Для достижения поставленной цели устройство для автоматической компенсации емкостного тока при однофазном замыкании на землю, содержащее последовательно соединенные амплитудный детектор, полосовой фильтр, а также релейное звено, синхронный детектор, фильтр низкой частоты и исполнительньм орган с релейной характеристикой, снабжено блоком различия режимов, погарифматором, дифференциатором и блоком ;режима перемежающейся дуги, причем вход блока.различения режимов подключают к датчику напряжения нулевой последовательности и датчикам фазных напряжений сети, а его первый выход через логариф атор соединен с входом амплитудного детектора; второй выход через блок режима перемежающейся дуги -.со вторым входом фильтра низкой частоты, а между полосовым фильтром и релейным звеном включен дифференциатор.
На чертеже представлена функциональная схема устройства для автоматической компенсации емкостных токов при однофазных замыканиях на землю.
Схема содержит блок 1 различения режимов, на входы которого подаются напряжения фаз сети А, В, Си напряжение асимметрии сети SUp, логарифматор 2, амплитудный детектор 3, полосовой фильтр 4, дифференциатор 5, релейное звено 6, синхронный детектор 7, фильтр 8 низкой частоты, исполнительньй орган 9 с релейной характеристикой и блок 0 режима перемежающейся дуги.
Устройство работает следующим образом.
Блок 1 различения режимов, на входы которого подается напряжение асимметрии контура нулевой последовательности и напряжения фаз сети позволяет при появления нормального режима или глухого однофазного замыкания odyщecтвлять настройку дугогасящей катушки при помощи вьщеления информационного сигнала первьм каналом, в состав которого входят логари(|матор 2, a mлитyдный детектор 3, полосовой фильтр 4, дифференциатор 5, релейное звено 6, синхронный детектор 7, фильтр 8 низкой частоты, исполнительный орган 9 с релейной характеристикой. При возникновении в сети режима перемежающегося дуго вого однофазного замыкания блок 1 различения режимов коммутирует второй канал, состоящий из блока 10 режима перемежающейся дуги, фильтра 8 низкой частоты и исполнительного органа 9 с репейной характеристикой. Логарифматор 2 построен как усилитель, охваченный нелинейной обратной связью, позволяющей реализовать логарифмическую характеристику при помощи аппроксимации ее несколькими участками. Тем самьм входные сигналы различного уровня передаются с различными коэффициентами усиления, что позволяет ограничить динамический диапазон изменения сигнала на входе логарифматора 2, который поступая на амплитудный детектор 3, подвергается амплитудному детектированию на несущей частоте. Полосовой фильтр 4 осуществляет фильтрацию высокочастотной составляющей на выходе амплитудного детектора 3. Следующий далее дифференциатор 5 производит дифференцирование выходного сигнала с полосового фильтра 4. Ре;лейное звено 6 выполняет функции стабилизатора коэффициента передачи первого канала. На его выходе появляется последовательность прямоугольных импульсов постоянной амплитуды и различной скважности, величина которой зависит от точностинастройк дугогасящей катушки и равна двум при точной настройке. Использование релейнообразных опорных сигналов и релейных сигналов с вьгхода релейного звена 6 позволяет предельно просто и точно организовать их синхронное детектирование. На выходе синхронног детектора появляется последовательность прямоугольных разнополярных колебаний, поступающая на первый вход фильтра низкой частоты 8, в то время как второй вход, являющийся выходом второго канала, отключен.. Фильтр 8 низкой частоты предназначен для фильтрации колебательной составляющей удвоенной частоты и выделения постоянной составляющей сигнала с выхода синхронного детектора 7. В зависимости от полярности сигнала на выходе фильтра 8 низкой частоты исполнительным органом 9 с релейной характеристикой, который представляет звено.с зоной нечувствительности, формируется сигнал, полярность которого определяет направление движения системы к экстремуму контуpa нулевой последовательности сети. При точной настройке дугогасящей катушки сигнал на выходе фильтра 8 низкой частоты представляет собой последовательность импульсов, амплитуда которых не более зоны нечувствительности исполнительного органа 9 с релейной характеристикой, которая определяется из условия точности . настройки дугогасящей катупжи (не более 3-5%).
