Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора Советский патент 1983 года по МПК H02J3/18 H02H9/08 

1

Изобретение относится к электротехнике, частности к электрическим сетям, и может быть использовано в устройствах компенсации тока однофазного замыкания на землю в электрических сетях, в которых для автоматической настройки дугогасящих реакторов в нормальном режиме работы используются фазовые характеристики напряжения нейтрали компенсированной сети.

Известен автоматический регулятор для настройки дугогасящих реакторов, содержащий блокирующее устройство, фазочувствительный усилитель и блок управления реактором 1 .

Недостатками данного устройства являются низкая чувствительность и плохая защищенность от высщих гармоник.

Известно устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора с нелинейной вольтамперной характеристикой, содержащее блок настройки реактора в нормальном режиме сети, формирователь команд при замыкании на землю, блок выдержки времени, функциональный преобразователь и блок переключения 2.

Относительным недостатком этого устройства является сложность выполнения и настройки функционального преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому по 5 технической сущности является устройство для автоматического регулирования тока компенсации, содержащее фазовращающий блок, подключенный к выводам для подключения к опорному напряжению сети, фильтр основной частоты и преобразователь переменного напряжения в логический сигнал, подключенный к выводам для подключения к напряжению нейтрали, фазочувствительный блок, связанный с интегрирующим запоминающим блоком, и блок управления ts реактором 3.

Однако данное устройство имеет низкую чувствительность по каналу напряжения нейтрали, что особенно проявляется при значительных расстройках компенсации. Кроме того, в нем отсутствуют элементы коррекции индуктивности дугогасящего реактора при возникновении однофазного замыкания на землю, что необходимо для реакторов с нелинейными вольтамперными характеристиками.

Цель изобретения - повышение точности настройки дугогасящего реактора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора снабжено двумя усилителями-формирователями, усилителем, тремя ключами, линейным и нелинейным блоками, причем выход фильтра основной частоты через первый усилитель-формирователь соединен с первым входом фазочувствительного блока, а выход фазовращающего блока через второй усилитель-формирователь - с вторым входом этого же фазочувствительного блока, выход которого через первый ключ и интегрирующий запоминающий блок соединен с первым входом усилителя, выход усилителя соединен с входом блока управления реактором и с вх-одами линейного и нелинейного блоков, выходы которых соответственно через второй и третий, ключи соединены с другими входами усилителя, а выход упомянутого преобразователя переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению соединен с переключающим входом интегрирующего запоминающего блока и управляющими входами первого, второго и третьего ключей.

Фазочувствительный блок выполнен в виде последовательно соединенных ключа и усилителя, причем вход ключа и неинверсный вход усилителя соединен с выходом первого усилителя-формирователя, выход усилителя соединен с входом первого ключа, а управляющий вход ключа фазочувствительного блока соединен с выходом второго усилителя-формирователя.

Интегрирующий запоминающий блок содержит последовательно соединенные аналоговый интегрирующий усилитель, блок сравнения, триггер направления, первый логический элемент И, реверсивный счетчик, преобразователь код-аналог, а также второй логический элемент И, генератор им-; пульсов и ключ, причем первый вход аналогового интегрирующего усилителя соединен с выходом первого ключа, второй вход через ключ интегрирующего запоминающего блока - с выходом блока сравнения, второй выход триггера направления через второй логический элемент И соединен с вторым входом реверсивного счетчика, выходы генератора импульсов подключены к вторым входам соответственно триггера направления и логических элементов И, выход преобразователя код-аналог подключен к второму входу блока сравнения и к первому входу усилителя, управляющий вход ключа интегрирующего запоминающего блока и третьи входы логических элементов И соединены с выходом преобразователя переменного напряжения в логический сигнал.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

К одному входу устройства подключены преобразователь 1 переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению, а также последовательно соединенные фильтр 2 основной частоты и первый усилитель-формирователь 3, выход которого соединен с первым входом фазочувствительного блока 4. К второму входу устройства подключены последовательно соединенные фазовращающий блок 5 и второй усилитель-формирователь б, выход которого

соединен с вторым входом фазочувствительного блока 4. Последний через первый ключ 7, интегрирующий запоминающий блок 8, усилитель 9 и блок 10 управление реактором связан с дугогасящим реактором 11. В обратную связь усилителя 9 включены линейный 12 и нелинейный 13 блоки соответственно через второй 14 и третий 15 ключи. Фазочувствительный блок 4 содержит четвертый ключ 16 и второй усилитель 17. Интегрирующий запоминающий блок 8

содержит последовательно соединенные аналоговый интегрирующий усилитель 18, блок 19 сравнения, триггер 20 направления, первый логический элемент И 21, реверсивный счетчик 22 и преобразователь 23 код-аналог, а также пятый Ключ 24, генератор 25 импульсов и второй логический элемент И 26. Действие устройства основано на измерении в нормальном режиме работы сети угла между опорным напряжением сети Uon и напряжением нейтрали UQ. Если для

создания искусственной несимметрии к фазе А сети подключается дополнительная емкость или уменьщается (увеличивается) число витков фазы А заземляющего трансформатора, то опорным напряжением УОЛ будет линейное напряжение Ugc. При резонансной настройке компенсации вектор напряжения нейтрали Uo со.впадает по направлению с вектором . При недокомпенсации вектор Uo отстает от вектора 17, а при перекомпенсации - опережает. В режиме однофазного замыкания на землю система блокируется, обеспечивая запоминание настройки, предществующей моменту замыкания.

