Устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю в сетях 6-35 кв Советский патент 1979 года по МПК H02H3/18 

Изобретение относится к автоматизации систем электроснабжения и преднаэначено для автоматической компенсации емкостных токов однофазных замыканий ь сетях 6-35 кВ. Известные устройства автоматической компенсации емкостных токов предназначены, в основном, для уменьшения до ми нимума величины тока однофазного заглыкания U. . 13. Наиболее близким по технической суш ности к предлагаемому изобретению явля ется устройство для автоматической компенсации тока однофазного замыкания на землю, снабженное блоком выбора повреж денной фазы, входы которых подключены на напряжение фаз сети, а выход - на вход фазочуветвительного усилителя, второй вход фазочувствительного усилителя через блокирующий элемент подключен на напряжение смещения нейтрали, а выход на вход запоминающего блока . Использование известнь(х устройств обеспечивает снижение перенапряжений в системе электроснабжения, исключает существование перемещающейся дуги в месте замыкания и предупреждает появление более опасных повреждений, но существенно ухудшает условия работы защиты. Цель изобретения - стабилизация величины тока однофазного замыкания независимо от изменения емкости сети относительно земли и повышение тем самым селективности и надежности защиты. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю в сетях 6-35 кВ, содержащее датчик линейного напряжения сети и датчик напряжения нейтрали силового трансформатора, к выходам которых подключены соответствующие соединенные последовательно формирователь прямоугольных импульсов, инвертор и логический элемент И, к выходам которых подключены соединенные последовательно логический элемент И, генератор пилообразного напряжения, сглаживающий фильтр, бло1 сраанения, усилитель постоянного тока и тир торный преобразователь с блоком управления, причем выход тиристорного преобразователя подключен к обмотке подмаг- ничивания однофазного реактора, дополни тельно снабжено блоком измерения среднего значения тока однофазного замыкания на землю, блоком контроля наличия однофазного замыкания на землю и допол нительной измерительной обмоткой однофазного реактора, подключенный к одному из входов блока контро;|я наличия однофазного замыкания.на землю, другие входы которого подключены к обмоткам силового трансформатора, а его выход соединен со входом упомянутого генератора пилообразного напряжения, при этом блок измерения среднего з 1ачения тока , однофазного замыкания на землю включен между сетью и входом упомянутого сглаживающего фильтра. На чертеже приведена принципиальная схема устройства автоматической компен сации токов однофазных замыканий. Исполнительным элементом устройства является однофазный реактор, подключенный своей рабочей обмоткой 1 к нейтрали компенсируемой сети и снабженный об MOTKcrft подмагничивания 2, а также двум измерительными обмотками 3 и 4. Обмот ка 4 и трансформатор 5, служащие датчиками напряжения на нейтрали и линейного напряжения компенсируемой сети, соединены со входами соответствующих формирователей 6 и 7, преобразующих синусоидальное напряжение в прямоугольное. Бы ходы формирователей прямоугольных импульсов 6 и 7, а также инверторов 8 и 9 соединены со входами двух потенциальных логических элементов И 1О, на выходе которых образуются широт но модулированные импульсы с длительностью, пропорциональной разйости фа входных сигналов. Выходы обоих элементов И через элемент ИЛИ li соединены со входом генератора пилообразного напр жения 12. Выход генератора 12 через сглаживающий фильтр 13 соединен со входом блока сравнения 14. Сигнал рассогласования заданного и измеренного значения напряжений с выхода блока 14 подается на вход усилителя постоянного тока 15, выход которого связан со входом блока фазового управления 16 тирис торного преобразователя 17, который, в свою очередь, подключен к обмотке подмагничивания 2 реактора. Ко входу генератора 12 подключен выход блока 18 контроля наличия однофазного замыкания на землю, входным сигналом для которого служит комбинация напряжений на фазах и на нейтрали сети, измеряемых с помощью соответствующих обмоток 19 силового трансформатора и обмотки 3 однофазного реактора. Между выходом генератора 12 и входом фильтра 13 включен потенциометр 20, к которому присоединен выход цепи измерения среднего значения тока однофазного замыкания, состоящий из последовательно соединенных фильтра тока нулевой последовательности 21 и выпрямительного моста 22. В доаварийном режиме осуществляется пропорциональное регулирование по углу сдвига фаз между линейным напряжением сети и напряжением на нейтрали, в соответствии с изменением которого изменяется время заряда и разряда интегрирующей цепи генератора 12, что в свою очерюдь приводит к изменению среднего выпрямленного напряжения на его выходе и соответствующему изменению сглаженного напряжения на выходе блока сравнения 14 и, следовательно, напряжения на выходе усилителя 15, являющегося управляющим для тиристорного преобразователя. С изменением напряжения на входе блока 16 изменяется угря управления тиристорами и, следовательно, напряжение и ток в обмотке подмагничивания 2 реактора, что приводит к изменению индуктивного сопротивления последнего. Замыкание йа землю одной из фаз сети сопровождается исчезновением напряжения на замкнутой фазе, возрастанием его до линейного - на двух других, а также изменением напряжения на нейтрали от величины напряжения несимметрии до фазного значения, что приводит к переключению блока 18 контроля наличия однофазного замыкания. Сигнал с выхода блока 18 переводат ключевой транзистор генератора 12 в насыщенное состояние, что исключает дальнейшую работу генератора пилообразного напряжения на интервал времени, необходимый для отключения поврежденного участка сети. Одновременно с наступлением замыкания в цепи, состоящей из фильтра тока нулевой последовательности 21 и выпрямителя 22, появится сигнал, пропорциональный току однофазного замыкания, который через потенциометр 20 поступает на вход сглаживающего фильтра, что обеспечит пе- ревод работы устройства на режим стабилизации заданного значения тока однофазного замыкания. . Предлагаемое -устройство обеспечивает автоматическое поддержание длительно до пустимой величины тока однофазного замы Кания как до, так и после Момента его возникновения, и благодаря введению режима стабилизации тока замыкания оно увеличивает надежность и устойчивость работы защиты и не требует ее дополнительного усложнения. Формула изобретения Устройство для автоматической компен сации емкостного тока однофазного замыкания на землю в сетях 6-35 кВ, содержащее датчик линейного напряжения сети и датчик напряжения нейтрали силового трансформатора, к выходам которых подключены соответствующие соединенные последовательно формирователь прямоугол ных импульсов, инвертор и логический элемент И, к выходам которых подключен соединенные последовательно логический элемент И, генератор пилообразного напряжения, сглаживающий фильтр, блок сра нения, усилитель постоянного тока и тиристорный преобразователь с блоком управления, причем выход тиристорного преобразователя подключен к обмотке подмагничивания однофазного реактора, отличающееся тем, что, с целью стабилизации тока однофазного замыкания на землю, оно дополнительно снабжено блоком измерения среднего значения тока однофазного замыкания на землю, блоком контроля наличия однофазного замыкания на землю в дстолнительной измерительнрй обмоткой однофазного реактора, подключенной к одному из входов блока контроля наличия однофазного замыкания на землю, другие входы которого подключены к обмоткам силового трансформатора, а его выход соединен со входи упомянутого генератора пилообразного напряжения, при этом блок изменения среднего значения тока однофазного замыкания на землю включен между сетью и входом упомянутого сглаживающего фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 433591, кл. Н 02 Н 3/18, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 424275, кл. Н О2 Н 3/18, 1972, 3.Авторское свидетельство СССР } 146398, кл. Н О2 Н 3/18, I960. 4.Авторское свидетельство СССР № 330509, кл. Н 02 Н 3/12, 1968.