При появлении в сети глухого однофазного замыкания на землзо работа первого канала соответствует описанной при нормальном режиме, лишь с тем отличием, что блок 1 различения режимов подает на вход логарифматора 2 напряжение на поврежденной фазе сети и происходит инвертирование знака обратной связи первого канала, так как осуществляется настройка на экстремум-минимум в отличие от нормального режима, где экстремум-максимум .
При возникновении перемежающегося дугового однофазного замыкания сети на землю блок 1 различения режимов
ч .
блокирует первый канал, отключая вход логарифматора 2 и выход синхронного детектора 7, и подключает второй канал. В этом режиме с блока 1 различения режимов на вход блока перемежающейся дуги 10 подается напряжение асимметрии сети 3Uo. Блок режима перемежающейся дуги 10 обеспечивает измерение отклонений собственно частоты контура нулевой последовательности сети в моменты бестоковых пауз от номинальной частоты сети 50 Гц. Сигнал с выхода блока 10 режима перемежающейся дуги поступает на в.ход фильтра 8 низкой частоты. При этом первый вход фильтра 8 отключен. С выхода фильтра низкой частоты 8 сигнал в виде последовательности разнополярных импульсов, длительност и полярность которых определяется соответственно паузами между моментаМи загорания дуги и расстройкой компенсации относительно резонанса, поступает на вход исполнительного . oprawa 9 с релейной характеристикой, которая в зависимости от полярности входиого сигнала формирует сигнал, управляющий изменением величины инт дуктивности катушки в зависимости от точности настройки. При точной настройке сигнал на выходе блока режима перемежающейся дуги 10 практически равен нулю.
Введение в контур первого каналй логарифматора повышает чувствительность системы при малых уровнях сигнала на выходе объекта управления и сн1-и:ает различие в величинах входных сигналов,при нормальном режиме и при глухом однофазном замыкании сети, на землю, которая может различаться в сотни раз. Тем самым обеспечивается нормальное функционирование системы при значительных изменениях уровня входного сигнала. Введение в первый канал после полосового фильтра дифференциатора позволяет значительно повысить общую чувствительность системы при ее эксплуатации в нормальном режиме и при глухом однофазном замыкании сети на землю. Предложенная автоматическая компенсация емкостных токов при однофазных замыканиях в сети эффективно работает не только в нормальном режиме и при глухих замыканиях, но и при появлении в сети режима перемежающегося дугового замыкания. Все это позволяет осуществлять в течение всего времени эксплуатации устройства точную резонансную настройку дугогасящей катушки, что существенно повышает надежность работы сети, бесперебойность электроснабжения .потребителей, снижает величину остаточных токов в месте замыкания до минимума, определяемого активной составляющей контура кулевой последовательности сети и высшими гармониками и, следовательно, улучшаются условия электробезопасности для персонала обслуживающего электроустановки.
Формула изобретения
Устройство для автоматической компенсации емкостного тока при однофазном замыкании на землю, содержащее последовательно соединенные амплитудный детектор, полосовой фильтр, а также релейное звено, синхронный детектор, фильтр низкой частоты и исполнительный орган с релейт ной характеристикой, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы устройства при появлении в сети режима переме79жающегося дугового однофазного замыкания и повьпаения его чувствительнос ти при малых уровнях входного сигнала, оно снабжено блоком различения режимов, логарифматором, дифференциатором и блоком режима перемежающейся дуги, причем вход блока различения режимов подключают к датчику напряжения нулевой последовательности и датчикам фазных напряжений сети, а его первый выход через логарифматор соединен с входом амплитуд3ного детектора, второй выход через блок режима перемежающейся дуги со вторьм входом фильтра низкой частоты, а между полосовым фильтром и релейным звеном включен дифференциатор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №424275, кл. Н 02 J , 1974, 2.Авторское свидетельство СССР №612328, кл. Н 02 Н 1/02, 1978.
