Устройство для защиты фильтра высшей гармоники от повреждения Советский патент 1980 года по МПК H02H7/22 H02H7/16 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите и сигнализации фильтров высших гармоник преобразовательных под станций. Фильтр высшей .гармоники обычно состоит из последовательно соединен ных конденсаторной батареи и реакто ра и включается на фазное напряжени Конденсаторная батарея подразделяет ся на последовательные ряды, в каждом из которых параллельно соединен одиночные конденсаторы в количестве например, от 11 до 44 штук. Наиболее характерным повреждением в конденсаторной батарее является пробой конденсатора. Пробой ко денсатора приводит к коротк ому замы канию ряда конденсаторов. Эта стадия повреждения характеризуется наибольшим изменением пара метров ряда конденсаторной батареи и фильтра в целом. Однако длительность короткого замыкания ряда невелика и определяется временем отключения индивидуального предохранителя поврежденного конденсатора, которое составляет несколько миллисекунд. Йосле отключения предохранителя поврежденный конденсатор-выделяется из ряда, при этом устанавливается новый режим, параметры которого отличаются от параметров исходного режима в заметной степени только для данного ряда, для конденсаторной бат-ареи и фильтра в целом отличие параметров этих двух режимов весьма незначительно. Одним из основных повреждений фильтровых реакторов, сопровождсшвдихся к тому же незначительными аварийными составляюдими входных токов, является вйтковое короткое замыкание. Известны устройства, предназначенные для защиты фильтра в целом или только для защиты его конденсаторной батареи, а также известны устройства защиты-шуНТОвых конденсаторных батарей. Эти устройства можно разделить на две группы. К первой группе относятся устройства, устанавливаемые на потенциале ряда конденсаторной батареи и предназначенные для сигнализации и защитьз при повреждении конденсаторов. К этой группе относится, например, устройство, которое испольэут ток переходного процесса при проое конденсатора и имеет датчик тока ключенный в ошиновку ряда 1 , Общими недостатками устройств ервой группы являются многокомплектость исложность реализации каналов вязи для передачи информации на ункт управления .Эти недостатки осоенно проявляются с повышением напряения установки,когда число последоательных рядов конденсаторов достиает нескольких десятков(например,на Напряжении 500 кВ число рядов равно 55-60),

. Устройства первой группы не реагируют на витковые короткие замыкания в фильтровых реакторах.

Ко второй группе относятся устройства, которые устанавливаются на потенциале землкг и реагируютна. параметры, характе.ризующие конденсаторную батарею или фильтр в целом.

К этой группе относится, например, устройство балансовой токовой защиты фильтров, которое сравнивает токи основных гармоник одноименных фаз двух фильтров 2

Основными недостатками известных устройств втррой группы являются недостаточная чувствительность к короткому.замыканию ряда конденсаторов и низкое, быстродействие.

Наиболее близким является устройство защиты фильтра высших гармоник. Устройство содержит модель фильтра, подключенную к трансформатору- напряжения , выполненный на трансформаторе тока, включенном между реактором и землей датчик состояния фильтра, соединенный с сумматором, выход которого через фильтры, реагирующий орган и логичес-кий блок подключен к исполнительному органу, причем управляющий вход логического блока соединен через блокирующий орган к трансформатору напряжения з.

Основными недостатками устройства являются сложность выполнения и недостаточная чувствительность к внутренним повреждениям фильтра.

Цель изобретения - упрощение и повышение чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для защиты фильтра высшей гармоники от повреждения, содержащее включенный параллельно фазе фильтра трансформатор напряжения, к выходу которого подключена модель фильтра, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу датчика состояния фильтра, реагирунадий орган, выход которого подключен ко входу логического блока, управляющий вход которого соединен с выходом трансформатора напряжения через блокирующий орган, а выход логического блока подключен ко входу исполнительного органа, снабжено

дифференцирующим блоком, включенным между выходом сумматора и входом введенного выпрямителя, выход которого соединен со входом реагирующего органа, а датчик состояния фильтра ваполнен на трансформаторе напряжения, вход которого подключен парал лельно реактору фильтра высшей гармоники.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит конденсаторную батарею 1 фильтра, реактор 2 фильтра, трансформатор 3 напряжения, включенный на напряжение фазы фильтра, датчик 4 состояния фильтра, выполненный на трансформаторе 3 напря жения, включенный параллельно реактору силового фильтра, модель 5 филь тра сумматор б)дифференцирующий блок 7/ выпрямитель 8, реагирующий орган 9, логический блок 10, блокирующий орган 11, исполнительный орган 12.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы фильтра высшей гармоники напряжение с реактора 2 фильтра,подаваемого через датчик 4 напряжения на первый вход сумматора б, компсжсируется напряжением, подаваемым с выхода модели 5 фильтра на второй вход сумматора 6.

При этом напряжение на выходе дифференцирующего блока 7 значительно меньше уставки реализующего органа 9 и последний не срабатывает.

При пробое конденсатора в конденсаторной батарее 1 или витковом замы кании в реакторе 2 напряжение на реакторе 2 изменяется на величину изменения напряжения с .такой же скоростью.

Это изменение напряжения на реакторе 2 приводит к появлению импульса с крутым фронтом в компенсированном сигнале на выходе сум1 1атора 6 и к появлению большого по амплитуде и меньшего по длительности импульса на выходе дифференцирующего блока 7.

Указанный сигнал, проходя через выпрямитель 8, приводит к срабатыванию реагирующего органа 9 и действию через логический блок 10 на исполнительный орган 12.

В тех случаях, когда изменение напряжения на реакторе 2 обусловлено изменением напряжения на фазе фильтра, срабатывает блокирующий орган 11 и блокирует работу устройства.

Данная защита может быть использована для узкополосных фильтров высших гармоник.

Предлагаемое устройство повьшает быстродействие и чувствительность защиты фильтров, что, в свою очередь, позволяет уменьшить запас по параметрам номинального режима единичног конденсатора батареи, а,следовательно, уменьшить количество конденсаторов, что дает значительный экономи еский эффектJ отказаться от систематического визуального осмотра предохранителей, с целью выявления отключенных, поскольку это является трудоемким и опасным для здоровья человека процессом, повысить надежность работы фильтров высших гармоник и стабильность режима передачи постоянного тока.

Формула изобретения

Устройство для защиты фильтра высшей гармоники от повреждения, содержащее включенный параллельно фазе фильтра трансформатор напряжения, к выходу которого подключена модель фильтра, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу датчика состояния фильтра,реагирующий орган, выход которого подключен ко входу логического блока,управляющий вход ко-Торого соединен с выходом трансформатора напряжения,через блокирующий орган; а выход логического блока подключен ко входу исполнительного органа, отличающееся тем,что,с целью упрощения и повышения чувствительности,оно снабжено дифференцирующим блоком,включенным между выходом сумматора и входом введенного выпрямителя, выход которого соединен со входом реагирующего органа,а датчик состояния фильтра выполнен на трансформаторе напряжения,вход которого подключен параллельно реактору фильтра высшей гармоники.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 243447, кл. Н 02 Н 7/16, 1967. 2. Патент Великобритании

№ 1171359, кл. Н 02 Н 7/16, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2447165/24-07, кл. Н 02 Н 7/16, 1977.

Л

-1

JJ