(5) СПОСОБ РЕЗОНАНСНОЙ НАСТРОЙКИ КОМПЕНСАЦИИ ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ
Изобретение относится к настройке ;Комщенсации емкостных токов замыквг ния на землю в электрических сетях. Известен ряд способов настройки компенсирующих реакторов в резонанс с емкостью сети относительно земли, которые основываются на измерении различных физических величин, характеризующих состояние сети до замыкания на землю или в режиме замыкания. Известна настройка компенсации по максимуму напряжения смещения ней трали, которую проводят путем измерения и анализа уровня напряжения нейтрали. О достижении резонансной настройки при таком способе судят по наибольшему значению этого напряжения 1 и С2. Однако этот способ пригоден тольк для сетей, имеющих определенную естественную или специально созданную несимметрию проводимостей фаз относи тельно земли. Известен также способ, основанный на измерении фазовых характеристик сети/ Настройку ведут по углу между напряжением нейтрали и напряжением поврежденной фазы или линейным напряжением Г 2 о Такой способ настройки можно применять до замыкания на землю или в режиме замыкания только через некоторое переходное сопротивление. Известныг способы настройки по реактивной проводимости или реактивной составляющей тока контура нулевой последовательности, образованного емкостью сети и реактором, путем введения в нейтраль вспомогательного источника. Если настройка резонансная, то контролируемые величины должны быть равны нулю З и }. Недостатком известных способов является 1х. сложность и необходимость применения или дополнительной проводимости, подключаемой между одной из фаз и землей, или вспомогательного источника питания непромышленной частоты.. Точность измерения и, следовательно, точность настройки компенсации в известных способах зависит от многих факторов. На показания приборов и работу устройств настройки влияют частота источника, наложение токов естественной,несимметрии, активные проводимости сети на землю, нелинейность компенсирующих реакторов, способ последовательного или параллельного включения вспомогательного источника по отношению к реактору и др,
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретени является способ настройки по запомненному значению емкости сети, в котором до замыкания на землю косвенным путем измеряют емкость сети и по ней осуществляют настройку компенсации. При возникновении замыкания запоминают значение, равное измеренной емкости, и в дальнейшем сохраняют настройку, предшествующую замыканию 5J.
Однако для осуществления этого способа требуется применять ecnoMQгательный источник непромышленной частоты. На результаты измерений вляют частота источника, продольные и поперечные проводимости сети, трансформатор присоединения к нейтрали сети. Недостатком является и то, чт настройка осуществляется только до замыкания на землю, хотя в режиме замыкания состояние сети может изменяться.
Цель изобретения - повышение эффективности компенсации.
Поставленная цель дoctигaeтcя в способе резонансной настройки компесации тока замыкания на землю, по которому измеряют электрический параметр сети и настройку компенсации ведут по результату измерения путем регулировки индуктивности компенсирующего реактора, тем, что измеряют мощность сети, из результата измерений выделяют сигнал, пропорциональный степени расстройки компенсации, и регулируют индуктивность реактора в сторону уменьшения сигнала..
При настройке rio реактивной мощности измеряк} реактивную мощность до режима замыкания и в нем, запоминают величину, измеренную до замыкания, сигнал для настройки выделяют путем сравнения запомненной величины с ее текущим значением при замыкании, а регулированиеведут до
равенства нулю выделенного сигнала. При настройке по мгновенной мощности измеряют мгновенную мощность, выделяют переменную составляющую измеренной величины, а регулирование
ведут, пока выделенная составляющая не станет минимальной.
На фиг. 1 показана схема для реализации способа, когда для настройки компенсации измеряют реактивную
мощность; на фиг. 2 - то же, когда для настройки компенсации измеряют мгновенную мощность«
Трехфазная система имеет некоторую нагрузку 1, обусловленную междуфазными проводимостями, емкость от-, носительно земли 2 и компенсирующий реактор 3, регулируемый посредством регулятора h. Для настройки компенсации измеряют реак тивную мощность
трехфазной системы на выходе источника питания измерителем мощности 5. Измерения проводят путем подачи на измеритель линейных токов и фазных напряжений системы. Сигнал, пропорциональный измеренной , подают на запоминающее устройство 6 и анализатор 7. Запоминание информации производят с момента возникновения замыкания на все время существования
этого режима. С помощью анализатора 7 сравнивают сигналы о величине мощности до и после замыкания, определяют знак и уровень рассогласования этих сигналов и воздействуют на
регулятор k. Регулятором изменяют индуктивность реактора в. сторону уменьшения рассогласования сигналов до значения, соответствующего резонансной настройке, при которой рассогласование станет равным нулю.
Сущность способа заключается в следующем.
Реактивная мощность трехфазной системы до замыкания на земле равна
Q QM+O. , (1)
где Q| - реактивная мощность нагрузки и междуфазных емкостей сети (эта составляющая не зависит от режима однофазного замыкания) ;
Qij - реактивная мощность фаз
относительно земли; - емкостной ток на землю
и напряжение фазы. В состоянии замыкания фазы-на землю реактивная мощность системы становится равной
Q QM+Q (2)
где uQ-j - наброс реактивной мощности на систему из-за замыкания на землю.
