Устройство для компенсации емкостногоТОКА уТЕчКи Советский патент 1981 года по МПК H02H3/16 H02H9/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНОГО ТОКА УТЕЧКИ Однако вычислитель расстройки ком пенсации (в данном устройстве - мост переменного тока, в одно из ,.леч ко торого включен потенциометр, модели рующий катушку, в другое плечо включено задающее устройство, моделирующее суммарную емкость сети) обладает значительной погрешностью вы числения, так как информация о величинах емкости сети и индуктивности компенсирующей катушки поступает по разомкнутому контуру и в процессе эксплуатации- не корректируется. Кроме того, это устройство предназначе .но для работы лишь с плунжерными ком пенсирующими катушками.. Целью изобретения является повышение точности настройки во всех режимах функционирозания сети. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее компенсируюиую катушку, модель суммарной относительно земли емкости фаз сети и модель индуктивности компенсирующей катушки, выходы которых подключе ны к входам вычислителя расстройки компенсации, выход которого через ис полнительный орган подключен к компенсирующей катушке, снабжено подключенным к сети генератором пробных колебаний, причем первые входы моделей емкости сети и индуктивности компенсирующей катушки подключены к датчику напряжения нулевой последовательности, а вторые входы к датчику тока нулевой последователь ности. npi: этом упомянутая модель емкости сети выполнена на последовательно соединенных формирователе емкостного тока сети и элементе сравнения в виде сумматора, выхо.цы которых через фильтры-пробки промышленной частоты соединены со входами первого синхронного детектора, выход которо го через свой выходной элемент соеди нен со вторым входом формирователя емкостного тока, а упомянутая модель индуктивности выполнена на последовательно соединенных формирователе индуктивного напряжения в сети и элементе сравнения в виде вычитающего звена, выходы которых через полосовые фильтры промьаиленный частоты соединены со входами .второго синхронного детектора, выход которого через свой выходной элемент соедине со вторым входом формирователя индуктивного напряжения. Кроме того, формирователи емкостного тока и индуктивного напряжения выполнены из последоватзльно соединенных дифференциатора и множитвльHOi-o звена. На чертеже представлена блок-схе ма предлагаемого устройства. Блок-схема содержит компенсирующую катушку 1, генератор 2 пробных колебаний, модели cy JJMapнoй относительно земли емкости сети 3 и индуктивности дугогасящей катушки 4, выходы которых подключены к входам вычислителя 5 расстройки компенсации, связанного через исполнительный орган 6 с компенсируквдей катушкой 1. Модель емкости сети 3 составлена из последовательно соединенных дифференциатора 7 и множительного звена 8, образующих формирователь 9 емпостного тока, и сумматора 10, выхокоторых через фильтры пробки 11 соединены со входами первого синхронного детектора 12. Выход детектора 12 через.выходной элемент 13 соединен со вторым входом множительного звена 8 и модель индуктивности 4 составлена из последовательно соединенных дифференциатора 14 и множительного звена 15, образующих формирователь 16 индуктивного напряжения, и вычитающего звена 17, выходы которых через полосовые фильтры 18 соединены со входами синхронного детектора 19. Выход детектора 19 через выходной элемент 20 соединен со вторым входом множительного звена 15. Первые входы моделей емкости сети и индуктивности (вход дифференциатора 7 и второй вход звена 17) подключены к датчику напряжения нулевой последовательности, а вторые входы (вход сумматора 10 и дифференциатора 14) к датчику тока нулевой последовательности. Устройство работает следующим образом. Напряжение () и ток l,n(t) нулевой последовательности представляем в виде иип(:) и (w,t) + Un, (t) (1) 1нп (t) I (iD.t) + IHK (t) (2) , где и (щ, t) и I (u), t) - составляющие напрях ения и тока нулевой последовательности на промышленной частоте U) , а УПК (t) и 1пк() - составляющие, обусловленные наличием в контуре нулевой последовательности сети пробных колебаний. Следует отметить, что в качестве пробных колебаний могут выступать как искусственно создаваемые колебания, например, от генератора пробных колебаний 2, так и колебания, вызванные резкими изменениями параметров сети. В последнем случае роль пробных колебаний выполняют собственные (свободные) движения в контуре нулевой последовательности сети. Кроме того, спра.