Устройство для автоматического управления током подмагничивания дугогасящей катушки в сети и изолированной нейтралью

Устройство для автоматического управления током подмагничивания дугогасящей катушки в сети и изолированной нейтралью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтскмк

Соцмалмстмческик

Рвспубпнк (11) 6ОЗО48 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22} Заявлено 26.02. 76 (21) 2328077/07 (51) М. Кл

Н 02 3 3/18

Н 02 Н 1/02 с присоединением заявки №Госудвротвояньй комктет

Совета Мкккотров СССР оо делам язобретоккк я открмткй (23) Приоритет (Ц) Опубликовано 15.04.78. Бюллетень №1 (53) УДК 621.316.925 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 11,04.78 (72) Авторы изобретении

Н С. Круть и B. А. Шубенко (71} Заявитель

Красноярский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ .ТОКОМ ПОДМАГНИЧИВАНИЯ ДУГОГАСЯШЕЙ КАТУШКИ

В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Изобретение относится к области автоматики электрических сетей, а именно к устройствам автоматической компенсации емкост ных токов замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. 5

Известны устройства автоматического управления индуктивностью дугогасяшей катушки (ДГК), основанные на включении подмагничиваюшей обмотки параллельно основной через выпрямйтель 1.11 на выполБнии маг-. 10 нитной пепи из нескольких магнитопроводов с различными воздушными зазорами(2), на прин ципе экстремального регулирования током пониженной частоты (31..

Из известных устройств автоматической !5 компенсации наиболее близким является ус1 ройство экстремального регулирования, когда величина подмагничиваюшего тока задается из условия резонанса токов в колебательном контуре, содержашем индуктивность ДГК >О и емкость фаз по отношению к земле(41, К недостаткам таких устройств можно отнести то, что ток подмагничивания, необходимый только в период однофазного замыкания, задается в нор.дальном режиме, т.е.

25 энергия расходуется на протяжении всего времени работы сети. Кроме того, создание резонанса в пепи прохождения тока замыкания на землю приводит к значительному смешению нейтрали в нормальном рабочем режиме. В сетях с малыми активными сопротивлениями напряжение нейтралн может достичь величины равной и даже превышаюшей нормальное фазное напряжение. При этом система напряжений трех проводов относительно земли оказывается нессиметрнчной, что приводит к более тяжелым условиям работът линейной изоляпии. Время готовности к работе при возникновении растройки компенсации в таких устройствах превышает 10с.

С целью снижения потребляемой мо цности ДГК, уменьшения смешения нейтрали в нормальном режиме работы сети и уменьшения времени готовности устройства между одной из фаз сети и землей включен конденсатор, при этом пороговый элемент блока управления током подмагничивания, подключенный к трансформатору напряжения нейтрали, один выход которого соединен со входом триггера, выходы которого подключе60304>

||ы к двум параллельHo соедин= н|ым счетчикам двоичных импульсов, де пифратору и через дифференцирующие элем нты ко входам

"сброс" счетчиков, второй выход соединен с последовательно включенными генератором импульсов, указанными счетчиками и д нифратором, преобра:зователем напряжения-временной интервал и выходным элементом, а дополнительно введенный элемент определения замыкания на землю включен между упомянутым трансформатором напряжения и вторым входом триггера, и через формирователь импульсов перехода напряжения источника подмагничивания через нулевые значения соединен с запускающим входом упомянутого преобразователя.

На чертеже приведена схема описываемо-го устройства.

Конденсатор 1 включен между одной иэ фаэ сети и землей. 20

Трансформатор напряжения (ТН) 2, подключенныйй между нулевой точкой основного трансформатора и землей соединен с пороговым элементом 3. Один из выходов порогового элемента 3 управляет режимом работы генератора им- 25 пульсов 4, которыйподключен к двум параллельно соединенным счетчикам двоичных импульсов 5 и 6, работающих на дешифратор 7. Выход дешифратора 7 подключен последовательно с преобраэоватепем напряже- 30 ния — временной интервал 8 и выходнымэлементом 9, задающим ток от источника подмагничивания 10 в обмотке управления дугогася|пей катушки 11. Второй выход порогового элемента 3 подключен к счетному 35 входу триггера 12, выходные сигналы которого управляют поочередной работой счетчиков 5 и 6, осуществляютсинхронное переключение дешифратора 7 и через дефференцирующие элементы 13 и 14 производят "сброс" счетчи- 40 ков 5 и 6, Злемент определения замыкания на землю 15, вход которого подключен к трансформатору напряжения нейтрали 2, выходом подсоединен к входу триггера 12 и запускающему входу формирователя импу- 45 льсов перехода через нуль напряжения источника подмагннчивания 16, Выход формирователя импульсов 16 соединен с запусV каюшим входом преобразователя напряжение50 временной интервал 8.

Нессиметрия фазных емкостей С относительно земли, создаваемая вкпючением сосредоточенной емкости С1, например к фазе

А вызывает смешение нейтрали питающего

55 трансформатора

У =

6 С где J У 3 -проводимости фаз относи- |

A В С тельно земли.

Пренебре| ая активными составлякхними проводимостей фаз на землю, после преобразования получим

V (i)

ac+c, В р (1) |вает, To o ее чине напряжения смещения нейтрали можно сулить о значении емкостей проводимости на землю.

