Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора в режиме однофазного замыкания на землю в сети Советский патент 1990 года по МПК H02H9/08 

которая подключается к дополнительной обмотке дугогасящёго реактора 2 при помощи тиристорного ключа 24, управляемого блокирующим элементом 25. Фазоиэмерительная схема устройства во всех режимах определяет угол между напряжениями нейтра:ли и выбранной фазы о гносительно земли. В нормальном режиме напряжение фазы относительно земли имеет обозначение, аналогичное обозначению фазы напряжения источника

питания сети, совпадающей по.направлению с напряжением источника смещения нейтрали. Для вьщеления требуемого напряжения в блок выбора поврежденной фазы 5 дополнительно введены резистор, шунтирующий размыкающий контакт реле, и замыкающие контакты реле минимального напряжения, подключенные к фазам сети, неиспользуемым для определения расстройки дугогася- щего реактора. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электрических сетях для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышения надежности работы сети. Это достигается за счет уменьшения времени регулирования дугогасящего реактора 2 при замыканиях на землю путем предварительной резонансной настройки его в нормальном режиме. Работа устройства в этом режиме обеспечивается созданием искусственного смещения нейтрали. Источником смещения служит вторичная обмотка присоединительного трансформатора 1, которая подключается к дополнительной обмотке дугогасящего реактора 2 при помощи тиристорного ключа 24, управляемого блокирующим элементом 25. Фазоизмерительная схема устройства во всех режимах определяет угол между напряжениями нейтрали и выбранной фазы относительно земли. В нормальном режиме напряжение фазы относительно земли имеет обозначение, аналогичное обозначению фазы напряжения источника питания сети, совпадающей по направлению с напряжением источника смещения нейтрали. Для выделения требуемого напряжения в блок выбора поврежденной фазы 5 дополнительно введены резистор, шунтирующий размыкающий контакт реле, и замыкающие контакты реле минимального напряжения, подключенные к фазам сети, неиспользуемым для определения расстройки дугогасящего реактора. 4 ил.

Изобретение относится к электрот технике и предназначено для использования в электрических сетях для авто- матической компенсации емкостного тока замыкания на землю.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фи1 .2 - принципиальная электрическая схема блока выбора поврежденной фазы;на фиг.З и 4 - векторные диаграммы напряжений, соответствующие различным режимам сети.

Устройство содержит присоединительный трансформатор 1, дугогасящий реактор 2, емкости фаз сети относительно земли 3, трансформатор 4 напряжения, блок 5 выбора поврежденной фазы, фильтр 6 низкой частоты, фазовый .корректор 7, двуполупериодный выпрямитель 8, пороговые элементы 9-11, асинхронный RS-триггер 12, лот ический элемент НЕ 13, усилитель-ограничитель 14, преобразователь 15 импульсов, блок 16 формирования коротких импульсов по переднему фронту входного сиг- кала, логический элемент ЗИ 17, логи- ческие элементы 2И 18 и 19, асинхронные RS-триггеры 20 и 21 с разрешающим V-входом, блок 22 управления дугога- сящим реактором, резистор 23, тирис- торный ключ 24 и блокирующий элемент 25.

Блок 5 выбора поврежденной фазы содержит три реле 26-28 минимального напряжения, три ограничительных резистора 29-31, три размыкающих контакта 32-34 указанных реле, два замыкающих контакта 35 и 36 реле 26 и 28 соответственно и резистор 37.

5

п

,

5

0

Вторичная обмотка трансформатора 4 напряжения, соединенная в звезду, подключена к входу блока 5 выбора поврежденной фазы, который предназначен дпя выделения требуемого фазного напряжения относительно земли в нормальном режиме сети и напряжения поврежденной фазы при возникновении однофазного замыкания на землю. Выход блока 5 подключен к входу фильтра 6 низкой частоты, который предназначен для выделения основной гармоники сети из напряжения поврежденной фазы.

Вторичная обмотка трансформатора 4 напряжения, соединенная в разомкнутый треугольник, включена на вход фазового корректора /, при помощи которого устраняется погрешность настройки реактора от фазовых погрешностей в трансформаторе 4 и фильтре 6 низкой частоты,. Выход фазового корректора 7 через двч хполупериодный выпрямитель 8 подключен к входу первого порогового элемента 9. Входы второго и третьего пороговых элементов 10 и 11 соединены с выходом фазового корректора 7, а их выходы подключены соответственно к динамическим К-входу и S-входу триггера 12.

