Способ автоматической компенсации активной составляющей тока замыкания на землю Советский патент 1977 года по МПК H02J3/18 

1

Изобретение может быть использовано в электрических сетях для компенсации токов однофазного замыкания на землю.

Известны способ и устройство для компенсации активной составляющей тока замыкания с использованием дополнительного конденсатора 1, подключаемого к отстающей фазе при замыкании на землю. Однако такое устройство при изменении параметров сети автоматическую компенсацию не обеспечивает.

Известен также способ компенсации активной составляющей 2, по которому в сеть через однофазный трансформатор вводится дополнительное напряжение, совпадающее по направлению с напряжением поврежденной фазы источника питания. При этом величина вводимого напряжения определяется расчетным иутем но опытным данным. Однако в режиме однофазного замыкания на землю возможны изменения схемы сети (как по причине аварийных отключений, так и при поиске поврежденного участка). Эти изменения вносят расстройку компенсации по активной и реактивной составляющим, в связи с чем возрастает остаточный ток замыкания и увеличивается вероятность перехода однофазного замыкания на землю в двойное или меледуфазное короткое замыкание. Следовательно, сеть при отсутствии автоматической настройки хотя бы

по одной из составляющих, имеет пониженную надежность работы.

Пелью изобретения является повыщение надежности работы компенсированной сети путем осуществления точной настройки компенсации.

Поставленная цель достигается тем, что при замыкании на землю из сети выделяют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжения поврежденной фазы относительно земли на вектор напряжения поврежденной фазы источника питания, указанный сигнал интегрируют и полученную величину иснользуют для изменения величины вводимого дополпительного иапряжения до полной компенсации активной составляющей тока замыкания.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего данный способ; яа фиг. 2 - векторная диаграмма напряжений, поясняющая работу устройства, где:

UA,UB,UC - фазные напряжения источника питания;

- фазное напрян ение источника

питания поврежденной фазы; U(, - напряжение нейтрали источника

питания относительно земли; Ug - напряжение, вводимое в сеть для компенсации активной составляющей тока замыкания на землю;

Us - напрйжение поврежденной фазы относительно земли.

Дугогасящий реактор 1 подключен к нейтрали сети 2. На вход блока 3 выбора напряжения подаются напряжения фаз сети. Один выход блока 3 связан с фильтром 4 основной частоты сети, второй - с датчиком 5 активной составляющей и блоком регулирования 6 вводимого напряжения Ug. Выход фильтра 4 связан со вторым входом датчика 5, а выход последнего через интегрирующий усилитель 7 и усилитель мощности 8 подключен к блоку регулирования 6. Датчик активной составляющей 5 может быть выполнен, например, в виде фазочувствительного детектора, а блок регулирования 6 - на основе однофазного регулируемого трансформатора с подмагничиванием, который позволяет плавно изменять коэффициент трансформации.

Работа устройства основана на выделении из напряжения поврежденной фазы относительно земли Us его активной составляющей f/за (проекции вектора напряжения t/з на вектор ифп) с помощью датчика активной составляющей 5, иа выходе которого получается сигпал

U:ta t/aCOSCp,

где ф - угол между векторами напряжений

U:, И .

При замыкании на землю (например фазы А) с номони)Ю блока 3 выбора напряжения

выделяются напряжения f/з и )л, подаваемые на фильтр 4, датчик активной составляющей 5 и блок регулирования 6 вводимого напряжения Ug. При недокомиенсации активной составляющей тока замыкания напряжение Usa будет положительным, при перекомпенсации - отрицательным, а при полной компенсации - равно нулю. Выходной сигнал интегрирующего усилителя 7 и ток подмагничивания /п блока 6 соответственно увеличиваются, уменьшаются или остаются неизменными. Следовательно, при недокомпенсации активной составляющей обеспечивается увеличение вводимого напряжения Ug, при перекомпенсадии - уменьщение, а при полной компенсации оно остается неизменным.

Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить величину остаточного тока в месте замыкания до уровня высщих гармоник, термическое действие которых в месте замыкания существенно меньше, чем первой гармоНИКИ. Поэтому обеспечивается более надежное гащение заземляющих дуг и, следовательно, значительное повышение надежности работы компенсированной сети. Кроме того, уменьшение величины остаточного тока улучшает условия электробезопасности для обслуживающего персонала при однофазных замыканиях на землю.

Формула изобретения

Способ автоматической комиенсации активной составляющей тока замыкания на землю, основанный на измерении фазного напряжения источника питания поврежденной фазы и введении в сеть совпадающего с ним по фазе

дополнительного напряжения при однофазном замыкании на землю, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы комненсированной сети путем осуществления точной настройки компенсации, выделяют сигнал, нропорциональный проекцни вектора напряжения поврежденной фазы относительно земли на вектор упомянутого напряжения поврежденной фазы источника питания, указанный сигнал интегрируют и полученную

величину используют для изменения величины вводимого дополнительного нанряжения до полной компенсации активной составляющей тока замыкания.

Источники информации,

принятые во внимание при экснертизе

1.Авторское свидетельство СССР №412651, кл. П 02J 3/18, 1964.

2.Вильгейм Р., Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах, М.-Л.,

ГЭИ, 1959, рис. 163.