Способ автоматической настройки дугогасящей катушки и устройство для его осуществления Советский патент 1979 года по МПК H02H1/02 H02P13/04 

дугогасящей катушки определяется точностью поддержания (стабилизации) напряжения непромышленной частоты на емкости сети. При увеличении точности етабилизадпы напряжения ухудшается качество регулировапня и возрастает величина перерегулирования, а также уменьшается запас устойчивости.

Цель изобретения - повышение надежности в работе сети путем увеличения точности настройки.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу автоматической настройки дугогасящей катушки дополиительпо измеряют регулируемый параметр дугогаеящей катушки, например ток подмагничиваиия, зазор, число витков, преобразуют его в электрический сигнал, пропорциональный эквивалентной проводимости дугогасящей катушки и заземляющего трансформатора, умножают преобразованный сигнал па напряжение наложенной частоты на емкости сети, сравнивают nOv4y4eHHbm сигнал с током той же частоты, протекающим через нейтраль, и по величине рассогласования ведут настройку дугогасящей катушки.

Такой снособ может быть осушествлен устройством новой конструкции для автоматической настройки дугогасящей катушки, содержащим блок уиравления дугогасящей катушкой, генератор оперативного тока с блокпровочным входом, подключенный к дополнительной обмотке дугогасящей катушки, схему блокировки но }1апряжению смещения нейтрали, соединенную с блокировочным входом генератора, первый фильтр с последовательно включенным первым преобразователем напряжения, иредпазначенный для подключения к вторичной обмотке трансформатора напряжения, соедипепиой по схеме разомкнутого треугольника, и второй фильтр с последовате;1ьно включенным вторым преобразователем напряжения, предназначенный для подключения к трансформатору тока, установленному в нейтрали; в устройство донолнительно введены нелинейный потенциометр, движок которого связан с плунжером дугогасящей катушки, и соединенные последовательно суммирующий усилитель с тремя входамн, блок задания зоны нечувствительности,схема занрета, блок выдержки времени и релейный усилитель, причем нелинейный поте щнометр подключен к выходу первого нреобразователя напряжения, а к двнжку нелинейного потенциометра подключен один вход суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого преобразователя напряжения, третий- с выходом второго нреобразователя напряжения, а выход релейного усилителя подключен к входу блока унравлепия дугогасян1ей катущкой.

Кроме того, блок задания зоны чувствительностн имеет второй вход, подключенный к выходу первого преобразователя напряжения.

На чертеже представлена фупкциопальпая схема устройства, реализующего нредлагаемый снособ.

Дугогасящая катушка 1 подключена к нейтрали заземляющего трансформатора 2. Генератор 3 оперативного тока, вынолнепный, например, на тиристорах, подключен

к дополнительной (измерительной) обмотке дугогасящей катушки 1. К трансформатору 4 напряжепия нулевой последовательности через фильтр 5 и преобразователь напряжепия 6 включен нелинейный иотенциометр 7. Движок потенциометра 7, связанный с плунжером дугогасящей катушки

I,подключен к одному из входов суммирующего усилителя 8, второй вход которого связан с трансформатором тока 9 через

фильтр 10 и преобразователь нанряжения

II,а третий - с выходом иреобразователя нанряжения 6. Выход суммирующего усилителя 8 через последовательио соединениые блок 12 задания зоны нечувствительности, схему запрета 13, блок 14 выдержки времени и релейный усилитель 15 соединен с выходом блока унравления 16 дугогасящей катущкой. Блок 12 задания зоиы нечувствительности имеет вход, связаииый с

выходом нреобразователя 6. В устройстве имеется также схема блокировки 17, вход которой иодключен к трансформатору 4, один выход связан с блокирующим входом генератора 3 оперативного тока, а второй-

с блокирующим входом схемы запрета 13. При включении генератора 3 оперативного тока на емкости сети возникает наиряжение частоты ыо, которое через трансформатор 4 напряже;п1я, фильтр 5, иреобразователь нанряжения (выпрямительное устройство) 6 подается на нелинейный потенциометр 7. Наложенная частота в электрических сетях со значительным уровнем естественной несил;метр:ги должна быть отг.ична от промышленной, а в сетях с напряженнем несимметрин, близким к нулю, (например, кабельных) может быть равна промьанленной. Предиоложим, что иаиряжеиие частоты оиеративного тока на емкости сети

неизменно. В этом случае величина, снимаемая с движка иелинейного потенциометра, связанного с плунжером дугогасящей катушкн пропорциональна приращению индуктивной проводимости дугогасящей катушки (по отношению к базнсной нроводимости). Эта величина подается на один из входов суммирующего усилителя 8, на второй вход которого подается напряжение с выхода преобразователя 6. Этот вход необходим для задания базисной проводимости дугогасящей катушки. При правильно выбранных коэффицнер{тах усиления по входам суммирующего усилителя сумма указанных величин пропорциональна индуктивной прлзодимости дугогасящей катущ5

ки. С трансформатора тока 9, установленного в нейтрали сети, через фильтр 10 и преобразователь напряжения И (выпрямительное устройство) на третий вход суммируюи1,его усилителя 8 поступает величина, пропорцнональная емкостной проводимости сети, причем знак этой величины противоположен знакам величин, поступающих на другие входы. Коэффициент усиления по третьему входу суммирующего усилителя выбирается таким, чтобы при резонансной настройке, когда емкостная проводимость сети равна индуктивной нроводимости компенсирующего устройства (при фазном напряжении на нем) сигнал на выходе суммирующего усилителя был равен нулю.

