Устройство для автоматического регулирования тока компенсации Советский патент 1980 года по МПК H02H1/02 H02P13/12 

Изобретение относится к автомати зации компенсированных электрических сетей. Известно по основному авт.ев. № 564680 устройство для автоматичес кого регулирования тока компенсации которое содержит трансформатор напряжения, подключенный низковольтны ми обмотками к блоку выбора поврежденной фазы и блокирующим элементам Выход блока выбора поврежденной фазы через фильтр основной гармоники сети соединен с первым входом фаэочувствительного усилителя, на второ вход которого через первый блокирую щий элемент подается напряжение сме щения нейтрали. Выход, фазочувствител ного усилителя через sanoNmHaroiuee устройство связан с исполнительным органом .дугогасящей Катушки. Выход второго блокирующего элемента, состоящего из LC-фильтра высших частот и реле, подключенного на выход этого фильтра, соединен с фазочувст вительным усилителем у . Работа устройства основана на измерении фазы между напряжением смещения нейтрали и напряжением поврежденной фазы, когда последняя за землена через активкое сО1Тротивле ние. Это устройство обеспечивает полную компенсацию емкостной составляющей тока замыкания на землю. При этом активная составляющая в остаточном токе в месте замыкания фазы сети на землю остается нескомпенсированной, что обусловливает возникновение зaзe шяющeй дуги и, следовательно, снижает нгхдежность работы электрической сети. Цель изобретения - уменьшент е тока замыкания на зем.лю и повышение надежности работы компенсированной электрической сети. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического регулирования тока компенсации по авт.св. № 564680 введены дроссель с обмоткой подмагничивания для подключения к фазам сети и последовательно соед иненные фазовы{5 детектор, усилитель-интегратор и второй исполнительный орган, причем к соответствующим входам фазового детектора подключены выходы блокирующего элемента по напр.яжению смещения нейтрали и фильтра основной гармоники сети, а выход второго исполнительного органа подключен к обмотке подмагничивания дросселя. На фиг,1 приведена структурная слема устройства для автоматического рагулирования тока компенсации; на фиг. 2 - векторная диа;гра:-/1.,1а напряжаний, поступающих на входы устройства. етройстзо содержит трансформато 1 напря кенр Я, блок 2 выбора повреж.ценной .;, блокирувяцие элементы 3 и 4 , фильГр 5 основной гармоники се ти, фазочувствительный усилитель 6, запоминающий элемент 7, исполнитель ный элемент 8, фазовый детектор 9, второй ncn нителъный элемент 11, дроссель 12, Блок 2, состоящий из трех реле мкнкмального напряжения, предназначен для выбора поврежденной фазы и о т к л i 04 е н и я с и г нала п р и о т с у т с т в и и зэгЖКания на землю. Выход блока 2 соЕДлкен с выходом Фильтра 5, который преднс1значен для вьщеленяя основ ной гармоники сети из наггряжения повре;кденной фазы. Выход фильтра 5 подключен к первому входу фазочувствительного усилителя б. К второму входу фазочувст вительного усилителя 6 через блокирующий элемент 3 подается напряжени с меще ч и я н е и т р ал и . Блок и ру ющи и э лемент 3 обеспечивает подачу напряжения смещения нейтрали лишь в режиме замлкания фазы на землю. На выходе фазочувствительного усилт-ттеля б фор мируется сигршл, иол.ярность которог определяется режимом компенсации (недокомпенсация или перекомпенса- ция)f а величины стройки компенсации. Выход. фазочувствителър)ого усилителя соединен с первым входом запоминающего элемента 7, второй вход ,которого связан с блокирующим элементом 4 Блокирующий элемент 4, со стоящий из LC-фильтра; высших часто и реле, включенного на вкхсд этого фильтра предназначен для отключения выхода фазочувствительного усилител при перемегцающемоя дуговом замыкани Выход запоминаюш,его устройства связ с исполнительным элементом 8, регул рующим настройку основной компенсирующей индуктивности в нулевой точке сети, Фазовый детектор 9 предназнггчен для получения си1нала, пропорционал ного величине активной соотазляющей тока замыкания на землю. Выход фазо вого детектора 9 через усилитель-ин тегратор 10 и второй исполнительный элемент 11 связан с обмоткой подмаг ничивания дополнительного дросселя 12. На фиг. 2 приведена векторная диа грамма, поясняюсцая принцип работы предлагаемого устройства. На. вектор ной диaгpa мe X,Q условно кзобрало.-ет индуктивное сопротивление, включенное между нейтралью присоединительного трансформатора и землей. Индуктивное сопротивление Х,р пг)едаазмачепо для компенсации емкосткой составляющей тогса замыкания на зам.по. Дополнительное индуктивное сопротивление, включенное можду одной из фаз и землей, слухгит для компенсации актигэной составляющей тока 2а мкания ка зег-шю. ри замыкании ;ia землю, например, фазы А дополнительное индуктивное сопротивление Х)в автоматически подключается к фазе В, то есть к отстающей ф-а.зе по отношению к поврежден н.о и , Работает устройство следующим образом . При метс1ллическог/ или дуговом устойчивом заглыкании одной из на зем77ю (например, фазы л) ее напряжение относительно земли U;,,, снижается, i-io до нуля. СрабалываеТ реле минимального напркнения блока 2, которое подает сигна.п и,-,, на фильтр 5. Вьщелепное в фильтре 5 нагтряжение основной гармоники riocTynaeT на первые входы фазочувствительного усилителя 6 и фазового детектора 9, на вторые входы которых через реле м а к с и м ал ь н о го на п р я ж е н и я б л о к и р у к щего элемента 3 подводится, напряжение с:мещения нейтрали U -jo , если ег-о величина превьпиает 15% фазного напряжения сети. В рассматриваемог-; режиме регулирование величины Х вызывает проимуществе:нно имзенение фазы лектора и,/). Этот вектор, как по)-:сзано на ф и г% 2 , С) п и сы в а е т к р у г о в у ю д и а гр , построенную на резонансном векторе U-jOpt.,i .При наличии активной составляющей в остаточном токе в месте замыкания на землю этс1 круговая дигратуИ,1а не достигает точки Шд (ее димаетр меньше фазного на.г,:ряжения сети ,д ) ,, что обусловливает некоторое остаточное напряжение U poj-ia поврежденной фазе сети при резор ансной настройке X ; (, , Регулирование индуктивного сопротивления Xip вызывс;е изгленение преимущественно величи;1ы вектора Ll.() т.е. раз м е р а круг о в о н д и а г р а Mf.i},, которая при некотором значении Х,д мои.. гулирование напря хения U-j , а из.менением величины X j р - проддольнсе .регулирование того ;е наггряжения. Необхо.димо только В1.:брать такие значечтобы конец вектонияЗс .циагра.щ напряжений фиг, 2). Для этого в ф|азочувствиельном усилителе 6 опорное напряжение U.JQ поворачи90°, Тогда вается на постоянный угол на выходе этого фаз( чувствительного ;илителя появляетс постоянное напряжение, пропорциональное углу