ведливы также соотношения -С 1Нм -gUnx(t) (3) U(u;,t) 11Ц + Rl(u;,t) (Ц) , где С ид- суммарные относительно емкость и активная проводимость сети; L и R - индуктивность и акти ное сопротивление компенсирующей це пи. Дифференциаторы 7 и 14 определяют производные по времени от ) и ), а множительные звенья 8 и 15 осуществляют перемножение полученных производных на коэффициенты (иде тифицируемые параметры) L соответственно. Таким образом, выходом формирователя 9 является ток I ,.dU(uu,t) , c(t)-c + (t) I, d а выходом формирователя 16 - напряжениеII f , d 1нп (t) dl((ti,t) . dt - -dt + d Inn ( t) dt Нетрудно видеть, что очередность оп раций дифференцирования и умножения на дифференцируемый параметр можно переставлять. Элемент 10 сравнения производит операцию суммирования ( Iс (t ) + „„( t) а элемент 17 - операцию вычитания ( (г)-и„п (t) ), С учетом (1) - (6) сигналы на выходах элементов 10 и 17 сравнения можно записать тогда в виде , (t) () -gUr,,(t) + d и (Ш, t) + I (u),t) , (7) dt U(t) (L -L) JLL) . R,(,t) d ln( t) - UnK(t) d t фильтры пробки 11 подавляют в сигна лах 1f;-)(t) и ul(t) составляющие пр мышленной частоты. Оставшиеся соста ляющие, обусловленные пробными коле баниями UpK( t. после синхронного детектирования 12, определяют управ ляющий сигнал и ( С) (9) , где KQ - некоторый коэффициент про порциональности . Исполнительный элемент 13 в соот ветствии с (9) производит настройку -параметра С . Полосовые фильтры 18 выделяют в сигналах U(t) и uU(t) составляющи лишь на промышленной частоте. После дующее синхронное детектирование 19 определяет управляющий сигнал i.) где К,- - коэффициент пропорционал ности. Исполнительный элемент 20 в соответствии с (10) осуществляет настройку параметра L. Таким образом, самонастраивающие ся модели 3 и 4 производят непрерыв Hoe измерение емкости С и индуктнв ности L контура нулевой последовательности сети. Вычислитель 5 по результатам измерения определяет расстройку компенсации и I- С (11) в соответствии с которой исполнительный орган б изменяет индуктивность L компенсирующей катушки 1 до наступления равенства , что соответствует точной настройке компенсации при L L и С С. Непрерывно осуществляемая коррекция и.замкнутый характер контуров самонастройки позволяет в конечном |итоге существенно повысить точность компенсации. В предлагаемом устройстве правильная оценка реактивных параметров L и С сети не зависит от ее активных параметров Rug, которые могут изменяться во времени, Кроме того, данное устроГ ство совviecTHMO с любыми типами компенсирующих катушек и оказывается работос1Юсобной во всех режимах фуикциоиирования сети, что придаст системе универсальный характер, сущсстпенио расширяющий ее функциональные гзозможности. Формула изобретения 1.Устройство для компенсации омкостного тока утечки, -содержащее компенсирующую катушку, модель суммарном относительно земли емкости фаз сети и модель индуктивности компоясирующей хатушки, выходы которых подключены К входам вычислителя расстройки компенсации, выход которого через исполнительный орган подключен к комг.онсирующей катушке, отличающееся тем, что, с цолью повышения точности настройки ыо всех режимах функционирования сети, .оно снггОжено подключенным к сети Гонерагором пробных колебанийJ причем первые входы моделей емкости сети и индуктивности компенсирующей катушки подключены к датчику напряжения нулевой последовательности, а вторые входы - к датчику тока нулевой последовательности . 2.Устройство по п. 1, отличающееся ТЕМ, что модель емкости сети выполнена на последовательно соединенных формирователе емкостного тока сети и элементе сравнения в виде сумматора, выходы которых через фильтры -пробки промышленной частоты соединены со входами первого синхронного детектора, выход которого через свой выходной элемент соединен со вторым входом формирователя емкостного тока. 3.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что модель

индуктивности выполнена на последовательно соединенных формирователе индуктивного напряжения в и элементе сравнения в виде вычитающего эвена, выходы которых через полосовые фильтры промышленной частоты соединены со входами второго синхронного детектора, выход которого через свой выходной элемент соединен со вторым входом формирователя индуктивного напряжения,

4. Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что формирователи емкостного тока и индуктивного напряжения выполнены из последовательно соединенных дифференциатора и множительного звена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 150156, кл. Н 02 J 3/18, 1960.

2.Авторское свидетельство СССР № 612328, кл. Н 02 Н 1/02, 1976.

3.Авторское свидетельство СССР № 150907, кл. Н 02 J 3/18, 1961.