Выход фильтра 6 низкой частоты через усилитель-органичитель 14 и преобразователь 15 импульсов соединен с входом блока 16 формирования коротких прямоугольных импульсов. Сигнал с выхода порогового элемента 9 поступает на первый вход логического элемента ЗИ 17. Второй вход этого элемента соединен с выходом RS-триггера 12, а третий вход - с выходом блока 16. Первые входы логических элементов 2И 18 и 19 подключены соответственно к выходу второго порогового

5,

Элемента 10 и через элемент НЕ 13 - к выходу третьего порогового элемента 11. Вторые входы этих элементов соединены с выходом блока 16. При резонансе единичные импульсы появляются на выходе элемента ЗИ 17, а при перекомпенсации и недокомпенсации - соответственно на выходах элементов 18 и 19. Вькоды элементов 18 и 19 подключены к динамическим S-входам соответственно RS-триггеров 20 и 21. На динамические R-входы этих триггеров поступают сигналы с выхода элемента ЗИ 17.

RS-триггеры 20 и 21 предназначены для формирования сигналов управления соответственно при перекомпенсации и иедокомпенсации. Выходы RS-триггеров 20 и 21 подключены к входам блок управления дугогасящим реактором 22, который изменяет индуктивность дуго- гасящего реактора. Для исключения одновременного появления сигналов на выходе RS-тpигlepoв 20 и 21 выход RS-триггера 20 соединен с инверсным V-входом RS-триггера 21, а выход тригера 21 с инверсным V-входом RS-триг гера 20.

Вторичная обмотка присоединительного трансформатора 1 через резистор 23 и тиристорный ключ 2А подключена к дополнительной обмотке реактора 2. Это обеспечивает создание напряжения смещения нейтрали, необходимое для работы устройства в нормальном режиме. Управляющие электроды тиристорно го ключа 2А соединены с выходом бло- кируюсг.его элемента 25, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора 4 напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник.

Реле 26-28 минимального напряжени блока 5 выбора поврежденной фазы включены на фазные напряжения вторичной обмотки трансформатора Д напряжения. Ограничительные резисторы 29-31 соединены в зпезду при помощи размыкающих 32-34 и двух замыкающих 35-36 контактов реле 26-28. Входы реле напряжения и ограничительных резисторов соединены так, что в цепи резистора, подключенного к входу реле, находится размыкающий контакт этого реле. Место включения замыкающих контактов двух реле напряжения, включенных на фазные напряжения с обозначениями, отличными от обозначения фазы напряжения источника питания сети, совпа7527 6

даюи1ей по направлению с напряжением вводимым в нейтраль сети, и второго резистора 37 зависит от фазы вводимого напряжения.

На фиг. 1 на вторичную обмотку ду- гогасящего реактора подается напряжение , совпадающее по направлению с напряжением фазы В источника пита. ния. В этом случае второй резистор 37 включается параллельно размыкающему контакту 33 реле 27 напряжения фазы В и последовательно соединенные замыкающие 1 онтакты 35 и 36 включены меж. - ду тем же размыкающим контактом реле 27 и общей точкой контактов 32 и 34. Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме сети на выходе

20 блокирующе1 о элемента 25 появляется напряжение, которое включает тиристорный ключ 24. Через этот ключ, резистор 23 и дополнительную обмотку реактора 2 от вторичной обмотки трансфор5 млтора 1 в нейтраль сети вводится напряжение для создания напряжения смещения нейтрали IL,

Напряжение ,д при резонансной настройке ду1 огасящего реактора сов-JQ падпет по направлению с одним из фазных напряжений сети относительно земли. Па фш .З показана векторная диаграмма напряжений в нормальном режиме

сети при ипдаче в нейтраль сети нап- ряжения I gj.,. В этом случае напряжение при речопансной настройке совплдг.ет по направлению с напряжением угол ( между векторами этих напряжений рапен нулю. При расстройке Q компенсации этот угол изменяется согласно выражению

Ц н arete ,

5 1 де V - степень расстройки компенсации;

d - коэф((1ициент успокоения компенсированной сети. Таким образом, угол Срц является информационным параметром о расстройке компенсации в нормальном режиме сети. Преобразование этого параметра в сигнал управления дугогасящим реактором осуществляется в такой последо5 I

вательности.

