Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора в кабельных сетях Советский патент 1980 года по МПК H02J3/18 

1

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для использования в кабельных электрических сетях, оборудованных дугогасящими реакторами для компенсации емкостных токов замыкания на землю.

Известно устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора в кабельных сетях, содержащее блокирующий элемент на входе,выход которого подключен к первичной обмотке входного трансформатора,фаэовращающий элемент, фазочувствительный усилитель, связанный вхс5лами с выходом фаэовращающего элемента и линейным напряжением сети, а одним выходом - с выходным элементом, релейный элемент, обмотка которого подключена к другому выходу, фазочувствительного усилителя, а контакты его включены в цепь переключения вторичной обмотки входного трансформатора 1.

Это устройство автоматически настраивает дугогасящий реактор в. резонанс с емкостью сети лишь в нормальном режиме работы сети. При замыкании фазы на землю устройство автоматически отключается.

Устройства, работающие в нормаль ном режиме, не могут обеспечить высокую точность настройки дугогасящего реактора при возникновении режима замыкания фазы на землю. Точность настройки в последнем режиме определяется вольт-амперной характеристикой дугогасящего реактора. Применяемые дугогасящие реакторы с

10 подмагничиванием имеют нелинейные вольтамперные характеристики, В результате этого реакторы |настроенны6 в нормальном режиме в резонансе с емкостью сети, при однофазных замыканиях на землю работают с расстройкой, величина которой определяется степенью нелинейности вольтамперной характеристики реактора. В режиме замыкания на землю также возможны

20 различные переключения, обуславливающие дополнительное увеличение расстройки компенсации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

25 устройство, осуществляющее автоматическую настройку дугогасящего реактора в режиме замыкания; фазы на землю 2. Устройство содержит два канала регулирования, один из которых действует при замыкании фазы

на землю через сопротивление или при горении дуги с синусоидальныг током, а другой -- при перемежающемся горении дуги. Выходы этих каналов подк{1ючены через запоминающей и интегратор к исполнительному элементу.

Первый канал регулирования содержит измерительный элемент, выполненный в виде трехфазной схемы, подключенной на напряжение сети, Б калдую и.з фаз которой включены блокирующий элемент и переключающий блок причем входы переключающих блоков собраны по кольцевой схеме, а их выходы включены на сумматор, сигнал рассогласования с выхода которого уравляет запоминающим интегратором.

Работа измерительного элемента первого канала автоматического устройства основана на принципе сравнения модулей напряжений двух фаз сети, когда третья фаза эаземаена чзрез активное сопротивление, н нормальном режиме функционирования сети устройство отключается и для автоматической настройки дугогасящего реактора в этом режиме требуется отдельный регулятор.

Цель изобретения - повышение надежности работы сети и упрощение схемь.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее измерительный трансфооматоо напряжения, подключенный на напряжение сети, и запоминаюищй интегратор,выход которого подключен на вхол исполнительного элемента, введен резистор, подключенный между эе|лпей и одной из фаз сети, блок ком сутации режимов, вход которого подключен ко вторичной обмотке измерительного трансформатора и выпряглигелир входы которых соединены с вых1эдом блока коммутации режимов, а ,цы связаны со входом запоминающего интегратора. Кроме того, блок ком1У1утаци режимов содержит два транзисторных ключа, выполненных по схеме триггера Шмитта и подключенных входам-и на напряжение фаз сети без резистора.

На фиг. 1 представлена Функциональная схема.предлагаемого устройства; на фиг 2 и 3 - круговая диаграмма напряжений, поступамщих на вход устройства в ябрмальном: ражиме работы сети и при замыкании фазы на землю через сопротивление или заземляющую дугу, когда в ней отсутствуют бестоковьте паузы.

Устройство содержит резистор 1,, измерительный- трансформатор 2 напряжения, блок 3 коммутации режимов, выпрямители 4 и 5, запоминающий ин теграт.ор 6 , исполнительный элемент 7, дугогасящий реактор 8. Блок 3 коммутации режимов включает в себя

два триггера Шмкт а, каждь й кэ которых состоит из двух транзисторов 9, 10 к 11, 12 и выходного реле 13 и 1 4 „

Резкстор 1 подключен между землей и одной КЗ фаз сети. Вторичные обмотки изг- ерительного трансформатора 2 соединены со входом блока коммутации режимов, который предназначен для подачи на вход выпрямителей 4 и 5 соответствую1аих напряженки фазв двух режимах работы сети: в нормальном режиме - напряжений тех фаз сети, в которых отсутствует резистор 1 и в режиме замыкания фазы на 3eivLrKo - напряжений неповрежденных фаз .

Выходы выпрямителей 4 и 5 подключены ко входу запо инаюш.его интегратора б , который осуществляет интегрирование выходнык сигналов от выпрялеттелей. Брз;ход запоминающего интегратора б связан с исполнительнЕлм элеентом 7,- регулирующим настройку , ду1:-огаскщего реактора 8 .

Триггеры Шмитта, состоящие из дБух транзисторов 9, 10 и 11, 12 представляют собой двухкаскадный усилитель .постоянного тока с положительной обратной связью. В цепь коллектора выходных транзисторов 10 и 12 включены обмотки быстродействующих реле 13 к И. Контакты рале связаны со входом выпрямителей и обеспечивают подачу фазных напряжений сети в указанных ре,жимах.

