Устройство для автоматического регулирования тока компенсации

Устройство для автоматического регулирования тока компенсации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

296)89

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 29.У.1967 (№ 1162401. 24-7) МПК Н 02h 1/д2 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Комитет ло делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УД К 621.3,064.44.072,1 (088.8) Опубликовано 12.II.1971. Бюллетень № 8

Дата опублнконанн51 онIIcàí»ÿ 9.1Ч.1971

Авторы изобретения

О. P. Брызгин и А. П. Трухан

Институт алектродинамики Академии наук укрйдддайй аСР"

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТОКА КОМП EH САЦИ И

Опыт эксплуатации распределительных электрических сетей б — 35 кв показал, что надежность работы сети существенно повышается при применении автоматической настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю. Для этой цели применяются автоматические регуляторы, настраивающие дугогасящие аппараты в нормальных условиях работы сети (при отсутствии замыкания на землю) .

При замыкании на землю эти регуляторы автоматически отключаются. Однако в ряде случаев указанные автоматические регуляторы не обеспечивают гашения заземляющих электрических дуг. Во время возникновения замыкания на землю, например, при обрыве провода одной фазы и различных переключениях, связанных с поиском «земли», расстройка компенсации увеличивается, что приводит к увеличению тока в заземляющей дуге и, как следствие, к тяжелым авариям.

При больших расстройках компенсации, порядка +30% и более, заземляющая дуга горит стабильно и не имеет бестоковых пауз.

Сопротивление такой дуги может быть от единиц до десятков омов. Если уменьшать расстройку компенсации, то процесс горения дуги качественно изменится: возникнут бестоковые паузы. При точной настройке, когда скорость нарастания напряжения на дуговом промежутке меньше скорости денонизации, дуга гаснет.

Таким образом, процесс дугового замыкания на землю имеет два существенно различных режима: первый — прн больших расстройках компенсации, порядка 30% и более, дуга не имеет бестоковых пауз; второй — при малых расстройках компенсации, менее 30%, дуга имеет бестоковые паузы.

10 Настоящее устройство предназначено для автоматического регулирования тока компеl -сацпи при замыкании на землю в высоковольтных сетях переменного тока.

Устройство содержит два канала регулиро15 вания, один из ксторых действует при устойчивом горении дуги, а другой — при неустойчивом; при этом выходы этих каналов подключены через запоминающий интегратор к исполнительному органу.

20 Первый канал регулирования содержит измерительный элемент, выполненный в виде трехфазной схемы, подключенной на напряжение сети, в каждую из фаз которой включены блокирующий элемент и переключающий

25 блок, причем входы переключающих блоков собраны по кольцевой схеме, а их выходы включены на сумматор, сигнал рассогласования с выхода которого управляет запоминающим интегратором н исполнительным орга30 ном.

296189

Ус гак

Второй кап ал pei улп рованпя содeph" iiT мсрптельный элемент, выполненный в виде схемы сравнения, которая одним нз своих входов включена на выход ciiíõðoíèçèðînàíного напряжением нейтрали мультивибратора, а другим — на выход одновибратора, запускаемого синхронизированным мультивибратором, при этом ее выход подключен к запоминающему интегратору; при этом запоминающий интегратор выполнен в виде входной переключающей схемы и магнитного аналогового регулирующего запоминающего блока, к которому подключен задающий генератор.

Первыи канал регулирования работает в режиме, когда заземляющая дуга не имеет бестоковых пауз. Работа измерительного элемента первого канала автоматического устройства основана на принципе сравнения напряжений двух фаз, когда третья фаза заземлена через активное сопротивление.

Второй канал регулирования работает в режиме горения заземляющей дуги, когда последняя имеет бестоковые паузы. Работа измерительного элемента второго канала предлагаемого автоматического устройства основана на измерении частоты свободных колебаний напряжения смещения нейтрали при бестоковых паузах заземляющей дуги.

В момент бестоковых пауз происходят свободные затухающие колебания с частотой f, определяемой параметрами контура нулевой последовательности электрической сети: где L — индуктивность дугогасящего аппарата; С вЂ” суммарная распределенная емкость сети.

Зависимость частоты f от расстройки выводится из соотношений: u, = 2 f,=; — = =1 1 — V= у с.с, у- гс как V=! — и f,=f (! — 1, 1

- 1.С где f — номинальная частота сети.

Таким образом, действие второго канала автоматического устройства основано на принципе измерения частоты свободных колебаний в контуре нулевой последовательности сети при бестоковых паузах и позволяет осуществлять быстродействующую компенсацию емкости токов при расстройках порядка — 30 /о.

При небольших расстройках компенсации дуга гаснет и автоматическое устройство отключается. Предлагаемое автоматическое устройство, работающее в режиме замыкания на землю, совместно с автоматическим регуляторами компенсации, работающими в нормальном режиме работы сети, позволяет в целом решить проблему компенсации емкостных токов.

На фпг. изображена круговая диаграмма для определения расстройки компенсации прп

З0

65 замыкании на землю через заземляющую дугу, когда в ней нет бестоковых пауз, поясняющая принцип работы первого канала предлагаемого устройства, где РА — падение напряжения на сопротивлении замедляющей дуги в поврежденной фазе А; PO — смещение нейтрали, точка P имеет потенциал земли, PB и PC — напряжение двух здоровых фаз относительно земли, которые по амплитуде равны друг другу при точной настройке (смещение точки Р в точку показано стрелкой). На диаграмме рассмотрен случай с расстройкой = — 35%.