В действительности напряжение частоты оперативного тока на емкости сети не остается постоянным. Но так как указанные выше величины пропорциональны этому напряжению, их соотнощение остается неизменным и резонансной настройке всегда соответствует пулевой сигнал на выходе суммирующего усилителя. При отклонении от резонансной настройки на выходе суммирующего усилителя 8 появляется сигнал рассогласования, который через блок 12 задания зоны нечувствительности, схему запрета 13, блок 14 выдержки времени, релейный усилите.ть 15 поступает на блок управления 16 дугогасящей катушкой. Двигатель блока управления дугогасящей катушкой включается и перемещает плунжер, а вместе с ним и движок нелинейного потенциометра до тех пор, пока на выходе суммирующего усилителя напряжения не станет равным нулю, что соответствует резонансной настройке компенсации.

Потенциометр выполняется нелинейным для учета дросселирующего действия заземляюи 1,его трансформатора 2 и учета нелинейности регулировочной характеристики дугогасящей катущки 1.

Блок задания зоны нечувствительности необходим для устранения автоколебаний в системе. Его зона нечувствительности зависит от напряжения частоты оперативного тока на емкости сети, что позволяет обеспечить заданную точность регулирования при изменении эгого напряжения в широких пределах.

Блок выдержки времени необходим для предотвращения срабатывания регулятора при воздействии кратковременных помех.

При возникновении замыкания на землю напряжение промышленной частоты на разомкнутом треугольнике трансформатора 4 значительно возрастает. Срабатывает схема блокировки 17, отключает генератор 3 и подает сигнал иа схему запрета 13.

Схема запрета блокирует связь между выходом блока 12 задания зоны нечувствительности и вход;м блока 14 выдержки времени. В течение времени замыкания настройка сохраняется резонансной.

6

Данное изобретение позволяет осуществить точную резонансную настройку компенсирующего устройства; это существенно увеличивает наден ность в работе компенсированной сети, снижает вероятность перехода однофазного замыкания на землю в междуфазные короткие замыкания. Обеспечение минимального остаточного тока в месте однофазного замыкания, соответствующего точной резонансной настройке, улуччает также условия электробезопасности для обслуживающего персонала.

Формула изобретения

1.Способ автоматической настройки дугогасящей катушки, подключенной к нейтрали заземляющего трансформатора, в резонанс с сетью путем введения в нейтраль сети оперативного тока наложенной частоты, выделения напряжения наложенной частоты на емкости сети и измерения тока той же частоты в нейтрали сети, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности в работе сети путем увеличения точности настройки, дополнительно измеряют регулируемый параметр дугогасящей катушки, например тока подмагничивания, зазор,число витков, преобразует его в электрический сигнал, пропорциональный эквивалентно проводимости дугогасящей катущки и заземляющего трансформатора, умножают иреобразованный сигнал на напряжение наложенной частоты на емкости сети, сравнивают полученный сигнал с током той же частоты, протекающим через нейтраль, и по величине рассогласования ведут настройку дугогасящей катущки.

2.Устройство для осуществления снособа по п. 1, содержащее блок управления дугогасящей катушкой, генератор оперативного тока с блокировочным входом, подключенный к донолнительной обмотке дугогасящей катушки, схему блокировки по напрялсению смещения нейтрали, соединенную с блокировочным входом генератора, первый фильтр с последовательно включенным первым преобразователем напряження, предназначенный для нодключения к вторичной обмотке трансформатора напрял ения, соединенной по схеме разомкнутого треугольника, и второй фильтр с последовательно включенным вторым преобразователем напряження, предназначенный для подключения к трансформатору тока, установленному в нейтрали, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе сети nyTeNi уве.тичения точности настройкн, в него дополнительно введены нелинейный потенциометр, движок которого связан с плунжером дугогасящей катушки, и соединенные последовательно суммирующий усилитель с тремя входами, блок задания зоны нечувствительности, схема запрета, блок выдерл-ски времени и релейный усилитель, причем нелинейный потенциометр подключен к выходу первого преобразователя напряжения, а к движку нелинейного потенциометра подключен один вход суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого преобразователя напряжения, третий - с выходом второго преобразователя напряжения, а выход релейного усилителя подключен к входу блока управления лугогасящей катушкой.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем. что блок задания зоны нечувствительности имеет второй вход, подключенный к выходу первого преобразователя на-, пряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Вильгейм Р. и Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах.

М.-Л. ГЭИ, 1959, с. 373.. 374.

2.Авторское свидетельство СССР № 205125, кл. Н 02Н 3/18, 1967.

3.Степанчук Д. Н. Исследование методов автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки в шахтных электрических сетях. «Горная электромеханика и автоматика, 1966, вып. 4.

4.Авторское свидете.1ьство СССР № 528654, кл. Н 02 Н 1/02, 1975 (прототип).

-T V-Y-x, -Xrv-v-v.