Устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю Советский патент 1983 года по МПК H02J3/18 H02H9/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНОГО ТОКА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

1

Изобретение относится к Электротехнике, в частности к электрическим сетям, и может быть использовано в устройствах компенсации тока однофазного замыкания на землю.

Известно устройство для автоматического регулирования тока компенсации, которое содержит блок выбора поврежденной фазы, схему блокировки, фазочувствительный усилитель, интегрирующий запоминающий блок и блок управления реактором 1.

Однако данное устройство обеспечивает настройку дугогасящего реактора только при однофаагйом замыкании на землю и имеет низкую чувствительность, так как в качестве информации о настройке компенсации используется напряжение, содержащее как основную, так и высшие гармоники.

Известйо устройство для автоматической настройки дугогасяшего реактора, содержащее блок выбора поврежденной фазы, схемы блокировки, два фазовых детектора, усилитель постоянного тока с выходным реле и блок управления реактором 2.

Однако указанное устройство не применимо для дугогасящих реакторов с подмагничиванием, его отдельные блоки содержат реле, в качестве входных величин фазовых детекторов используется напряжения Uo и и, содержащие как основную, так и высшие гармоники.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее блок выбора напряжений и определения режима сети, связанный через фильтр основной часготы с фазочувствительным блоком, подключенным к осному входу интегрирующего запоминающего блока, управляющий вход которого сое15 динен с первым логическим выходом блока выбора напряжений и определения режима, и блок управления реактором, выход которого соединен с дугогасящим реактором 3.

К недостаткам устройства относится 20 то, что, во-первых, оно предназначено для настройки дугогасящего реактора только в режиме однофазного замыкания на землю, во-вторых, не учитывает при настройке нелинейности вольтамперных характеристик дугогасящих реакторов с подмагничивайием. Цель изобретения - повышение надежности работы электрической сети. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю введены два фазовращающих блока, три ключа, два усилителя-формирователя и функциональный преобразователь, а интегрирующий запоминающий блок выполнен в виде последовательно соединенных ключа, интегратора и блока памяти, причем вход первого фазовращающегося блока подключен к выводам для подключения к линейному опорному напряжению, вход второго фазовращающегося блока соединен с первым входом блока выбора напряжений и определения режима, выходы фазовращающих блоков соединены с соответствующими входами первого ключа, выход которого через первый усилительформирователь соединен с первым входом фазочувствительного блока, первый вход второго ключа подключен к выводам для подключения к напряжению нейтрали, второй вход соединен с вторым выходом блока выбора напряжений и определения режима, а выход через последовательно соединенные фильтр основной частоты и вто. рой усилитель-формирователь подключен к второму входу фазочувствительного блока, выход которого соединен с первым входом ключа интегрирующего запоминающего блока, второй вход ключа соединен с вторым выходом блока памяти, управляющие этого ключа и блока памяти соединены с первым логическим выходом блока выбора Напряжений и определения режима, первый выход блока памяти подключен к первому входу третьего ключа непосредственно, а к второму входу - через функциональный преобразователь, управляющие входы первь1х трех ключей соединены с вторым логическим выходом блока выбора напряжений и определения режима, выход третьего ключа соединен с блоком управления реактором. Все четыре ключа выполнены на бесконтактных элементах, например на полевых транзисторах. На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю. Устройство содержит блок 1 выбора Напряжений и определения режима сети, фааовращающие блоки 2 и 3, ключи 4-7, усилители-формирователи 8 и 9, фильтр 10 основной частоты, фазочувствительный блок 11, интегрирующий запоминающий блок 12, в который входит интегратор 13, блок 14 памяти и ключ 6, функциональный преобразователь 15, блок 16 управления реактором и дугогасяа ий реактор 17. Работа устройства в нормальном режиме электрической сети основана на измерении угла между опорным линейным напряжением Uon, сдвинутым на 90 эл. град, по отношению к Напряжению фазы, в которой создается несимметрия, и напряжением нейтрали UQ, при однофазном замыкании на землю - между фазным напряжением поврежденной фазы Utpn и напряжением замыкания U-j, . При резонансной настройке угол между указанными парами напряжений равен 90 град., а при расстройках компенсации отличается от нуля. Блок выбора напряжений и определения режима сети выполняет две основные функции. Первая заключается в выборе при возникновении однофазного замыкания на землю фазного напряжения поврежденной фазы ифг, выделяемого на первом выходе, и напряжения замыкания U , выделяемого на втором выходе. Вторая заключается в управлении состоянием устройства: логический сигнал Р, выделяемый на первом логическом выходе, обеспечивает запоминание информации о настройке компенсации интегрирующим запоминающим блоком при металлическом замыкании на землю или возникновении неполнофазных режимов в электрической сети, т. е. в случаях, когда возможно искажение информации о Настройке компенсации, а логический сигнал N, выделяемый на втором логическом выходе, обеспечивает из.менение состояния первых трех ключей 4, 5 и 7 при возникновении замыкания на землю. Таким образом, в нормальном режиме работы сети ключи 4 и 5 пройускают первую пару напряжений Uon и Uo, а при замьгкании на землю - вторую пару напpя keний Ucpn и U . Фильтр 10 основной частоты выделяет основную гармонику из на пряжений Uo или U , что повышает точность настройки компенсации. Фазовращающие блоки 2 и 2 компенсируют фазовые сдвиги, обусловленные фильтром 10 и выходными трансформаторами устройства. Для повышения стабильности работы фазочувствительного блока 11 его входные напряжения проходят через усилители-формирователи 8 и 9, на выходе которых получаются сигналы прямоугольной формы. При резонансной настройке, когда угол между соответствующей парой напряжений Uon и Uo или и и равен О град., выходной сигнал фазочувствительного блока 11 равен нулю, при это.м сохраняются неизменными выходной сигнал интегрирующего запоминающего блока 12 и, следовательно, индуктивность дугогасящего реактора 17. При возникновении расстроек компенсации выходной сигнал блока 11 отличается от нуля и, воздействуя на интегрирующий блок 12, обусловливает изменение индуктивности дугогасящего

реактора 17 так, что обеспечивается резонансная настройка.V .