Напряжение Ид через резисторы i 30, 37, замыкающие контакты 35, 36 (реле 26-28 находятся в сработанном

716

состоянии) и фильтр 6 поступает на вход усилителя-ограничителя 14, а напряже1ше U«o - через фазовый корректор 7 на входе пороговых элемен- тов 9-11.

При недокомпенсации напряжение , UgiL. опережает по фазе напряжение Uj, что приводит к совпадению во времени единичных импульсов на входах элемен- та 2И 19. В результате на динамическом S-входе RS-триггера 21 появится единичный импульс, переключающий его в состояние l. Этот RS-триггер включает блок 22 управления, который будет -увеличивать ток реактора до тех пор, пока напряжение и 5 не совпадет по фазе с напряжением нейтрали 1). .

В момент времени, когда фазовый сдвиг между напряжениями Ujo станет равным нулю, что соответствует резонансной настройке реактора, единичные импульсы с выхода блока 16 совпадают во времени с импульсами на выходе блоков 9 и 12. В результате на выходе элемента ЗИ 17 появится единичный и myльc, который переключит RS-триггер 21 в состояние О. Логический сигнал на входе блока 22 управления исчезает. Однако вследствие инерционности фиксация положения ду- гогасящего реактора произойдет с запаздыванием и система регулирования возвратится в устойчивое состояние с некоторой погрешностью относительно резонансной настройки. При этом импульс на вькоде блока 16 не выходит из зоны импульса на выходе триггера 12. Длительность последнего определяется уставкой пороговых элементов 10 и 11. Регулируя напряжения U,, -и.., можно установить такие зоны недокомпенсации и перекомпенсации, при которых обеспечивается устойчивая работа системы автоматической компен- сации при минимальной погрешности настройки.

В случае перекомпенсации напряжение Uftv будет отставать по фазе от напряжения UJQ. На входах логического элемента 2И 18 произойдет совпадение во времени единичных импульсов, что приведет к появлению такого же сигна- ла на динамическом S-входе RS-тригге- ра 20. Последний переключится в состояние Г . При этом включается блок 22 управления и уменьшает ток реактора до наступления резонанса.

иго

25;

8

При металлическом или усто.йчивом дуговом замыкании фазы на .землю напряжение этой фазы относительно земли снижается и одно из реле блока 5 переключает свои контакты. Одновременно из-за увеличения напряжения нейтрали срабатывает блокирующий элемент снимающий управляющий сигнал с тиристорного ключа 24. В результате источник смещения напряжения нейтрали отключается.

В режиме замыкания на землю фазы В срабатывает реле 27 блока 5 выбора поврежденной фазы. Контакт 33 этого реле замыкается и шунтирует резистор 37. На выходе блока 5 появляется напряжение поврежденной фазы Uj,, из которого фильтр 6 выделяет основную гармонику. Для обеспечения требуемой чувствительности устройства в окрестности резонансной настройки реактора при малых значениях переходного сопротивления в месте повреждения фильтр 6 вьтолняется активным, а усилитель- ограничитель 14 с большим коэффициентом усиления.

На фиг.4 приведена векторная диаграмма напряжений при замыкании на землю фазы В. Информационным параметром в этом режиме служит угол между векторами напряжений поврежденной фазый и нейтрали U-i, Этот угол в зависимости от расстройки компенсации изменяется по тому же закону, что и угол tp в нормальном режиме сети. Следовательно, сигналы управления на выходах RS-триггеров 20 и 21 будут формироваться, как указано выше.

Б режиме перемежающегося дугово1 О замыкания фазы на землю при первоначальном зажигании угол ССа между напряжениями U о такой же, как и в нормальном режиме. В этот промежуток времени формирование сигналов управления будет происходить аналогичным образом. После погасания дуги угол (Рf в переходный период начинает увеличиваться. Поскольку этот угол не может измениться более чем на 360 , то совпадение идентичных импульсов во времени на выходе элементов 9, 12 и 16, необходимое для изменения состояния RS-триггеров 20 и 2J с разрешающим V-входом не произойдет. При повторном зажигании дуги и расстройке компенсации емкостно1 о тока состояние элементов схемы останется прежним. В случае резонансной настройки дуге28 Л

Фз

и

ciai Uai г.З

г/

и

о.рел.

uz.4