Опыт эксплуатации распределительных электрических сетей 6-35 кв показал, что надежность работы сети существенно повышается при применении автоматической настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю. Для этой цели применяются автоматические регуляторы, настраивающие дугогасящие аппараты в нормальных условиях работы сети (при отсутствии замыкания на землю). При замыкании на землю эти регуляторы автоматически отключаются. Однако в ряде случаев указанные автоматические регуляторы не обеспечивают гашения заземляющих электрических дуг. Во время возникновения замыкания на землю, например, при обрыве провода одной фазы и различных переключениях, связанных с поиском «земли, расстройка компенсации увеличивается, что приводит к увеличению тока в заземляющей дуге и, как следствие, к тяжелым авариям.
При больших расстройках компенсации, порядка ±30% и более, заземляющая дуга горит стабильно и не имеет бестоковых пауз. Сопротивление такой дуги быть от единиц до десятков омов. Если уменьщать расстройку компенсации, то процесс горенпя дуги качественно изменится: возникнут бестоковые паузы. При точной настройке, когда скорость нарастания напряжения на дуговом
промежутке eньшe скорости депонизации, дуга гаснет.
Таким образом, процесс дугового замыкания на землю имеет два существенно различных режима: первый - при больших расстройках компенсации, порядка 30% и более, дуга не имеет бестоковых пауз; второй - при малых расстройках компенсации, менее 30%, дуга имеет бестоковые паузы.
Настоящее устройство предназначено для автоматического регулирования тока компенсации при замыкании на землю в высок( вольтных сетях пере.менного тока. Устройство содержит два канала регулирования, один из которых действует при устойчивом горении дуги, а другой - при неустойчивом; при этом вы.ходы этих каналов подключены через запоминающий интегратор к исполнительному органу.
Первый канал регулирования содержит измерительный элемент, выполненный в виде трехфазной схемы, подключенной на напряжение сети, в каждую из фаз которой включены блокирующий элемент и переключающий
блок, причем входы переключающих блоков собраны по кольцевой схеме, а их выходы включены на сумматор, сигнал рассогласования с выхода которого управляет запоминающим интегратором и исполнительным оргаВторой канал регулирования содержит измерительный элемент, выиолиенпый в виде схемы сравнения, которая одним из своих входов включена на выход синхронизированного нанряжением нейтрали мультивибратора, а другим - на выход одновибратора, занускаемого синхронизированным мультивибратором, нри этом ее выход нодключен к заноминающему интегратору; при этом запоминающий интегратор вынолнен в виде входной переключающей схемы и магнитного аналогового регулирующего запоминающего блока, к которому подключен задающий генератор. Первый канал регулирования работает в режиме, когда заземляющая дуга не имеет беетоковых пауз. Работа измерительного элемента первого канала автоматического устройства основана на принципе сравнения напря/кений двух фаз, когда третья фаза заземлена через активное сонротивление. Второй канал регулирования работает в режиме горения заземляющей дуги, когда последняя имеет бестоковые паузы. Работа измерительиого элемента второго канала предлагаемого автоматического устройства основана на измерении частоты свободных колебаний напряжения смещения нейтрали нри бестоковых паузах заземляющей дуги. В момент бестоковых пауз происходят свободные затухающие колебания с частотой /с, определяемой параметрами контура нулевой последовательности электрической сети: ,/-1с где L - индуктивность дугогасящего аппарата; С - суммарная распределенная емкость сети. Зависимость частоты fc от расстройки V выводится из соотношений: - - и f,, -, так как У - 1г- /ш-LG где f - номинальная частота сети. Таким образом, действие второго канала автоматического устройства основано на принципе измерения частоты свободных колебаний в контуре нулевой последовательности сети при бестоковых паузах и позволяет осуществлять быстродействующую компенсацию емкости токов при расстройках порядка 1-30%. При небольших расстройках комненсации дуга гаснет и автоматическое устройство отключается. Предлагаемое автоматическое устройство, работающее в режиме замыкания на землю, совместно с автоматическим регуляторами компенсации, работающими в нормальном режиме работы сети, позволяет в целом решить проблему компенсации емкостных токов. На фиг. 1 изображена круговая диаграмма замыкании па землю через заземляющую дугу, когда в ней нет бестоковых пауз, ноясняющая принцин работы первого канала предлагаемого устройства, где РА - надеине нанряжения на сопротивлении замедляющей дуги в поврежденной фазе А; РО - смещение нейтрали, точка Р имеет потенциал земли, РВ и PC - нанряжение двух здоровых фаз относительно земли, которые ио амплитуде равны друг другу при точной настройке (смещение точки Р в точку иоказано стрелкой). На диаграмме рассмотреи случай с расстройкой -35%. На фиг. 2 изобра кена зависимость расстройки компенсации в процентах от частоты свободных колебаний fc напряжения смещения нейтралн в момент бестоковых науз заземляющей дуги. Эта завнсимость поясняет принцин работы второго канала устройства. На фиг. 3 