В некомпенсированной сетийС1 - с. определяется величиной емкостного тока замыкания на землю (Эс) и напряжением смещения нейтрали (UD). В компенсированной сети наброс реактивной мощности зависит от величины реактивной составляющей остаточного тока, т.е. о
iQ-i ocT-Uo (3с -Зр )Uc. где Dp - ток компенсирующего реактора.,
При резонансной настройке компенсации Не поэтому bQ 1 0. .Из (5) с учетом (1) следует, что без компенсации наброс реактивной мощности равен мощности системы относи-, тельно земли до замыкания. Для компенсированной сети с резонансной настройкой с учетом равенства Л Jp имеем
Q бЗсзУф - Лр Uj,
67c3U0 - 3U4.3ui ЗЭсаиф(1з (6) т.е. действительно, при этом AQ.j 0; и Ql и поэтому справедливо условие (3).
Следовательно, если в режиме замыкания фазы на землю изменять ток реактора и одновременно сравнивать между собой значения реактивной мощности трехфазной системы, измеренные до замыкания и в режиме замыкания, то критериемдостижения резонансной настройки можно считать равенство нулю (или смену знака) результирующего сигнала сравнения мощностей.
На фиг. 2 изображена схема поясняющая способ, когда для настройки компенсации измеряют мгновенную мощность.
Переменную составляющую сигнала мощности выделяют фильтром 8 (фиг,2) и Подают на экстремальный анализатор 9. С помощьюкоторого определяют уровень этой переменной составляющей и формируют необходимый сигнал управления, который подают на регулятор . При возникновении замыкания какой-либо фазы на землю выходной сигнал с измерителя мощности 5 содержит постоянную и переменную составляющие. Постоянная составляющая пропорциональна средней (активной) мощности системы, а переменная составляющая характеризует несимметрию трехфазной системы. Поскольку несимметрию трехфазной системы вызывает однофазное замыкание на з.емлю, то по величине пе-ременной составляющей можно судить о возникновении замыканий на землю и величине тока замыкания. В компенсированной
5 сети ток замыкания на землю равен сумме емкостного тока и индуктивного тока реактора. При резонансной настройке компенсации ток замыкания минимальный. Следовательно, в этом
0 режиме несимметрия трехфазной системы, обусловленная однофазным замыканием на землю, также минимальна. Наименьшее значение имеет и переменная составляющая выходного напряжения преобразователя мощности. Таким образом, на измерении и анализе уровня переменной составляющей мощности трехфазной системы может быть основана резонансная настройка компенсации емкостных токов.
Настройку компенсации по реактивной мощности целесообразно .применять в сетях большой протяженности с большой мощностью сети относительно земJ ли .и со стабильной нагрузкой. Настройка по мгновенной мощности может быть применена в любых сетях. Способ является простым, для его осу|ществления не требуется применять
Q вспомогательных источников питания {или подключать к фазе сети дополни|тельную проводимость. Измерение мощ Ности можно производить стандартными преобразователями мощности, выпускаемыми отечественной промышленностью. При этом можно использовать уже имеющиеся в трехфазной системе трансформаторы тока и напряжения. Применение способа позволяет осуществить резоQ нансную настройку компенсации емкостных токов непосредственно в режиме замыкания как через различное переходное сопротивление, так и при коротком замыкании. Остаточный ток замыкания на землю при этом минимальный, что обеспечивает значительное повышение эффективности компенсации, а значит надежности и электробезопасности систем электроснабжения. Формула изобретения 1.Способ резонансной настройки компенсации тока замыкания на землю, при котором измеряют электрический параметр сети и настройку компенсации ведут по результату измерения регулировкой индуктивности компенсирующего реактора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, измеряют мощность сети, из результата измерений выделяют сигнал, пропорциональный степени расстройки компенсации, и регулируют индуктивность реактора в сторону уменьшения выделенного сигнала. 2.Способ по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что измеряют реактив ную мощность до режима замыкания и в нем, запоминают величину измеренную до замыкания, сигнал до настройки выделяют путем сравнения запомнен ной величины с ее текущим значением при замыкании, а регулирование ведут до равенства нулю выделенного сигнала. 9 3. Способ по п. 1, от ли чающий с я тем, что измеряют мгновенную мощность, выделяют переменную составляющую измеренной величины, а регулирование ведут, пока выделенная составляющая не станет минимальной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 с Лихачев Ф.Л. Инструкция по выбору, установке и эксплуатации дуго1гасящих катушек. М., Энергия, 1971, с. 55-65. 2.Авторское свидетельство СССР № 205125, 1967. 3.Вильгейм Р и Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах, ГЭИ, М.-Л., 1959, с. 373-375. , Степанчук Д.Н. Исследование методов автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки в шахтных электрических сетях. Горная электромеханика и автоматика. Вып. k, 1966. 5. Авторское свидетельство СССР № 52865, 197 (прототип).
