Автоматический компенсатор емкостных токов утечек для подземных электрических сетей Советский патент 1977 года по МПК H02H9/02 H02H3/16 

I

Изобретение относится к области электротехники.

Известно устройство для автоматической компенсации емкостных токов утечек 1. Оно содержит источник оперативного напряжения, подключенный к сети посредством обратной связи, усилитель переменного тока, вход которого подключен -к выходу источника оперативного напряжения, а выход нагружен обмоткой управления компенсирующего звена.

Данное устройство характеризуется невысокой точностью настройки, что обусловлено отсутствием обратных связей между компенсирующим дросселем и емкостью сети.

Известно устройство для автоматической компенсации емкостных токов утечек, имеющее компенсирующее звено, содержащее фазочувствительный детектор и усилитель постоянного тока 2. Этому устройству, несмотря на наличие обратной связи между током управления компенсирующего звена и емкостью сети, свойственна невысокая точность настройки из-за исиользования в нем Обычного, практически линейного усилителя постоянного тока. В результате изменение температуры окружающей среды приводит к наруп1ению резонансных условий и увеличению нескомиенсированного тока утечки.

В иредлагаемом компенсаторе в целях повьинения надежности и точности автоматической компенсации источник оперативного напряжения и усилитель постоянного тока выполнены в виде транзисторных релейных элементов, а между выходом фазочувствительного детектора и входом усилителя постоянного тока включен делитель тока, выполненный из двух резисторов и стабилитрона, соединенных между собой в звезду.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого автоматического компенсатора емкостных токов утечек.

Компенсатор состоит из источника оперативного напряжения 1, выполненного в виде релейного элемента, фазочувствительного детектора 2, делителя тока 3, усилителя иостоянного тока 4 и компенсирующего звена 5.

Источник оперативного напряжения содержит транзисторы 6 и 7, работающие в ключевом режиме, благодаря чем} обеспечивается

релейный режим работы этого узла. Вход источника оперативного напряжения (эмиттербазовый переход транзистора 6) соединен через конденсатор 8 с выпрямителем 9, который подключен к вторичным обмоткам трехфазного трансформатора 10. Выход источника оиеративного наиряжения подключен к иервично обмотке трансформатора И, вторичная обмотка которого соединена с компенсирующим звеном 5 и с емкостью сети 12 посредством конденсаторов 13.

Фазочувствительный детектор 2, который может быть собран по схеме кольцевого демоулятора, подключен к источнику оперативного напряжения 1 так, что полол ительный сигнал на выходе, плюс на поло кительной обладке конденсатора 14, имеет место тогда, когда суммарная проводимость компенсирующего звена b и емкости сети 12 имеет емкостный характер.

Делитель тока 3, одним из нлеч которого является стабилитрон 15, подключен к выходу фазочувствительного детектора (конденсатор i4j и к входу усилителя 4. При этом делитель подключен к фазочувствительному детектору согласно (сигнал делителя тока совпадает по направлению с положительным сигналом выхода фазо чувствительного детектора).

Усилитель постоянного тока 4 выполнен в виде релейного элемента (триггер с эмиттерной ооратной связью). Ьход усилителя соединен с конденсатором 14 фазочувствительного детектора 2 и усилителем тока 6, а выход включен -последовательно с оомоткой управления Ш комиенсирующего звена b и выпрямителем У.

1 омпенсирующее звено содержит два компенсирующих дросселя, на магнитопроводах которых размещены оомотки управления Ш, раоочие и измерительные обмотки.

омпенсатор раоотает следующим образом.

Переменная составляющая напряжения на выпрямителе 9, выделяемая с помощью конденсатора Ь, подается на вход источника оперативного напряжения 1, периодически открывая и закрывая транзисторы о и /, в результате чего на вторичной оомотке траисформатора 11 появляется оперативное напряжение частоты 600 Гц.

Полученное таким образом оперативное напряжение прикладывается через фазочувствительный детектор 2 к компенсирующему звену 5 и емкости сети 12. Ьсли суммарная проводимость компенсирующего звена и емкости сети имеет емкостный характер, то на выходе фазочувствительного детектора появляется напряжение такой полярности, которая приводит к включеиию усилителя 4. После включения последнего ток в оомотках управления 16 начинает увеличиваться ио цеии: плюс выпрямителя 9, обмотка управления 16, выход усилителя 4, минус выпрямителя 9, в результате чего возрастает индуктивная проводимость компенсирующего звена 5.

При увеличении тока управления наступает момент, когда суммарная проводимость компеисирующего звена и емкости сети меияет свой характер на противоположный.

В этот момент полярность напряжения на выходе фазочувствительного детектора 2 меняет свой знак, что приводит к выключению усилителя 4. С этого момента ток в обмотке управления 16 начинает уменьшаться, а вместе с ним уменьшается и индуктивная проводимость компенсирующего звена Ь. Этот процесс продолжается до тех пор, пока характер суммарной проводимости снова не станет емкостным,

что приводит к очередному включению усилителя 4, и т. д.

Таким образом, схема работает в автоколебательном режиме, при котором ток управления колеблется около величины, обеспечивающей резонансную настройку компенсирующего звена 5 и емкости сети 12.

Предлагаемая схема в отличие от известных схем позволяет обеспечить ключевой режим работы всех транзисторов, благодаря

чему существенно снижается рассеиваемая на них мощность и тем самым увеличивается надежность компенсатора в целом.

Указанное построение схемы компенсатора и ключевой режим работы всех транзисторов

позволяют ооеспечить более высокую точность настройки компенсации.

Формула изобретения

Автоматический компенсатор емкостных

токов утечек для подземных электрических сетей, содержащий компенсирующее звено в виде подмагничиваемого дросселя насыщения, подключенного к сети через искусственную нулевую точку, источник оперативного напряжения повышенной частоты, вход которого через трехфазный выпрямитель и трансформатор подключен к сети, а выход через трансформатор, фазочувствительный детектор с подключенным к его выходу усилителем постоянного тока, и фильтр присоединения подключен к сети, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности настройки компенсации, источник оперативного напряжения и усилитель постоянного

тока выполнены в виде транзисторных релейных элементов, причем между выходом фазочувствительного детектора и выходом усилителя постоянного тока дополнительно подключен делитель тока, выполненный из двух резисторов и стабилитрона, соединенных между собой в «звезду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство № 213171, М. Кл. Н 02Н 3/1-8, 1970 (аналог).

2.Авторское свидетельство № 235162, М. Кл.2 Н 02-Н 9/02, 1965 (прототип).