Полуводны одной полярности напряжения трансформатора напряжения нейтрали 2 с помощью порогового элемента 3, преобразуется в прямоугольные импульсы, длительность (4) которых пропорциональна емкости сети

| Я» (i- — 2 ore sin ср | (2) omax / где Тс — период изменения напряжения сети, U — уставка срабатывания порогового ср элемента.

Пороговый элемент 3 управляет работой генератора импульсов 4, частота которого выбирается исходя из следующего соотношения:

2 .де П вЂ” число разрядов счетчика импульсов;

Ц вЂ” ожидаемая максимальная амплитуда

|пах напряжения на входе порогового элемента.

С помощью двух поочередно работающих счетчиков 5 и 6 и синхронно переключаемого дешифратора 7, в зависимости от числа импульсов генератора 4, формируется определенный уровень напряжения

tlat, = тИ-а К Ли, ()

Ьым,д||| где |т| — число импульсов генератора;

А0 — вес одного разряда дешифратора, Порядок работы счетчиков 5 и 6 выбран таким, что "сброс результата измерения, зафиксированного в одном из них, и переключение дешифратора 7 осуществляется только после окончания полного цикла измерения второго счетчика. Управление работой счет чиков 5 и 6, переключение дешифратора 7 и "сброс значений счетчиков перед новым циклом измерения осуществляется триггером 12, на счетный вход которого подаются импульсы с порогового элемента 3 при его срабатывании. Импульсы на входы

"сброс" счетчиков 5 и 6 подаются через дифференцирующие элементы 13 и 14.

В момент возникновения замыкания на землю, напряжение смещения нейтрали значительно увеличивается и вход триггера 12 блокируется выходным сигналом элемента определения замыкания 1 5, на вход которо60Э048 пю.

25 го подается напряжение с трансформатора напряжения 2. Дешифратор 7 остается подключенным к одному из счетчиков 5 или 6 с весами разрядов, соответствующими значению емкости сети непосредственно перед нарушением изоляции, нв весь период существования замыкания на землю. Элемент опр деления замыкания 15 запускает также формирователь импульсов 16, который в каждый полупериод, при переходе напряжения источ- ника подмагничиввния через нулевые значения, осуществляет запуск преобразователя напряжения — временной интервал 8. Время срабатывания преобразователя 8 зависит от

I величины напряжения на выходе дешифраторв 7 или числа импульсов генератора 4.

1,=+ (1-,„) И)

С учетом предыдущих трех, выражение 4 можно записать через емкость сети и пара- 20 метры элементов

1 „„1- — агс81п 1 ) где U <> - напряжение, приведенное ко второй вторичной обмотке ТН.

Выходные импульсы преобразователя 8 поступают на тиристорный элемент 9 управления подмагничиввнием, который в момент

30 срабатывания преобразователя 8 включает тиристоры, установленные в мостовой схеме вы пр ямл ени я.

Использование предлагаемого изобретения позволяет задавать ток подмагничивания ДГК только при возникновении замыкания на землю, что значительно уменьшает расход энергии на подмагничивание. При этом смешение нейтрали трансформатора в нормальном режиме практически отсутствует, что способствует повышению надежности работы сети. Время готовности устройства не превышает длительности одного периода напряжения промышленной частоты (20 мс).

Это исключает рвсстройку компенсации, когда изменение емкости сети, в результате всякого рода переключений, не разнесено

6 во времени с моментом залыквния нв земФормула изобретения

Устройство для автоматического управления током подл вгничиввния дугогвся1пей катушки в сети с изолированной нейтралью, содержащее трансформатор напряжения в нейтрали силового трансформатора, выход которого подключен к блоку управления подмагничиввнием и источник подмагничивания, о т л и ч а ю 1ц е е с я, тем, что,сцельк с ниже ни я потребл яемой мощности, уменьшение смешениянейтралив нормальномрежиме 1 - уменьшения времени готовности, между одной из фаз сети и землей включен конденсатор, а блок управления подмвгничивание1 выполнен в виде порогового элемента, один выход которого соединен со счетным входом триггера, выходы которого подключены к двум параллельно соединенным счетчикам двоичных импульсов, дешифратору и через дифференцирующие элементы ко входам "сброс" счетчиков,второй выход соединен с последователь но включенными генератором импульсов, указанными счетчиками и дешифратором, преобразователем напряжения - временной ин — . тервал и выходным элементом, а дополнительно введенный элемент onpagwlåíèÿ залыквния нв землю включен между упомянутым трансформатором напряжения и вторым входом триггера, и через формирователь импульсов перехода напряжения источника под— магничивания wept нулевые значения соединен с запускающим входом упомянутого преобразователя.

Источники информаций, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 107478, Н 02 Н 1/02, 1956.

2. Авторское свидетельство СССР № 181179, Н 02 Н 1/02, 1961.

3. Авторское свидетельство СССР № 181179, H 02 Н 1/02, 1966, 4. Авторское свидетельство СССР № 205 1 25, Н 02 Н 1/02, 1 967.

Составитель Г. Костин

Редактор И. Пиринов Техред А. Богдан Корректор A. Влас,енко

Заказ 1869/51 Тираж 892 Подпис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д.4/5

Фнлнал ППП Патент, г. Укгороа, ул. Проектная, 4