На один вход автоматического устройства подается напряжение нейтрали UQ, которое поступает на вход преобразователя I переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению, равной 0,3 Цф , и фильтр 2 основной частоты, который выделяет основную гармонику входного напряжения. Последняя с целью повыщения чувствительности .блока и точности настройки с помощью первого усилителяформирователя 3 преобразуется в сигналы прямоугольной формы, которые поступают на первый вход фазочувствительного блока 4. На второй вход автоматического устройства подается опорное напряжение Uon, которое, проходя через фазовращающий блок 5 и второй усилитель-формирователь

6, поступает на второй вход фазочувствиельного блока 4.

С помощью ключа 16 фазочувствительного блока 4 меняется режим работы усиителя 17. При разомкнутом ключе 16 сигнал с выхода усилителя-формирователя 3 поступает только на неинвертирующий вход усилителя 17 и он работает с положительным коэффициентом усиления. При замкнуом ключе 16 сигнал подается одновременно на инвертирующий и неинвертирующий входы усилителя 17 и при этом он работает с отрицательным коэффициентом усиления той же величины.

Выходной сигнал фазочувствительного блока 4 через ключ 7 подается на вход, интегрирующего запоминающего блока 8. Ключ 7 пропускает сигнал в нормальном режиме работы сети и не пропускает его при возникновении однофазного замыкания на землю. Интегрирующий запоминающий блок 8 соответственно интегрирует выходной сигнал фазочувствительного блока 4 либо запоминает и сохраняет информацию о настройке- компенсации. При резонансной настройке компенсации выходной сигнал фазочувствительного блока 4 равен нулю, что обусловливает постоянство выходного сигнала интегрирующего запоминающего блока 8 и, следователйно, индуктивности дугогасящего реактора 11. При возникновении расстроек компенсации выходной сигнал фазочувствительного блока 4 становится отличным от нуля и он, воздействуя на интегрирующий запоминающий блок 8, обусловливает изменение индуктивности дугогасящего реактора 11 до настройки его в резонанс с сетью.

В нормальном режиме сети аналоговый интегрирующий усилитель 18 интегрирующего запоминающего блока 8 интегрирует выходной сигнал фазочувствительного блока 4, а аналого-цифровой преобразователь следит и повторяет на своем выходе выходной сигнал интегрирующего усилителя 18. При этом блок 19 сравнивает выходные сигналы усилителя 18 и преобразователя 23 код-аналог и формирует сигнал, управляющий состоянием триггера 20 направления.

Триггер 20 направления имеет два выхоа, которые через два логических элемента И {21 и 26) соединены с двумя входами реверсивного счетчика 22. При поступлении четных импульсов на первый вход счетчика 22 направление счета положительно, а при поступлении на второй вход - отрицаельно. Для синхронизации работы триггера 20 направления и счетчика 22 от генератора 25 импульсов на триггер 20 поступают тактовые импульсЫ, а на счетчик 22 ерез Логические элементы 21 и 26 - счетые импульсы. Дискретный выходной сигал реверсивного счетчика 22 с помощью реобразователя 23 код-аналог преобразуетя снова в аналоговую форму. При возникновении однофазного замыкания на землю режим запоминания обеспечивается подачей с преобразователя 1 сигнала блоки, ровки N на логические элементы 21 и 26, которые не пропускают счетные импульсы на реверсивный счетчик, и последний Ьстанавливается. Одновременно, размыкается ключ 7 и замыкается ключ 24, что обусловливает перевод интегрирующего усилителя 18 в режим слежения за выходным сигналом преобразователя 23 коД-аналог. Для

0 этого на вход усилителя 18 через ключ 24 подается выходной сигнал с блока 19 сравнения. Такой режим работы усилителя 18 необходим для обеспечения равенства его выходных сигналов при замыкании на землю и сразу после его ликвидации.

Известно, что индуктивность дугргасящих реакторов при напряжениях до 0,15 Ucp и при Цр может быть различной. Вследствие этого реактор, настроенный в резонанс в нормальном режиме сети, при возникнове0 НИИ замыкания на землю имеет настройку, отличающуюся от резонансной. Поэтому при возникновении замыкания на землю необходимо вводить коррекцию индуктивности реактора. В автоматическом устройстве,эту коррекцию обеспечивает функциональный

5 преобразователь, состоящий из усилителя 9, в обратную связь которого включены линейный 12 и нелинейный 13 блоки, а. также ключи 14 и 15. В нормальном режиме сети включен только ключ 14, при этом усилитель 9 работает с линейной обратной связью и его выходной сигнал по абсолютной величине равен выходному сигналу преобразователя 23 код-аналог. При возникновении однофазного замыкания на землю ключ; 14 размыкается и замыкается ключ 15, что

5 обеспечивает включение в обратную связь усилителя 9 нелинейного блока 13, который обусловливает необходимую коррекцию Индуктивности дугогасящего реактора 11. Рассмотренное построение функционального преобразователя отличается простотой:настройки и высокой, точностью построения корректировочной характеристики индуктивности реактора.

Предлагаемое устройство позволяет, вопервых, повысить достоверность информации о степени настройки компенсации,TJTO

5 обусловливает повыщение точности настройки дугогасящего реактора в нормальном . режиме работы сети, во-вторых, корректировать индуктивность реактора при возникновении однофазного замыкания на землю. Благодаря этому обеспечено улучшение переходных и установившихся процессов в электрической сети при однофазных замыканиях на землю и, следовательно, повышение ее надежности.

Формула изобретения

S5

I. Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора, содержащее