Устройство для автоматической компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю Советский патент 1981 года по МПК H02H1/02 

поврежденной фазы, первый вход которого подключен к обмотке фазных напряжений трансформатора напряжения, последовательно соединенные фазочувствительный блок и интегрирующий усилитель, дополнительно введены блок задания, орган блокировки, фазосдвигающий блок, первый преобразователь аналогового сигнала в логический, последовательно соединенные первый и второй фильтры, блок сравнения и второй преобразователь аналого(вого сигнала в логический, причем вход первого фильтра подключен к выходу блока выбора поврежденной фазы, выход второго преобразователя аналогового сигнала в логический подключен к первому блокирующему входу -блока управления реактором, входы фазосдвигающего блока и органа блокировки подключены к обмотке нулевой последовательности трансформатора напряжения, выход фазосдвигающего блока соединен с первым входом фазочувствительного блока, второй вход которого соединен с выходом первого .фильтра, первый выход органа блокировки соединен со вторым входом блок выбора поврежденной фазы и со вторым блокирующим входом блока управления реактором, а второй выход - с установочным входом блока управления реактором, выход интегрирующего усилителя через первый преобразователь аналогового сигнала в логический соединен с управляющим входом блока управления реактором.

Дугогасящий реактор содержит переключатели ответвлений, например полупроводниковые ключи.

Блок управления реактором содержи последовательно соединенные формирователь прямоугольных сигналов, делитель частоты, первый элемент И, имеющий три входа, (один счетный и два блокирующих) логический блок, реверсивный счетчик, имеющий три входа (два счетных и один установочный), дешифратор, согласующий блок, а также деши-фраторы нуля и единицы, блок направления, причем формирователь прямоугольных сигналов подключен к трансформатору тока, включенному последовательно с дугогасящим реактором, а выход согласующего блока - к управляющим входам ключей дугогасящего реактора, первые входы дешифраторов подключены к выходам ревегрсивного счетчика, вторые - к. ВЫХФ1У блока направления, имеющему один вход (управляющий), а выходы дешифраторов подсоединены соответственно ко второму и третьему входам логического блока, четвертый вход логического блока соединён с выходом блока направления, а первый и второй выходы логического подключены соответственно к первому и второму счётным входам реверсивного счетчика

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

К нейтрали трансформатора 1 электрической сети подключен дугогасящий реактор 2 с дискретным регулирование индуктивности. Второй его вывод через трансформатор 3 тока соединен с землей. К электрической сети подключен трансформатор 4 напряжения датчик напряжения нулевой последовательности и напряжений фаз сети относительно земпи. Автоматическое устройство , содержащее блок 5 управления реактором, подключено к трансформатору 3 тока и трансформатору 4 напря(Жения.

К обмотке напряжения нулевой последовательности сети (к датчику напряжения нулевой последовательности сети трансформатора 4 подключены последовательно соединенные фазосдвигающий блок 6, фазочувствительный блок 7, интегрирующий усилитель 8 и первый преобразователь 9 аналогового сигнала в логический, выход которого связан с управляющим входом блока управления реактором.

К обмотке фазных напряжений (к датчику напряжений фаз сети относительно земли) трансформатгора 4 подключены последовательно соединенные блок 10 выбора поврежденной фазы, первый фильтр 11, второй фильтр 12, блок 13 сравнения и второй преобразователь 14 аналогового сигнала в логический , выход которого подключен к первому блокирующему входу блока управления реактором.

Орган блокировки 15 подключен к обмотке напряжения нулевой последовательности трансформатора 4, один его выход связан со вторым входом блока 10 выбора поврежденной фазы и вторым блокирующим входом блока 5 управления реактором/ а второй выход - с установочным входом реверсивного счечика блока 5 управления реактором. Второй вход фаэочувствите1льного блока 7 соединен с выходом первого фильтра. Счетный вход блока управления реактором подключен к трансформатору 3 тока. С указанным входом связаны последовательно соединенные формирователь. 16 прямоугольных импульсов, делитель 17, логичес1 ий элемент И 18, два параллельно включенных элемента И 19 и 20 логического блока 21, реверсивный.счетчик 22, дешифратор 23 и согласующий блок 24. С выходом реверсивного счетчика со- . единены дешифратор 25 нуля и дешифратор 26 единицы. Управляющий вход блока управления реактором через блок 27 направления связан со.вторыми входами лешифраторов нуля и единицы и со вторыми входами элементов И 19 и 20 логического блока 21. Выходы дешифраторов 25 и 26 срединены с третьими входами элементов И логического блока 21, Элемент И 18 имеет дополнительно два блокирующих входа, в схеме имеется также блок 28 задания, соединенный с блоком 13 сравнения.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы сети орган блокировки 15 вьщает блокирующий сигнал, поэтому счетные импульсы на вход реверсивного счетчика 22 не проходят и он хранит ранее полученную информацию, определяя индуктивность дугогасящего реактора, i При возникновении однофазного замыкания на землю в сети блок 10 выбора фазы выбирает поврежденную фазу а орган блокировки 1Ь разрешает прохождение счетных импульсов на вход реверсивного счетчика 22.

