Устройство для автоматической настройки дугогасящих катушек Советский патент 1991 года по МПК H02H9/08 

Изобретение относится к средствам распределения электрической энергии, в частности к устройствам автоматического управления режимом компенсации емкостных токов замыкания на землю в распреде- лительных сетях 6-35 кВ.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства автоматической настройки компенсации.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема.

Предлагаемое устройство содержит конденсатор 1, подключенный к одной из фаз сети для создания постоянного смеще- ния нейтрали, входной блок 2, содержащий два разделительных трансформатора 3 и 4, один из которых подключен к сигнальной обмотке дугогасящей катушки, а другой - к измерительной обмотке трансформатора напряжения, фазочувствительный усилитель 5, вход которого подключен к вторичным обмоткам трансформаторов входного блока, а выход подключен к блоку управления контакторами электродвигателя, состо- ящий из фазоизмерительной схемы и компараторов, к выходу, которых подключены транзисторы, в коллекторные цепи которых включены реле управления сигнализацией и блоком управления контактора- ми электродвигателя, блок управления контакторами электродвигателя 6, состоящий из реле 7 и 8, контакты которых заведены в цепь питания электродвигателя, а катушки подключены к сети 220 В через контакты реле фазочувствительного блока, счетно-решающий блок 9, состоящий из функционального преобразователя 10 напряжения, пропорционального углу сдвига фаз между напряжениями смещения и опорным напря- жением в напряжение, пропорциональное синусу этого угла, вход которого подключен к выходу фазоизмерительной схемы блока фазочувствительного усилителя, делителя аналоговых сигналов 11, вход которого под- ключей к выходу функционального преобразователя, а на вход X поступает через выпрямитель и стабилизатор напряжение смещения нейтрали, снимаемое с сигнальной обмотки дугогасящей катушки, и инди- катора 12, представляющего собой миллиамперметр, подключенный к выходу микросхемы делителя.

Вычисление зна опия нескомпенсированного емкостного юка происходит по формуле

1нс ГОЛС-1ЈЛП, U о

где (i - часктр см и

Д С - дополнительная емкость для создания искусственной несимметрии;

11ф - фазное напряжение сети;

р0 - угол сдвига фаз между опорным напряжением и напряжением смещения нейтрали;

Go - напряжение смещения нейтрали.

В данной формуле переменными величинами являются Do и sin , поэтому вычисление значения нескомпенсированного тока сводится к вычислению в каждый момент времени переменных функций U0 и sin pQ.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение смещения нейтрали с сигнальной обмотки дугогасящей катушки и опорное напряжение с измерительной обмотки трансформатора напряжения поступают на первичные обмотки разделительных трансформаторов 3 и 4 входного блока устройства. С вторичных обмоток разделительных трансформаторов эти напряжения поступают на вход фазочувствительного усилителя - токоограничивающие резисторы 13 и 14 и стабилизирующую цепь, собранную на диодах 15-18. С помощью диодов напряжения преобразуются в прямоугольные импульсы и через операционные усилители 19 и 20 подаются на транзисторы 21 и 22, работающие в ключевом режиме и усиливающие эти сигналы. С коллекторов этих транзисторов 21 и 22 сигналы поступают на фазоизмерительный орган, собранный из четырех элементов 2И-НЕ 23-26, на выходе которого появляется напряжение, пропорциональное сдвигу фаз напряжения смещения нейтрали и опорного напряжения.

Напряжение с выхода фазоизмеритель- ного органа одновременно поступает на вход счетно-решающего блока, на неинвертирующий вход компаратора, собранного на операционном усилителе 27 и на инвертирующий вход компаратора, собранного на операционном усилителе 28. На другие входы этих усилителей подаются опорные напряжения от напряжения питания через переменные резисторы 29 и 30. Эти резисторы используются для настройки срабатывания компараторов при определенных значениях напряжения выхода фазоизмери- тельного органа и соответственно для настройки срабатывания самого устройства автоматической настройки компенсации по углу f.

