сигналов, причем му входу суммирующего усилителя сигвыкод интегрирующего усилителя под-налов подключен выход дифференцируюклочен к входу дифференцирующегощего звена, выход суммирующего усизв;на и первому входу суммирующего ,лителя сигналов подключен к входу

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия настройки дугогасящего реактора с подмагничиванием в динамических режимах работы электрической сети. Цель достигается за счет того, что в устройство введено дифференцирующее звено 14, датчик тока 15 и суммирующий усилитель 16. На вход блока управления 17 дугогасящим реактором подается сигнал, зависящий от суммы величины выходного напряжения блока интегрирования, производной этого напряжения и отрицательной обратной связи по току дугогасящей катушки, что сокращает время переходного процесса, 1 ил.

шителя сигналов, один входной за- д блока уЬравления дугогасящим реакус

жи датчика тока подключен к выход- тором.