Указанные импульсы обусловлены переменным током, протекающим через трансформатор 3 тока. Сигнал со вторичной обмотки этого трансформатора тока через формирователь 16 прямоугольных импульсов, делитель- 17, элемент И 18,- один из элементов, И 19 или 20 поступает на вход реверсивного счетчика. Благодаря описанной схеме формирования счетных импульсов обеспечивается переключение ответвлений реактора 2 в моменты прохождения индуктивного тока через нуль. На один вход фазочувст ительного блока 7 с трансформатора 4 через фильтр 11 поступает напряжение поврежденной фазы 1)3, а на другой вход также с трансформатора 4 через фазосдвигающий блок 6 подается напряжение нулевой последовательности сети Up.

Выходной сигнал фазочувствительного блока 7, пропорциональный углу между нд:пряжениями Up и Uj, через интегрирующий усилитель 8 и первый преобразователь 9 аналогового сигнала в логический поступает на управляющий вход (на блок направления 27) блока 5 управлен ия реактором. Указанный сигнал определяет направление счета реверсивного счетчика и, следовательно, певеключение ответвлений и изменения индуктивного тока рёак. тора в сторону резонансной настройки компенсации, которой соответствует нулевой угол между напряжениями УО и и,.

Дешифраторы нуля 25 и единицы 26 предназначены для блокировки реверсивного счетчика в граничных точках диапазона регулирования индуктивного тока реактора (при движении в сторону границы) .

Блок 13 сравнения сравнивает выходной сигнал фильтра 12 с уставкой .блока 28 задания, и если сигнал становится меньше уставки (например, в случае металлического однофазного замыкания на землю), то через преобразователь 14 подается блокирующий

сигнал на элемент И 18 блока 5 управления реактором. пофазных отключениях и обрывах фаз в электрической сети, приводящих к повышениям напряжения нейтрали более фазного напряжения, орган блокировки 15 выдает сигнал и устанавливает реверсивный счетчик 22 в одно из крайних состояний, обусловливая максимальную либо минимальную индуктивность дугогасящего реактора, что позволяет- существенно снизить перенапряжения в сети.

Описанное устройство обеспечивает регулирование настройки компенсации как при устойчивых замыканиях на землю, так и при перемежающихся ду5.гах.

Изобретение позволит существенно повысить надежность электрической сети, так как благодаря высокому быстродействию устройство бУдет поддерживать режим, резонансной настройки при однофазных Зс1мыканиях на земпю, а в случае ненормальных режимов снижать перенапряжения в сети.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электри- . ческой сети, содержащее дугогасящий реактор, блок управления дугогасящим реактором, блок выбора.поврежденной фазы, -первый вход которого подключен

к обмотке фазных напряжений трансформатора напряжения, последовательно соединенные фазочувствительный блок и интегрирующий усилитель, о т л ич а ю щ е е с. я тем, что, с целью пойышения точностиИ увеличения быстродействия, в него дополнительно введены, блок задания, орган блокировки, фазосдвигающий блок, первый преобразователь- аналогового сигнала в логический, последовательно соединенные первый и второй фильтры,

блок сравнения, второй преобразователь аналогового сигнала -в лсргический, причем вход первого фильтра подключен к выходу блока выбора поврежденной фазы, выход второго преобразователя ансшоговоио сигнала в логический подключен к первому блокирующему входу блока управления реактором, входы фазосдвигаквдего блока и органа блокировки подключен к обмотке нулевой последовательности ансфооматрра напряжения, выход фазосдвигающего блока соединен с первым . входом фазочувствительного блока, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра, первый выход органа блокировки соединен со вторым в содом блока выбора поврежденной фазы и со вторым блокируюпдам входом блока управления реактором, а второй выход - с установочным входом блока управления реактором, выход интегрирующего усилителя через первый преобразователь аналогового сигнала.в логический соединен с управляющим входом блока управления реактором. 2.Устройство по п.1,о т личающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, дугогасящий реактор снабжен переключателями ответвлений, например полупроводниковыми ключами. 3,Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, блок управления реактором содержит последовательно соединенные формирователь прямоугольных сигналов, делитель час тоты, первый элемент И, логический блок, реверсивный счетчик, дешифратор, согласующий блок, а также дешифраторы нуля и единицы, блок напра ления, причем формирователь прямо.угольных сигналов подключен к транс-форматору тока/ включенному последовательно с дугогасящим реактором, а выход согласующего блока - к управляющим входам ключей дугогасящего реактора, первые входы дешифраторов подключены к выходам реверсивного счетчика, вторые - к выходу блока направления, а выходы дешифраторов подсоединены соответственно ко второму и третьему входам логического блока, четвертый вход логического блока соединен с выходом блока направления, а первый и второй выходы логического блока подключены соответственно к первому и второму счетным входам рвверсивного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №513436, кл. Н 02 Н 1/02, 1976. 2..Авторское свидетельство СССР №296189, кл. Н 02 Н 1/02, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР №330509, кл. Н 02 Н 1/02, 1972.