Введение в схему устройства функцио, нального преобразователя 15 позволяет качественно улучшить цроцессы, протекающие сразу .после возникновения замыкания на землю. Известно, что индуктивности дугогасящих реакторов при напряжениях до 0,15 Uef и при Оф различаются. Вследствие этого реактор, настроенный в резонанс в нормальном режиме сети, при возникновении замыкания на землю имеет; настройку, отличающуюся от резонансной. Поэтому при возникновении замыкания на землю необходимо вводить коррекцию индуктивности. Эту функцию выполняют функциональный преобразователь 15 и ключ 7. В нормальном режиме сигнал с выхода интегрирующего блока 12 на вход блока 16 управления реактором проходит через ключ 7, минуя функциональный преобразователь 15. При возникновении замыкания на землю ключ 7 переключает свои входы и выходной сигнал блока 12 проходит уже через преобразователь 15, который обусловливает необходимую коррекцию индуктивности дугогасящего реактора 17.

Интегрирующ,ий запоминающий блок 12 состоит из интегратора 13, который выполняет функцию интегрирования и представляет собой аналоговый интегрирующий усилитель, блока 14 памяти, который следит за выходынм сигналом интегратора 13, повторяя его ,на первом выходе, и представляет дискретное запоминающее устройство, выполненное, например, на триггерах, и ключа 6, который в нормальном режиме сети и при однофазном замыкании на землю пропускает выходной сигнал с блока 11 на вход интегратора 13. При возникновении металлического замыкания на землю или непрлнофазных режимах в электрической сети сигнал Р переключает ключ 6 и блокирует блок 14 памяти. Ключ 6 пропускает на вход интегратора 13 сигнал с ВТОрого выхода блока 14 памяти, равный разности выходных сигналов блока 14 памяти и интегратора 13, обеспечивая тем самым постоянство выходного сигнала интегратора.

Для повыщения быстродействия и надежности работы устройства все четыре ключа выполнены на бесконтактных элементах с использованием полевых транзисторов.

Предлагаемое устройство повыщает достоверность информации, поступающей на фазочувствительный блок, обеспечивает регулирование настройки компенсации как в нормальном режиме работы сети, так и при однофазном замыкании на землю, увеличивает быстродействие всей автома тической системы. Все это позволит повысить точность настройки дугогасящего реак тора и, следовательно, надежность электрической Сети.

5Формула изобретения ;

Устройство для автоматической; ;компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю, содержащее блок

jj выбора напряжений и определения режима сети, связанный через фильтр основной частоты с фазочувствительным блоком, подключенным к основному входу интегрирующего запоминающего блока, управляющий вход которого соединен с первым ло5 гическим выходом блока выбора напряжений и определения режима, и блок управления реактором, выход которого соёдийен с дугогасящим. реактором, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы электрической сети, оно снабжено

0 двумя фазовращающими блоками, тремя ключами, двумя усилителями-формирователями и функциональным преобразователем, а интегрирующий запоминающий блок выполнен в виде последовательно

5 соединенных ключа, интегратора и блока памяти, причем вход первого фазовращаю-, щего блока подключен к выводам для подключения к линейному опорному напряжению, вход второго фазовращающегося блока соединен с первым выходом блока выбо0 ра напряжений и определения режима, выходы фазовращающих блоков соединены с соответствующими входами первого ключа, выход которого через первый- усилительформирователь соединен с первым входом фазочувствительного блока, первый вход второго ключа подключен к выводам для подключения к напряжению нейтрали, второй вход соединен с вторым выходом блока выбора Напряжений и опред1еления режима, а выход через последовательно

0 соединенные фильтр основной частоты и второй усилитель-формирователь подключен к второму входу фазочувствительного блока, выход которого соединен с первым входом ключа интегрирующего запоминающего блока, второй вход ключа соединен

5 с вторым выходом блока памяти, управляющие входы этого ключа и блока памяти соединены с первым логическим выходом блока выбора напряжений и определения режима, первый выход блока памяти под- ключей к первому входу третьего ключа непосредственно, а к второму входу- через функциональный преобразователь, управляющие входы первых трех ключей соединены с вторым логическим выходом блока выбора напряжений и определения режима,

5 выход третьего ключа соединен с блоком управления реактором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 330509, кл. Н 0233/18, 1972.

2.Степанчук Д. Н. и др. Автоматическая настройка .плунжерных дугогасящих реакторов в кабельных сетях 6-10 кВ. - Электрические станции, № 10, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 564680, кл. Н 02 3 3/12, 1975. ,

-Ж.

УОП 1/л

/

ff.r

. I/,

/