На фиг. 2 изображена круговая ,11,иаграк1ма напряжений сети , пс-ясвяк) принцип работы устройства в нормальном режиме. U. - напряжение смещения нейтрали в нормальном режиме, обусловленное введением резистора 1; - падение напряжения на резисторе 1, включенном между фазой В и землей; U, и Uj - напряжения двух фаз,в которых отсутствует резистор I, относительно земли, равные по модулю между собой при резонансной настройке реактора (Б точке Зр ) ,

В нормальном режиме работы сети напряжения Од и 0,,, подаются на входы триггеров к базах транзисторов 9 и 11 отрицате/ ьное капряжеНР е, э результате которого эти транз: сторы находятся в режиме насыщения, а транзисторы 10 и 12 окгзыЕаютс5т эакрыты-Mif и реле 13 14 ке срабатывают о Через нормально закрытые контакты этих реле напряжения и и 0, поступают ке БХОДЦЫ выпрямителей 4 и 5. Разность этик сигналов подается на вход зaпo Шlгaющeгc интегратора 6, Выходное напряжение запоминающего интегратора управлр;ет исполнительным элементом 7, например тиристорннач выпря -гителем, который регулирует ток подмагкичи зания дугогасящего реактора в направлении, при котором напрях енкя LK, к 0,, становятся равными, то есть к резонансной настройке. На фиг. 3 приведена кругсвв.я диаграмма напряжений при замыкании фазы В на ззмлю, где - напряжения смещения нейтрали; U.,,1 - падение напрях-(ения на сопротивлении зазеьутяющей дуги в поврежденной фазе В; Од,, и 0,ji - напряжения двух здо ровых фаз Относительно земли, которые по модулю равны между собой при резонансной не.стройке дугогасящего реактора (в точке рд ) . При замыкании фазы В, в которую включен резистор 1, на землю обмотки реле 13 и 14 также находятся в обесточенном состоянии и на входы выпрямителей 4 и 5 поступают напряжения ( и U(. . В случае расстройки компенсации в этом режиме модули напряжений Од и (J I не равны между собой и на выхо де интегратора б появляется сигнал соответствуюм(ей полярности, который отрабатывается устройством для пере вода реактора в резонансное положе ние . При замыкании фазы А на землю на пряжение на фазе транзистора 9 ока зывается меньше напряжения транзистора .и он закрывается,- е транзистор 10 открывается,, и реле 13 срабатывает. Ка вход вь пряг гиталя 4 через нормально открытые комтакты реле 13 поступает напряжение и.), Таким образом,- при замыкакик фазы А на землю на входе гднтеграто ра 6 появляется выпрямление напряжения, равное разности напряжений неповрежденных фаз Uf,j и J,J , Аналогично схема работает и при замык нии на фазы С. При восстановлении нормального режима сети триггеры возвращаются в исходное положение и регулирование тока подмагничивания дугогасящего реактора осуществляется по ра ности напряжений U, и U.,, . Сопротивление резистора 1 рассч тывается по формуле и.а-) фазное наг ряжение сети; где U и напряжение смещения нейт рали в нормальном режиме при резонансной настройке дугогасящего реакто смий минимальный ток заг/д кани на землю, о- - коэффициент демпфировани 6 Учитывая, --ТС и,«; O/.SU , полу.- - 3,66-и, 2, -1 oLO.i-S 3 С ; U Сопротйвленла резистора 1 при следуюЕйих параметрах ,, 6300 о(-0,03 ,J. авно Ь ,,66 б 30 о q,.-д- 68000 Ом. 10 0,03 Потери акт хБной мощности в резисторе 1 3 нормальном режиме составяютП - l-iP- - ЬЭОО Р - ft, -. Остаточный ток, вызванный этим резистором при замыкании фаз А или С раэек 630О б&ООО следовательно, резистор 1 можно не отключать во всех режимах работы се г и , Непрерывное поддержание резонансной настройки дугогасяыего реактора как в норуапьнотл режиме, так и в режиме зс.мь кания фазы сети на земпю способствует самопогасанию зазек;1Я;сщеЯ дуги. При этом предупреж,п,е:ются эначительные разрушения изоляции кабеля, от теплового воз,действия дуги и, следовательно, переход однофазного замыкания в двухфазное . После гашения заземляющей дуги устройство автоматически устраняет возможную расстройку компенсации в нормальном режиме. Указанные преимущества устройства позволяют повысить ьлц.; кность злектроснабжения потребмгелей в компенсированных кабельных электрических сетях высокого напряжения., изобретения 1. Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора в кабельных сетях, содержащее измери.ельный трансформатор напряжения, подключенный на напряжение сети и запоминающий и нтегратор, выход которого подключен на вход исполни- , тельного элемента, отличаюш е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы сети и упрощения схемь., оно снабжено резистором, включенным между землей и одной из фаз сети, блоком коммутации режи 4oв, вход которого подключен ко вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения и выпрямителяМи, входы которых соединены с выходом блока коммутации режимов,, а выходы связаны со входом запоминающего интегратора.

2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок коммутации режимов содержит два транзисторных ключа, выполненных по схеме триггера Шмитта и подключенных

входами на напряжение фаз сети без резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 424275, кл, Н 02 7 3/18, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 296189, кл. Н 02 Н 1/02, 1967.