На фиг. 2 изображена зависимость расстройки компенсации в процентах от частоты свободных колебаний f, напряжения смещения нейтрали в момент бестоковых пауз заземляющей дуги. Эта зависимость поясняет принцип работы второго канала устройства.

На фиг. 3 представлена схема устройства для автоматического регулирования тока компенсации при замыкании на землю в сетях переменного тока высокого напряжения.

Предлагаемое устройство имеет два канала регулирования.

Первый канал включает в себя блокирующие элементы 1, 2, 8, переключающие блоки

4, 5, б, сумматор 7, магнитное аналоговое регулируемое запоминающее устройство (МЛРЗУ) 8, исполнительный орган 12.

Второй канал включает в себя блокирующий элемент 14, измеритель частоты свободных колебаний напряжения смещения нейтрали 19, МЛРЗУ 8 и исполнительный орган 12.

Таким образом, МЛРЗУ 8 и исполнительный орган 12 являются общими элементами обоих каналов.

МЛРЗУ 8 состоит из переключающей схемы

9, регулируемого запоминающего элемента 10 и задающего генератора 11. МЛРЗУ 8 позволяет увеличивать быстроту действия работы регулятора и осуществить интегрирование выходных сигналов от сумматора 7 или сравнивающего устройства 18.

Измеритель частоты 19 состоит из блока включения питания 15, синхронизирующегося мультивибратора 15, одновибратора 17 и сравнивающего устройства 18.

Работа первого канала. Напряжения каждой из трех фаз относительно земли подаются от трансформатора напряжения на блокирующие элементы 1, 2, 8, которые выпрямляют и пропускают сигнал только при его значении, близком к линейному напряжению сети. В режиме замыкания на землю на выходе блокирующих элементов 1, 2, 8 — два напряжения, которые поступают на переключающие блоки

4, 5, б, собранные по кольцевой схеме. Каждый переключающий блок содержит инвертор, шунтируемый полупроводниковым ключом, например, тиристором. Так, если сигнал с блока 8 поступает на олок 5, инвертор шунтируется ключом и сигнал с блока 2 проходит, не инвертируясь. Если же сигнала с блока 8 нет, то сигнал с блока 2 проходит через

296189 инвертор и меняет знак на противоположный.

Полученные два сигнала от переключающих блоков вычитаются на сумматоре 7, и их разность поступает на входную переключающую схему 9 магнитного аналогового регулируемого запоминающего устройства 8, которая управляет переключением импульсов задающего генератора 11 на одну или другую дифференциальную обмотку регулируемого запоминающего элемента 10. Задающий генератор 11 выполнен в виде релаксационного генератора на динисторе. Выходное напряжение магнитного аналогового регулируемого запоминающего устройства управляет исполнительным органом 12, например, тиристорным выпрямителем, который регулирует ток подмагничивания дугогасящего аппарата 18 в требуемом направлении.

Работа второго канала. Напряжение смещения нейтрали с сигнальной обмотки дугогасящего аппарата 18 поступает на блокирующий элемент 14. Последний пропускает сигнал, если он находится в пределах 0,9—

0,15 фазного напряжения сети, т. е. в момент, когда происходят свободные колебания в контуре нулевой последовательности сети. Этот сигнал включает мультивибратор 1б измерителя частоты 19 с помощью блока включения питания 15 и одновременно синхронизирует мультивибратор. Синхронизированный мультивибратор выдает прямоугольный импульс длительностью, равной полупериоду частоты свободных колебаний, который передним фронтом запускает одновибратор 17. Этот же импульс мультивибратора и импульс с выхода одновибратора длительностью 10,осек (полупериод частоты 50 гц) подаются на вход сравнивающего устройства 18, которое алгебраически суммирует импульсы. На выходе сравнивающего устройства получается импульс, полярность и длительность которого определяются расстройкой компенсации. Этот импульс поступает на МЛРЗУ 8, работа которого описана выше.

Благодаря отсечке по амплитуде блокирующими элемснгаип 1, 2, (3 и -1 исключаются одновременная работа двух каналов и работа предлагаемого устройства при нормальном режиме сети.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования тока компенсации при замыкании на землю в высоковольтных сетях переменного тока, отличающееся тем, что содержит два канала регулирования, один из которых действует при устойчивом горении дуги, а другой — при неустойчивом горении дуги, при этом выходы этих каналов подключены через запоминающий интегратор к исполнительному органу.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый канал регулирования содержит измерительный элемент, выполненньш в виде трехфазной схемы, подключенной на напряжение сети, В каждую из фаз которой Включены блокирующий элемент и переключающий блок, причем входы переключающих блоков собраны по кольцевой схеме, а их выходы включены на сумматор, сигнал рассогласования с выхода которого управляет запоминающим интегратором и исполнительным органом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй канал регулирования содержит измерительный элемент, выполненный в виде схемы сравнения, которая одним из своих входов включена на выход синхронизированного напряжением нейтрали мультпвибратора, а другим — на выход одновибратора, запускаемого синхронизированным мультивибратором, при этом ее выход подключен к запоминающемуу интегратору.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что его запоминающий интегратор выполнен в виде входной переключающей схемы и магнитного аналогового регулирующего запоминающего блока, к которому подключен задающий генератор.

296189

У%

Фа г. 3

Фиг.2

Техред Т. П. Курилко Корректор А. П. Васильева

Редактор Федорова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 854/12 Изд. Л" 372 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5