сдвига « между напряжениями УзрИ U а на выходе фазового детектора 9 появляется напряжение, пропорциональное углу р между напряжением и вектором, перпендикулярНЕлм к вектоРУ .

Совместная работа фазочувствительного усилителя 6 и фазового детектора 9 на свои исполнительные органы приводит к тому, что потенциал вектора напряжения нейтрали совмещается с потенциалом точки ид и остаточный ток в месте замыкания фазы сети на землю будет состоять только из высших гармоник. Любое отклонение вектора вектора по продольной, так и по поперечной осям немедленно фиксируется yкaзaнны ш измерительными элементами регулятора и устраняется соответствующей корректировкой настройки индуктивностей XLOH XLU .

Эффективность гашения дуги в месте повреждения повышается за счет того, что в устройстве для автоматического регулирования тока компенсации с двойным регулированием напряжения поперечным и продольным) после оптимальной настройки индуктиБностей , на минимум напряжения поврежденной фазы и последующего отключения повреждения напряжения .на этой базе не восстанавливается. Оно продолжает сохраняться равным нулю сколь угодно длительное время, пока сохраняется указанная оптимальная настройка индуктивностей и не зависит от величины сопротивления RJ в месте замыкания фазы на зем.пю.

После восстановления электрической прочности в месте повреждения дополнительная индуктивность может быть отключена автоматически.

Полная компенсация емкостной и активной составляютцих тока замыкания на землю с помощью предлагаемого устройства значительно уменьшает вероятность возникновения заземляющей дуги и, следовательно, повышает надежность работы электрической сети и безопасность обслуживания электроустановки.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования тока компенсации по авт.св. № 564680, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности эксплуатации, в него введены дроссель с обмоткой подмагничивания для подключения к фазам сети и последовательно соединенные фазовый детектор усилитель-интегратор и второй исполнительный орган, причем к соответствующим входам фазового детектора подключены выходы блокирующего элемента по напряжению смещения нейтрали и фильтра основной гармоники сети, а выход второго исполнительного органа подключен к обмотке подмагничивания дросселя.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 564680, кл. Н 02 J 3/12, 1975.