С выхода компараторов сигнал поступает через резисторы 31 и 32 на базы транзисторов 33 и 34, работающих в ключевом

режиме. В зависимости от полярности сигнала срабатывает или реле 7, включенное в коллекторную цепь транзистора 33 (режим перекомпенсации) или реле 8, включенное в коллекторную цепь транзистора 34 (режим недокомпенсации). Контакты этих реле заведены в схему управления контакторами электродвигателя дугогасящей катушки и в схему сигнализации подстанции.

Схема управления контакторами элект- родвигателя является типовой.

Схема содержит два контактора, контакты которых находятся в цепи питания электродвигателя, и две пусковые кнопки, которые шунтированы замыкающими кон- тактами пусковых реле, срабатывающий от реле блока фазочувствительного усилителя.

Счетно-решающий блок работает следующим образом.

Напряжение с выхода фазоизмеритель- ной схемы блока фазочувствительного усилителя поступает на вход функционального преобразователя счетно-решающего блока. Функциональный преобразователь собран на операционном усилителе 35, в положи- тельную обратную связь которого включены параллельные цепочки сопротивление-стабилитрон. На выходе функционального преобразователя формируется напряжение, пропорциональное синусу входного сигна- ла. Поскольку входное напряжение пропорционально углу сдвига фаз, то напряжение с выхода функционального преобразователя пропорционально синусу этого угла. Как показано в формуле, это преобразование необходимо для вычисления значения нескомпенсированного тока. С выхода операционного усилителя функционального преобразователя напряжение, пропорциональное синусу угла сдвига фаз, поступает на вход У делителя аналоговых сигналов 36. На его вход X поступает напряжение смещения нейтрали с сигнальной обмотки дугогасящей катушки, выпрямленное через мост 37-40 и стабилизированное резисторами

41, 42 и стабилитроном 43. Конденсатор 44 является Фильтром.у

Напряжение с выхода делителя 36. прямо- пропорциональное частному отделения функции sin на Uo. через подстроечный резистор 45 прикладывается к миллиамперметру 46. Таким образом миллиамперметр показывает в каждый момент времени значение .нескомпенсированного емкостного тока.

Экономический эффект от предлагаемого технического решения заключается в повышении точности и надежности настройки компенсации, что приводит к уменьшению аварийных последствий от однофазных замыканий на землю, связанных с перерывом в электроснабжении и ремонтно-восстано- вительными работами.

Формула изобретения

Устройство для автоматической настройки дугогасящих катушек, содержащее емкость для создания постоянного смещения нейтрали и последовательно соединенные фазочувствительный усилитель, один вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а другой вход - к источнику напряжения смещения нейтрали, и блок управления контакторами электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено функциональным преобразователем напряжения, пропорционального углу сдвига фаз между напряжением смещения нейтрали и опорным напряжением, в напряжение, пропорциональное синусу этого угла, делителем аналоговых сигналов и индикатором, причем к входу функционального преобразователя подключен выход фазочувствительного усилителя,- выход функционального преобразователя подключен к одному входу делителя аналоговых сигналов, к другому входу которого подключен выход источника напряжения смещения нейтрали, выход делителя аналоговых сигналов подключен к индикатору.

Реле Блока

управления

контакторами

Всхепу сигнализации

(DU2 2

Изобретение относится к средствам распределения электрической энергии, в частности к устройствам автоматического управления режимом компенсации емкостных токов замыкания на землю в распределительных сетях 6-35 кВ. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. С этой целью устройство снабжено функциональным преобразователем 10 напряжения, пропорционального углу сдвига фаз между напряжением смещения нейтрали и опорным напряжением в напряжение, пропорциональное синусу этого угла, делителем 11 аналоговых сигналов и индикатором 12. Такое устройство позволяет определить величину нескомпенсированного емкостного тока, что позволяет его использовать при ручной настройке дугога- сящих,катушек или при настройке дугогася- щих катушек с отпайками. 2 ил. 4mt w Ё О о ел 4 N VI