Способ настройки дугогасящего реактора и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК H02H9/08 

(5) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДУГОГАСЯЩЕГО РЕАКТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к распределению электроэнергии и может быть использовано в электрических распределительных сетях.

Известны способы настройки дугогасящих реакторов, основанные на измерении реактивной проводимости контура нулевой последовательности сети, экстремальных зависимостях напряжения нейтрали, фазовых характеристик ю напряжения нейтрали 1 ,

Недостатком этих способов является сложность технической реализации автоматических регуляторов, нёоб-,5 ходимость применять дополнительное силовое электрооборудование.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, основанный на измере 20 НИИ частоты (периода) свободных колебаний напряжения нейтрали сети, возникающих после самоликвидации однофазного замыкания.

Согласно этому способу в течение переходного процесса после ликвидации однофазного замыкания.на землю измеряют частоту (период) свободных колебаний напряжения на дугогасящем реакторе и по известной зависимости CO(.g COQ-{f-V производят соответственное изменение индуктивности дугогасящего реактора с тем, чтобы частота свЬбодных колебаний совпадала с частотой сети 2 .

Недостатком этого способа является то, что информация о степени, настройки дугогасящего реактора (ДГР) Y поступает в течение кратного промежутка времени только после самоликвидации однофазного замыкания на землю, когда имеет место переходный .процесс восстановления нормального режима работы сети. Несмотря на очевидную простоту, этот способ настройки ДГР самостоятельно не используется. Его применяют лишь в сочетании с другими способами, позволяющими ПРОИЗВОДИТЬ предварителвную настройку реакторов до- замыкания на землю, а также во время длительного устойчивого однофазного замыкания. С появлением новых конструкций ДР ЗО и настраиваемых под напряжением путем переключения ответвлений обмотки тиристорными коммутаторами, возможности применения способа настройки реакторов основан ного на измерении частоты свободных колебаний, могут ть расширены. Наиболее б)1 1зким к предлагаемому устройству для настройки дугогасящего реактора является устройство, соДержащее два канала регулирования, . один из которых действует при устойчивом замыкании на землю, а другой при неустойчивЬм. Второй канал регулирования работает в режиме горения заземляющей дуги, когда последняя и-меет бестоковые паузы. Этот канал включает в себя блокирующий элемент, измеритель частоты свободных колебаНИИ напряжения смешения нейтрали, ма нитное аналоговое регулируемое запоминающее устройство, исполнительный орган 5. Недостатком работы этого устройст ва является то, что второй канал ре, гулирования-используется только при бестоковых паузах после обрыва зазем ляющей дуги. Цель изобретения - обеспечение настроЙ ки реактора в нормальном режиме работы сети.. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу настройки дугогасящего реактора путем измерени частоты напряжения нейтрали в течени переходного процесса в сети и измене ния индуктивности дугогасящего реактора в зависимости от измеренной частоты напряжений указанный переход ный процесс создают путем периодического подключения дугогасящего реактора к нейтрали. С целью обеспечения предварительной настройки компенсации в нормальном режиме работы сети устройство, содержащее блокирующий элемент, подключенный к датчику напряжения нейтр ли, последовательно соединенные блок измерения частоты, блок регулирования и запоминания и исполнительный элемент, дополнительно снабжено загр дительным фильтром промышленной частоты, подключенным к датчику напряжения нейтрали и блоку измерения частоты, и блоком периодической коммутации, включенным между блокирующим и исполнительным элементами. На фиг. 1 представлена схема замещения сети; на фиг. 2 - блоксхема устройства для настройки дугогасящего реактора(ДГР). Переходные процессы. Сопровождающиеся свободной составляющей в напряжении нейтрГали, имеют место в контуре нулевой последовательности при любом изменении конфигурации сети. Однако эти изменения носят случайный характер и не могут быть использованы для уверенного непрерывного управления настройкой компенсации. 1 В нормальном режиме работы сети индуктивность ДГР 1 (фиг. |) образует с емкостью сети 2 на землю последова.тельный ЬС-контур, ток ё котором вызывается соответственным напряжением несимметрий от источника 3 напряжения н симметрии промышленной частоты, последовательно с которым включены сопротивление А, эквивалентное активным потерям в контуре, и исполнительный элемент 5. При включении исполнительного элемента 5 в контуре имеет место переходный процесс. Изменяя индукт1; вность реактора 1 путем п1ереключения ответвлений его обмотки исполнительным элементом 5, добиваются равенства частот свободной и вынужденной составляющих, что соответствует точной настройке компенсации . Затухание свободной составляющей в реальных сетях происходит за время порядка нескольких секунд. Соответственно этому времени для постоянного контроля за режимом настройки компенсации Необходимо периодически отключать и вновь подключать ДГР к нейтрали. Длительность отключенного состояния реактора достаточно выбрать порядка периода напряжения промышленной частоты. При этом вероятность того, что замыкание на землю произойдет при отключенном реакторе составляет весьма малую величину порядка 0,0080,01. При появлении замыкания на землю периодические отключения реактора недопустимы. В этом режиме реактор постоянно подключен, что обеспечивает нормальную компенсацию емкост ного тока замыкания, а необходимую нёстройку реактора можно осуществить, измеряя частоту свободных колебаний напряжения нейтрали при обрывах заземляющей дуги, i Предлагаемый способ позволяет постоянно контролировать режим и производить соответствующую настро ку дугогасящего реактора, используя естественные электромагнитные процессы в контуре нулевой последо вательности сети. . Устройство для осуществления сп соба содержит датчик 6 напряжения нейтрали, который подключен к заградительному фильтру 7 промышленной частоты и через блок 8 изме рения частоты к блоку 9 регулирова ния и запоминания, выход которого подключен к исполнительному элемен ту 10, вход блокирующего элемента 11 подключен к датчику напряжения нейтрали, а выход через блок 12 периодической коммутации и исполни тельный элемент 10 - к дугогасящему реактору 13. