Устройство для определения знака расстройки компенсации тока замыкания на землю

Устройство для определения знака расстройки компенсации тока замыкания на землю

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для настройки дугогасящих реакторов со ступенчатым регулированием индуктивности. Цель изобретения - сокращение времени определения знака расстройки. Это достигается введением элемента 2И-НЕ 9, дифференцирующего звена 12 и RST-триггера 10, соединенных последовательно, причем входы элемента 2И-НЕ соединены с усилителями-формирователями 4 и 8, а выход RST-триггера 10 соединен с фазочувствительным органом 11. Такое включение позволяет исключить несоответствие в показаниях измерительного прибора знаку расстройки компенсации. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Н 9 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ОРИ ГКНТ СССР (61) 1417101 (21) 4434505/24-07 (22) 20 .04.88 (46) 15.01.90. Бюл. Р 2 (71) Чувашский государственный университет нм. И.Н. Ульянова (72) И.Н. Степанов и М.И. Петров (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 141?101, кл, Н 02 Н 9/08, 1987. (54) YCTP0ACTBO jgIH 0IIPEQElIEHH2 ЗНАКА

РАССТРОИКИ КОМПЕНСАЦИИ ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для

„.Я0„„5 6476 А2 настройки дугогасящих реакторов со ступенчатым регулированием индуктивности. Цель изобретения — сокращение времени определения знака расстройки.

Это достигается введением элемента

2И-НЕ 9, дифференцирующего звена 12 и RST-триггера 10, соединенных последовательно, причем входы элемента

2И-НЕ соединены с усилителями-формирователями 4 и 8, а выход RST-триггера 10 соединен с фазочувствительным органом 11. Такое включение позволяет исключить несоответствие в показаниях измерительного прибора знаку расстройки компенсаци. 4 ил.

1536476

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в электрических сетях с компенсацией емкостных токов замыкания на землю для настройки дугогасящих реакторов со ступенчатым регулированием индуктивности.

Цель изобретения — сокращение времени определения знака расстройки.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2— эквивалентная схема трехфазной сети; на фиг. 3 — векторная диаграмма, соответствующая режиму недокомпенсации; на фиг. 4 — пример выполнения устройства.

Устройство для определения знака расстройки компенсации тока замыкания на землю (фиг. 1) содержит датчик 1 тока, измерительный трансформатор 2 напряжения, к обмоткам которого, соединенным в звезду, подключен фазоповоротный блок 3, связанный с первым усилителем-формирователем 4, 25 а к выходам обмоток трансформатора 2, соединенных в разомкнутый треугольник, и датчики 1 тока подключены входы переключателя 5, последовательно соединенные ограничитель 6 сигнаЗО ла с входом, подключенным к выходу

- переключателя, фильтр 7 основной гармоники сети и второй усилительформирователь 8, подключенные к вы одам усилителей-формирователей 4 и 8

35 логический элемент 2И-НЕ 9, R- u

S-входами RST-триггер 10, фазочувствительный орган 11, управляющий вход . которого соединен с выходом триггера

10, дифференцирующее звено 12 с вхо- 4О дом и выходом, соединенными соответственно с выходом логического элемента 9 и синхронизирующим входом триггера 10» магнитоэлектрический прибор

13, подключенный к выходу фазочувст- 45 вительного органа 11. Датчик 1 тока включен в цепь реактора 14, соединенного через разъединитель 15 с нейтралью силового трансформатора I6.

Работа устройства основана на определении -знака фазы между напряжением смещения нейтрали U при отключенном разъединителе 15 (напряжением холостого хода) и тока, протекающего в цепи реактора, когда разъединитель включен. В соответствии с эквивалент55 ндй схемой контура нулевой последовательности сети в нормальном режиме (фиг. 2) построена векторная диаграмма напряжений и тока (фиг. 3) для случая, когда в сети наблюдается режим недокомпенсации, т.е. коэффициент расстройки, определяемый.по известной формуле

Ч = 1 — 1/д Lp С, (1) где С вЂ” результирующая емкость фаэ сети на землю; — индуктивность дугогасящего реактора, положителен, 1

Из векторной диаграммы (фиг. 3) тангенс угла ц между напряжением U при отключении реактора (на диаграмме приведен случай совпадения этого вектора с вектором напряжения фазы А

Источника питания) и током I возникающим при включении реактора на напряжение холостого хода, равен

tg = (акр — — )/(К+ R ), (2)

I где К и R — результирующее активное

Р сопротивление фаз сети относительно земли и активное сопротивление реактора соответственно.

