Способ автоматической компенсации активной составляющей тока замыкания на землю

Способ автоматической компенсации активной составляющей тока замыкания на землю

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ъ

0 П И С А Н И Е (11) 565346

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.02.73 (21) 1883172/07 (51) М. Кл. Н 02J 3!18 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.77. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 12.09.77 (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. А. Петров и А. М. Ершов (71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (51) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ АКТИВНОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НЛ ЗЕМЛЮ

Изобретение может быть использовано в электрических сетях для компенсации токов однофазного замыкания на землю.

Известны способ и устройство для компенсации активной составляющей тока замыкания с использованием дополнительного конденсатора (1), подключаемого к отстающей фазе при замыкании на землю. Однако такое устройство при изменении параметров сети автоматическую компенсацию не обеспечивает.

Известен также способ компенсации активной составляющей (2), по которому в сеть через однофазный трансформатор вводится дополнительное напряжение, совпадающее по направлению с напряжением поврежденной фазы источника питания. При этом величина вводимого напряжения определяется расчетным путем по опытным данным. Однако в режиме однофазного замыкания на землю возможны изменения схемы сети (как по причине аварийных отключений, так и при поиске поврежденного участка). Эти изменения вносят расстройку компенсации по активной и реактивной составляющим, в связи с чем возрастает остаточный ток замыкания и увеличивается вероятность перехода однофазного замыкания на землю в двойное или междуфазное короткое замыкание. Следовательно, сеть при отсутствии автоматической настройки хотя бы по одной пз составляющих, имеет пониженную надежность р а боты.

Целью изобретения является повышение надежности работы компенсированной сети пу5 тем осуществления точной настройки компенсации.

Поставленная цель достигается тем, что при замыкании на землю из сети выделяют сигнал, пропорциональный проекции вектора напря10 жения поврежденной фазы относительно земли на вектор напряжения поврежденной фазы источника питания, указанный сигнал интегрируют и полученную величину используют для изменения величины вводимого дополнитель15 ного напряжения до полной компенсации активной составляющей тока замыкания.

На фиг. 1 приведена структурная схема усройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 — векторная диаграмма напряжений, поясняющая работу устройства, где:

U>, Ua, Uc — фазные напряжения источника питания;

U<)>n= U:y — фазное напряжение источника питания поврежденной фазы;

U0 — напряжение нейтрали источника питания относительно земли;

Ук — напряжение, вводимое в сеть для компенсации активной составля30 ющей тока замыкания на землю;

565346

U, — напряжение поврежденной фазы относительно земли.

Дугогасящий реактор 1 подключен к нейтрали сети 2. На вход блока 3 выбора напряжения подаются напряжения фаз сети. Один выход блока 3 связан с фильтром 4 основной частоты сети, второй — с датчиком 5 активной составляющей и блоком регулирования 6 вводимого напряжения U, Выход фильтра 4 связан со вторым входом датчика 5, а выход последнего через интегрирующий усилитель 7 и усилитель мощности 8 подключен к блоку регулирования 6. Датчик активной составляющей 5 может быть выполнен, например, в виде фазочувствительного детектора, а блок регулирования 6 — на основе однофазного регулируемого трансформатора с подмагничиванием, который позволяет плавно изменять коэффициент трансформации.

Работа устройства основана на выделении из напряжения поврежденной фазы относительно земли U, его активной составляющей

Узя (проекции вектора напряжения U, на вектор Уф„) с помощью датчика активной составляющей 5, па выходе которого получается сигнал

U;,,= U;,ñoÿð, гдс <р — угол между вскторамп напряжений

U;I и U(IIII.

При замыкании на зсмлю (например фазы

Л) с помощью блока 3 выбора напряжения выделяются напряжения U è Uig=U, подаваемые на фильтр 4, датчик активной составляющей 5 и блок регулирования 6 вводимого напряжения U . При недокомпенсации активной составляющей тока замыкания напряжение У„будет положительным, при перекомпенсации — отрицательным, а при полной компенсации — равно нулю. Выходной сигнал интегрирующего усилителя 7 и ток подмагничивания I блока 6 соответственно увеличиваются, уменьшаются или остаются неизменными.

Следовательно, при недокомпенсации активной составляющей обеспечивается увеличение вводимого напряжения Uz, при перекомпенсации — уменьшение, а при полной компенсации оно остается неизменным.

Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить величину остаточного тока в месте замыкания до уровня высших гармоник, термическое действие которых в месте замыкания существенно меньше, чем первой гармоники. Поэтому обеспечивается более надежное гашение заземляющих дуг и, следовательно, значительное повышение надежности работы компенсированной сети. Кроме того, уменьшение величины остаточного тока улучшает условия элек робезопасности для обслуживающего персонала при однофазных замыканиях на землю.

Формула изобретения

20 Способ автоматической компенсации активной составляющей тока замыкания на землю, основанный на измерении фазного напряжения источника питания поврежденной фазы и введении в сеть совпадающего с ним по фазе

25 дополнительного напряжения при однофазном замыкании на землю, отл ич а ющи и ся тем, что, с целью повышения надежности работы компенсированной сети путем осуществления точной настройки компенсации, выделяЗ0 ют сигнал, пропорциональный проекции вектора напряжения поврежденной фазы относительно земли на вектор упомянутого папряжения поврежденной фазы источника питания, указанный сигнал интегрируют и полученную

35 величину используют для изменения величины вводимого дополнительного напряжения до полной компенсации активной составляющей тока замыкания, Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Мю 412651, кл. Н 02J 3/18, 1964.

2. Вильгейм P., Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах, М.-Л., 45 ГЭИ, 1959, рис. 163.

565346

Фиг. 1

Фиг. 2

Составитель Л. Васькова

Техред 3. Тараненко Корректор И. Позняковская

Редактор Н. Каменская

Заказ 2323j19 Изд. № 524 Тираж 917 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2