нредставлена схема устройства для автоматического регулирования тока компенсации нри замыкании на землю в сетях переменного тока высокого напряжения. Предлагаемое устройство имеет два канала регулирования. Первый канал включает в себя блокирующие элементы /, 2, 3, переключающие блоки 4, 5, 6, сумматор 7, магнитное аналоговое регулируемое заноминающее устройство (МАРЗУ) 8, исполнительный орган 12. Второй канал включает в себя блокирующий элемент 14, измеритель частоты свободных колебаний нанряження смещения нейтрали 19, МАРЗУ 8 и исполнительный орган 12. Таким образом, МАРЗУ 8 и исполнительный орган 12 являются общими элементами обоих каналов. МАРЗУ 8 состоит из переключающей схемы Я регулируемого запоминающего элемента 10 и задающего генератора //. МАРЗУ 8 позволяет увеличивать быстроту действия работы регулятора и осуществить интегрирование выходных сигналов от сумматора 7 или сравнивающего устройства 18. Измеритель частоты 19 состоит из блока включения нитания 15, синхронизирующегося мультивибратора 16, одновибратора /7 и сравнивающего устройства 18. Работа первого канала. Напряжения каждои из трех фаз относительно земли подаются от трансформатора напряжения на блокируюЩне элементы 1, 2, 3, которые выпрямляют и пропускают сигнал только при его значении, близком к линейному напрял ению сети. В режиме замыкания на землю на выходе блокирующих элементов 1, 2, 3 - два напряжения, которые поступают на переключающие блоки 4, 5, 6, собранные по кольцевой схеме. КажДый переключающий блок содержит инвертор, шунтируемый полупроводниковым ключом, например, тиристором. Так, если сигнал с блока 3 поступает па блок 5, инвертор шунтируется клЕочом и сигнал с блока 2 проходит, не инвертируясь. Если же сигнала с блоинвертор и меняет знак на протнвоположный. Полученные два сигнала от переключающих блоков вычитаются на сумматоре 7, и их разность ноступает на входную нереключающую схему 9 магнитного аналогового регулируемо- 5 го запоминающего устройства 8, которая управляет переключением импульсов задающего генератора // на одну или другую дифференциальную обмотку регулируемого запоминающего элемента 10. Задающий генератор 11 10 выполнен в виде релаксационного генератора на динисторе. Выходное нанряжение магнитного аналогового регулируемого запоминающего устройства управляет исполнительным органом 12, например, тиристорным выпрями- 15 телем, который регулирует ток подмагничивания дугогасящего аппарата 13 в требуемом направлении. Работа второго канала. Нанряжение сме- 20 щения нейтрали с сигнальной обмотки дугогасящего аппарата 13 ноступает на блокирующий элемент 14. Последний пропускает сигнал, если он находится в пределах 0,9- 0,15 фазного напряжения сети, т. е. в момент, 25 когда происходят свободные колебания в контуре нулевой последовательности сети. Этот сигнал включает мультивибратор 16 измерителя частоты 19 с помощью блока включения питания 15 и одновременно синхронизирует 30 мультивибратор. Синхронизированный мультивибратор выдает прямоугольный импульс длительностью, равной полупериоду частоты свободных колебаний, который передним фронтом запускает одновибратор 17. Этот же 35 импульс мультивибратора н импульс с выхода одновибратора длительностью 10 мсек (полупериод частоты 50 гц) подаются на вход сравнивающего устройства 18, которое алгебраически суммирует импульсы. Па выходе срав- 40 нивающего устройства получается импульс, полярность и длительность которого определяются расстройкой компенсации. Этот импульс поступает на МАРЗУ 8, работа которого описана выще.
45 щии генератор. Благодаря отсечке по амплитуде блокирующими элеме1гга 1и /, 2, 3 и 4 исключаются одновременная работа двух каналов и работа предлагаемого устройства при нормальном режиме сети. Предмет изобретения 1.Устройство для автоматического регулирования тока компенсации при замыкании на землю в высоковольтных сетях переменного тока, отличающееся тем, что содержит два канала регулирования, один из которых действует при устойчивом горении дуги, а другой - при неустойчивом горении дуги, при этом выходы этих каналов подключены через запоминающий интегратор к исполнительному органу. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый канал регулирования содержит измерительный элемент, выполненный в виде трехфазной схемы, подключенной на напряжение сети, в каждую из фаз которой включены блокирующий элемент и переключающий блок, причем в.ходы переключающих блоков собраны по кольцевой схеме, а их выходы включены на сумматор, сигнал рассогласования с выхода которого управляет запоминающим интегратором и исполнительным органом. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй канал регулирования содержит измерительный элемент, выполненный в виде схемы сравнения, которая одним из своих входов включена на выход синхронизированного напрян ением нейтрали мультивибратора, а другим - на выход одновибратора, запускаемого синхронизированным мультивибратором, нри этом ее выход подключен к запоминающему интегратору. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что его запоминающий интегратор выполнен в виде входной переключающей с.хемы и магнитного аналогового регулирующего запоминающего блока, к которому подключен задаюФиг. f
70
60
50
v°/.
50юл
-so о
3DI
20