Выразив из (1.) реактивное сопротивление 1/ QC и,подставив его в (2), получают

tgq = VQ Lp /(R + R ) = К.V (3)

1 где К - положительное число, не влияющее на знак расстройки.

Следовательно знак расстройки зависит только от знака угла q .

Для определения знака расстройки компенсации (угла CP) в первую очередь необходимо установить показание измерительного прибора на нулевую отметку.

Для этого отключают дугогасящий реактор от сети и переключатель 5 переводится в положение измерения напряжения 6 » снимаемого с разомкнутого треугольника трансформатора 2. Это напряжение через ограничитель 6 сигнала поступает на фильтр 7 основной гармоники сети, который выделяет сигнал промышленной частоты и усиливает его. Одновременно на фаэоповоротный блок 3 с других обмоток трансформатора, соединенных в звезду, поступает одно из линейных напряжений и на его выходе формируется опорное напряжение.

Указанные напряжения в усилителяхформирователях 4 и 7 преобразуются в прямоугольные сигналы и в фазоизме15364

В случае правильного расположения вектора напряжения Upg íà пря- 40 мом выходе триггера присутствует "0", который не препятствует работе фазоизмерительного блока. Как только напряжение Б,„оказывается отстающим относительно напряжения на выходе триггера, появляется "1", которая блокирует работу фазоизмерительного блока. При этом измерительный прибор показывает наибольшую положительную расстройку и не реагирует на поворот вектора напряжения U „ до тех пор, пока он не окажется опережающим. Таким образом, оказывается, возможным установка показания измерительного прибора на нулевую отметку только для требуемого варианта расположением векторов напряжений б „и Й„ относительно друг друга и знак расстройки всегда совпадает со знаком угла Ц

Фазочувствительный орган содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 30 и компаратор 31, преобразующий однополярные импульсы в двухполярные, которые поступают на измерительный прибор с двухсторонней шкалой. В элементе 2ИНЕ 9 происходят формирование сигнала умножением двух логических сигналов с выходов усилителей-формирователей 4 и 8 и его инвертирование, который дифференцируется по переднему фронту с помощью дифференцирующего звена, выполненного на конденсаторе 32 и резисторе 33.

Диод 34 ограничивает по амплитуде отрицательные импульсы при дифференрительном блоке происходит выделение сигнала постоянной амплитуды соответствующего знака со скважностью, пропорциональной разности фаз входных сигналов. Установка показания измерительного прибора на нулевую отметку производится с помощью фазоповоротного блока 3 поворотом вектора напряжения Up„ oòíoñèòåëüío напряжения U на угол Т/2. Как следует из векторной диаграммы (фиг ° 3) напряжение U „ должно опережать напряжение Up . Только в этом случае знак расстройки соответствует знаку угла (g между на- 15 пряжением U и током I ° Однако магнитоэлектрический прибор может показывать нулевое значение и в другом случае, когда вектор напряжения U „ отстает от напряжения U на 7/2, т.е. 20 напряжение 06„ оказывается в правой полуплоскости от действительной оси (фиг. 3). При этом знак расстройки не совпадает со знаком угла (RST-триггер, íà R- u S-входы 25 которого поступают сигналы с усилителей-формирователей 4 и 8, управляемый по синхронизированному входу сигналом с выхода дифференцирующего звена 12, производящим дифференциро- Зо вание логического сигнала по переднему фронту с выхода элемента 2И-НЕ, позволяет исключить установку показания измерительного прибора на нуль для указанного случая. На его выходе формируется напряжение, управляющее работой фазоизмерительного блока.

