Автоматический регулятор дугогасящего реактора Советский патент 1977 года по МПК H02P13/04 H02H1/02 

1

Изобретение относится к области автоматизации систем электроснабжения и может быть использовано для систем автоматической компенсации токов однофазных замыканий в сетях с протяженными кабельными линиями напряжением 6-35 кв.

Известные регуляторы (1, 2) построены для систем автоматической компенсации токов однофазных замыканий с плунжерными дугогасящими реакторами, отличающимися значительной инерционностью. Вследствие этого к таким регуляторам не предъявляли жестких требований по быстродействию. Момент однофазного замыкания оказывался вне эффективного регулирующего воздействия системы компенсации.

Наиболее близким техническим рещением к данному изобретению является другой тип регуляторов (3), предназначенный для дугогасящих реакторов с подмагничиванием, быстродействие которых выше, чем у плунжерных.

Регулятор этого типа содержит блок измерения угла сдвига фаз между линейным напряжением комепнсируемой сети и напряжением на нейтрали, подключенный к блоку управления тиристорным устройством подмагничивания дугогасящего реактора, состоящему из синхронизирующего органа, фазосдвигающего узла, в состав которого входит генератор

пилообразного напряжения с ключевым транзистором, и выходного органа.

К недостатку этого регулятора следует отнести то, что в отличие от предыдущих, он выполняет свои функции только во время существования однофазного замыкания, а для настройки в нормальных режимах работы должно быть предусмотрено специальное устройство. Сам момент однофазного замыкания,

наиболее оиасиый с точки зрения перенапряжений, оказывается вне регулирующего воздействия системы компенсации. Кроме того, начальный момент однофазного замыкания характеризуется наличием помех различного

частотного состава и поэтому обеспечение пропорционального регулирования с необходимой точностью достаточно сложно.

Для улучщения динамических свойств системы компенсации в момент однофазного замыкания на землю предлагаемый автоматический регулятор дугогасящего реактора для систем электроснабжения с протяженными кабельными лиииями напряжением 6-35 кв, содержащий блок измерения угла сдвига фаз между

линейным иапряжением компенсируемой сети и напряжением на нейтрали, подключенный к блоку управления тиристорным устройством подмагничивання дугогасящего реактора, состоящему из синхронизирующего органа, фазосдвигающего узла, в состав которого входит

генератор пилообразного напряжения с ключевым транзистором, и выходной орган, снабжен каналом дискретного действия, содержащим последовательно соединенные элемент выделения скачка тока нулевой последовательности, амплитудный селектор, элемент задания времени действия дискретного канала, и подключенным к цепи эмиттера ключевого транзистора генератора пилообразного напряжения фазосдвигающего узла.

Такое решение позволяет в полной мере использовать достинства дугогасящих реакторов, управляемых подмагничиванием, существенно улучшить при этом качество электроэнергии н повысить надежность компенсируемой сети во время переходного процесса при однофазном замыкании.

В статическом режиме предложенный регулятор позволяет регулировать ток подмагничивания как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, подобно известным устройствам того же назначения. При этом на время действия дискретного канала система компенсации будет защищена от действия помех, неизбежных при порциональном регулировании, поскольку форсированно увеличивается индуктивность исполнительного элемента системы компенсации.

На фиг. 1 показана принципиальная схема системы автоматической компенсации токов однофазных замыканий; на фиг. 2 (а-е) - диаграмма напряжений, характеризующая работу элементов схемы.

Система компенсации токов однофазных замыканий содержит включенный в нейтраль системы электроснабжения однофазный реактор 1, управляемый подмагничиванием с помощью тиристорного трансформаторно-выпрямительного блока 2.

Пропорциональное автоматическое регулирование обеспечивается блоком 3 измерения угла сдвига фаз между линейным напряжением компенсируемой сети и напряжением на нейтрали.

Линейное напряжение снимается со вторичной обмотки понижающего трансформатора 4, а напряжение нейтрали - с измерительной обмотки реактора 1.

Управление тиристорами производится трехканальным блоком управления, каждый из каналов которого состоит из синхронизирующего органа 5, фазосдвигающего узла 6, в состав которого входят последовательно соединенные триггер 7, генератор пилообразного напряжения 8 и диодно-регенеративный компаратор 9, и выходного органа 10.

Устройство дискретного регулирования содержит трансформатор тока нулевой последовательности И, включенный в нейтраль сети, выпрямитель 12, комбинированный сглаживающий фильтр 13, нагруженный на активное сопротивление 14.

В цепь нагрузки включен трансформатор тока 15 с диодной схемой 16 селекции скачка тока нулевой последовательности при его увеличении, соединенной с одним из входов балансного диодного-регенеративного компаратора 17, второй вход которого подключен к делителю напряжепия 18, а выход компаратора соединен с входом расширителя - ждущего мультивибратора 19. Выход расширителя 19 соединен с эмиттером ключевого транзистора генератора пилообразного напряжения 8. К одной из фаз сети подключен конденсатор 20 для получения напряжепия смещения нейтрали.

Система регулирования работает следующим образом. При определенных сдвигах фаз между линейным напряжением и напряжением смещения нейтрали, которые имеют место в компенсируемой сети до момента однофазного замыкания и после него, пропорциональный регулятор обеспечивает включение тиристоров с определенным фазовым углом, чем

достигается заданная степень компенсации тока однофазпого замыкания.

В момент однофазного замыкания, когда сигнал, пропорциональный амплитуде скачка тока нулевой последовательности на входе

компаратора 17 (фиг. 2, а), превысит величину напряжения, установленную на его другом входе с помощью делителя 18, на выходе элемента 17 образуется импульс (фиг. 2,6). Данный импульс после соответствующего расшнрения в элементе 19 (фиг. 2, в) используется для перевода тиристоров выпрямителя на минимальный угол управления путем подачи перепада напряжения с закрытого транзистора ждущего мультивибратора на эмиттер ключевого транзистора генератора пилообразного напряжения 8 в течение заданной длительности. Диаграмма напряжения на выходе генератора 8 для указанного случая приведена на фиг. 2, г.

Таким образом, в момент однофазного замыкания, который характерен резким изменением величин параметров регулирования и, следовательно, трудностями организации пропорционального управления, устройство дискретного регулирования обеспечивает ступенчатый перевод включения тиристоров с минимальным углом на заданном интервале времени (фиг. 26), что обусловливает улучшение качества переходного процесса в компенсируемой сети.

Формула изобретения

Автоматический регулятор дугогасящего реактора для систем электроснабжения с протяженными кабельными линиями напряжением 6-35 KB, содержащий блок измерения угла сдвига фаз между линейным напряжением компенсируемой сети и напряжением на нейтрали, подключенный к блоку управления тиристорным устройством нодмагничивания дугогасящего реактора, состоящему из синхронизирующего органа, фазосдвигающего узла, в состав которого входит генератор пилообразного напряжения с ключевым транзистором, и выходного органа, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических свойств системы комненсацин в момент однофазного замыкания на землю, он снабжен каналом дискретного действия, содержащим последовательно соединенные элемент выделения скачка тока нулевой носледовательности, амнлитудный селектор, элемент задания времени действия дискретного канала, и подключенным к цепи эмиттера ключевого транзистора

генератора пилообразного напряжения фазосдвигающего узла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство № 424275 М К л .2 Н 02Р 13/04, 1972.

2.Авторское свидетельство ЛЬ 146398 М Кл.2 Н 02Н 1/02 1958.

3.Авторское свидетельство № 330509 М Кл.2 Н 02J 3/12 1968.