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы сети блок 12 периодической коммутации воздействует на исполнительный элемент 10, представляющий собой тиристорный переключатель ответвлен обмотки дугогасящего реактора 13. Реактор 13 периодически подключает ся на 1 - 2 с и отключается на 0,02 с от нейтрали сети. . При подключении реактора 13 в ко туре нулевой последовательности воз никает переходный процесс, характер зующийся наличием в напряжении нейтрали затухающей свободной периодической, составляющей. Частота этой составляющей является носителем информации о настрой ке компенсации. Интервал 50-70 Гц соответствует недокомпенсации, а 0-50 Гц - перекомпенсации. Напряжение нейтрали от датчика 6 через заградительный фильтр 7 пос пает на блок 8 измерения частоты. Фильтр 7 не пропускает напряжение в полосе частот Гц, чем исклю чает влияние вынужденной составляющей. 83 в соответствии с частотой напряжения на выходе фильтра 7 блок 8 измерения частоты воздействует на блок 9 регулирования и запоминания .выполненный, например, на основе многоразрядного реверсивного сдвигового регистра. Блок 9 воздействует на исполнительный элемент 10, который переключает ответвления обмотки дугогасящего реактора 13. Тиристорный переключатель может осуществить процесс переключения за время порядка 0,1 - 0,3 с. При последовательном переключении каждого ответвления обмотки частота свободной составляющей приближается к значению 50 Гц. При достижении этой частоты фильтр 7 не пропускает сигнал на вход блока 8 измерения частоты. Блок 9 запоминает последнее значение индуктивности реактора 13 и останавливает процесс переключения ответвлений исполнительным элементом 10. По истечении 1 - 2 с блок 12 периодической коммутации воздействует на исполнительный элемент 10 и отключает реактор 13 от нейтрали. Через 0,02 с реактор 13 вновь подключается к нейтрали. Далее процесс повторяется. Изменению емкости сети соответствует изменение индуктивности дугогасящего реактора, чем обеспечивается эффективная компенсация емкостного тока при возникновении замыкания на землю. Блокируюций элемент 11 при этом обеспечивает непрерывное подключение реактора к нейтрали. При обрыве заземляющей дуги процесс регулирования осуществляется так же, как и при использовании известного способа. Предлагаемое устройство отличается простотой технической реализации, особенно при.использовании современной микроэлектронной базы. Исполнительный элемент - тиристорный переключатель ответвлений используется не только непосредственно по назначению для изменения индуктивности реактора, но и для создания в контуре нулевой последовательности необходимого переходного процесса. Единый блок измерения частоты работает как в нормальном, так и в аварийном режимах. Благодаря высокому коэффиг циенту использования.функциональных блоков устройства обеспечивается непрерывная готовность системы предотвратить последствия однофазного ,замыкания на -землю и тем самым способствовать надежному электроснабжению потребителей. Для обеспечения процесса по пред лагаемому способу не требуется специальное силовое электрооборудовани и соответственно уменьшаются прямые материальные затраты при его реализации. Формула изобретения 1. Способ настройки дугогасящего реактора путем измерения частоты напряжения нейтрали в течение переходного процесса и изменения индуктивности дугогасящего реактора в за висимости от измеренной частоты напряжений, отличающийся тем, что, с целью обеспечения настр ки реактора в нормальном режиме работы сети, указанный переходный процесс создают путем переодического подключения дугогасящего реактора к нейтрали. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее блокирующий элемент, подключенный к датч ку напряжения нейтрали, последовательно соединенные блок измерения частоты, блок регулирования и запоминания и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью обеспечения предварительной настройки компенсации в нормальном режиме работы сети, оно дополнительно снабжено заградительным фильтром промышленной частоты, подключенным к датчику напряжения нейтрали и к блоку измерения частоты, и блоком периодической коммутации, включенным между блокирующим и исполнительным элементами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Трухан А. П, Автоматическая компенсация токов замыкания на землю в электрических сетях. Киев, Наукова думка, 1968. 2.Брызгин 0. Р. Некоторые способы измерения расстройки компенсации емкостного тока при дуговых замыканиях на землю. Сб. Проблемы технической электродинамики, вып.21, Киев, Наукова думка, 19б9. 3; Мастрюков Л. А. Порудоминский В. В., Ракитский Л. Н. Заземляющие дугогасящие реакторы с бесконтактным тиристорным управлением. Электротехника, 1978, № 10. Ц. Кисленко С. Н. Дискретное регулирование дугогасящих реакторов.Сб. Электрические сети и системы. Львов, изд. ЛГУ, 1978, № Tt. 5. Авторское свидетельство СССР № 296189, кл. Н 02 Н 9/08. 1967.

Г

к

4г. фиг.1