76 6

После установки показания прибора

13 на нулевую отметку подключается реактор 14 к нейтрали силового трансформатора 16 с помощью разъединителя

15, а переключатель 5 переводится в положение измерения тока в цепи реактора. При этом показания прибора пропорциональны величине угла < и знак этого угла соответствует знаку расстройки компенсации. В случае возникновения замыкания на землю вступает

s работу органичитель 6 сигнала, ограничивающий уровень сигнала на входе фильтра 7 °

На фиг. 4 показана схема выполнения одного из вариантов устройства на типовых элементах. Фазоповоротный блок содержит двухсекционный переключатель

17, трансформатор 18, конденсатор 19 и переменное сопротивление 20. Переключатель 17 осуществляет изменение фазы выходного напряжения блока 3, т.е. 0д„, ступенчато, а переменным сопротивлением 20 плавно устанавливается требуемая фаза выходного напряжения ° Блок 3 позволяет изменять фазу напряжения U „ в пределах 0-.

Ограничитель 6 сигналов выполнен на резисторе 21 и двуханодном стабилитроне 22, а фильтр 7 основной гармоники сети — с применением операционного усилителя 23. Усилители-формирователи 4 и 8 также выполнены с применением операционных усилителей 24 и

25 и на их выходах формируются с помощью диодов 26, резисторов 27-29 прямоугольные импульсы. цировании по заднему фронту сигнала с выхода элемента 2И-НЕ. RST-.триггер

1536476

10 выполнен на 4 логических элемента 2И-НЕ и íà его R- и Б-входы поступают сигналы с выходов усилителейформирователей 4 и 8 соответственно, а на синхронизирующий вход С вЂ” сигнал. с выхода дифференцирующего звеga. Триггер 10 своим сигналом с пряМого входа управляет работой фазоиэМерительного блока 11. Если вектор 10.

1 опорного напряжения 0 „ оказывается отстающим по фазе от напряжения смеения нейтрали, то на прямом выходе иггера 10 появляется уровень "1"., торый, воздействуя через входной 15 пезистор 35 компаратора 31, устанавливает на его выходе постоянное отриЦательное напряжение. При этом блокируется работа фазоизмерительного бло а. Показание измерительного прибора 20

Максимальное и соответствует режиму перекомпенсации.

Таким образом, работа фазоизмерительного блока в режиме измерения фазы оказывается возможной только при фзответствии знака угла Ч> между наПряжением Б„ и током,I, снимаемого

Йо показанию измерительного прибора,,действительному знаку расстройки

Компенсации тока замыкания в сети. 30

В предлагаемом устройстве достигается улучшение его функционирования, а именно, не требуются дополнительные проверки соответствия показания измерительного прибора знаку расстрой-35 ки компенсации путем отключения дугогасящего реактора от сети.

Использование устройства значительнО облегчает работу обслуживающего персонала при проведении измерений, сокращает время измерений. Шкала измерительного прибора может быть отградуирована непосредственно по величине расстройки компенсации, что позволяет непрерывно контролировать ее изменение в процессе эксплуатации и правильно выбирать требуемый режим компенсации токов замыкания на землю. Применение устройства способствует повышению эффективности компенсации емкостных токов замыкания на землю и надежности работы распределительных сетей 6-35 кВ.

Формула изобретения

Устройство для определения знака расстройки компенсации тока замыкания на землю по авт.св. У 1417101, b т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени определения знака расстройки, оно снабжено логическим элементом 2И-НЕ, дифференцируннцим звеном и RST-триггером, причем входы логического элемента 2И- НЕ и

H. — S-входы триггера подключены к выходу усилителей-формирователей, вход дифференцирующего звена подключен к выходу логического элемента 2И-НЕ, а его выход соединен с синхронизирующим входом триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом фазочувствительного органа.

1536476

Составитель О. Наказная

Редактор И. Касарда Техред М.Ходанич Корректор М. КУчерявая ф»

Заказ 114 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101