Устройство для компенсации емкостноготока утечки

Устройство для компенсации емкостноготока утечки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Рвслублик

<„> 805464

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлеио010279 (21) 2719296/24-07 с присоедииеиием заявки М . (23) Приоритет

Опубликовано 1502,81. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 502.81 (53)М. Кл.

Н 02 H 3/16

Н 02 H 9/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 31 6..925(088.8) (72) Авторы изобретения

В. К. Обабков и E. В. Сергин

l) T F.. (P;;!

ТЮХТИ. ) (, ки

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени с политехнический институт

РЯ ЯИQ Ãßè,, (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНОГО

TOKA УТЕЧКИ

Изобретение относится к системам автоматической настройки компенсации емкостных токов замыкания в трехфазных электрических сетях.

Известно устройство для автоматической настройки компенсирующей катушки в кабельных сетях, основанное на измерении фазочастотной характеристики контура нулевой последовательности. Оно содержит фазочувствитвльный усилитель, выход которого подключен ко входу исполнительного органа компенсирующего реактора, а также асимметрирующую емкость, включенную между одной иэ фаз сети и землей. На 15 один из входов фаэочувствительного усилителя через фаэовращающий мост подается напряжение смещения нейтрали, а на второй — фазисе напряжение той фазы сети, в которую включена 20 асимметрирующая емкость (1 ).

Недостатком этого устройства явля.ет; я чувствительность к изменениям естественной несимметрии сети, снижающая точность настройки, а также неработоспособность в режимах замыкания сети на землю.

Известно также устройство для экстремальной компенсации вмкостных токов утечки с периодической 30 модуляцией индуктивности, состоящее из последовательно соединенных амплитудного детектора, полосового фильтра, настроенного на частоту поиска, релейного усилителя, множительного звена, инерционного звена, безинерционного релейного звена с зоной нечувствительности и нелинейного астатического привода компенсирующей катушки (2 );

Недостатками данного устройства являются малое быстродействие, неработоспособность в режиме перемещающегося дугового замыкания, а также в ряде случаев низкая помехоэащищеность.

Наиболее близким к првдлагавмому является устройство для настройки компенсирующей катушки в воздушных сетях, содержащее модель (задающее устройство) суммарной емкости фаэ сети относительно земли и модель индуктивности (моделирующий потвнциометр) компенсирующей. катушки, выходы которых подключены ко входам вычислителя расстройки компенсации, связанного через исполнительное устройство (контактор и двигатель) с компенсирующей катушкой (3 ).

805464

Однако вычислитель расстройки компенсации (в данном устройства - мост переменного тока, в одно из ..леч которого включен потенциометр, моделирующий катушку, в другое плечо включено задающее устройство, моделирующее суммарную емкость сети) обладает значительной погрешностью вычисления, так как информация о нвличинах емкости сети и индуктинности компенсирующей катушки поступавт по разомкнутому контуру и в процессв эксплуатации не корректируется. Кроме того, это устройство предназначе.но для работы лишь с плунжерными ком. пенсирующими катушками.

Целью изобретения является повышение точности настройки но всех режимах функционирозания сети.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее компвнсируюкую катушку, модель суммарной относительно земли емкости фаз сети и модель индуктивности компенсирующей катушки, выходы которых подключены к входам вычислителя гасстройки компенсации, выход которого через исполнительный орган подключен к компенсирующей катушке, снабжено подключенным к сети генератором пробных колебаний, причем первые входы моделей емкости сети и индуктинности компенсирующей катушки подключены к датчику напряжения нулевой последовательности, а вторые входы к датчику тока нулевой последонательности

Пр(: этом упомянутая модель емкости сети выполнена на последовательно соединенных формирователе емкостного тока сети и элементе сравнения в виде сумматора, выходы которых через фильтры-пробки промышленной частоты соединены со входами первого синхронного детектора, выход которого через свой выходной элемент соединен со вторым входом формирователя емкостного тока, а упомянутая модель индуктивности выполнена на последовательно соединенных формирователе

Ф индуктивного напряжения в сети и элементе сравнения в виде вычитающего звена, выходы которых через полосовь.е фильтры промьпаленный частоты соединены со входами, второго синхронного детектора, выход которого

"-ерез свой выходной элемент соединен со вторым входом формирователя индуктивного напряжения.

Кроме того, формирователи вмкост. ного тока и индуктивного напряжения выполнены из последовательно совдиненных дифференциатора и множитвльно:о звена.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Блок-схема содержит компенсирующую катушку 1, генератор 2 пробных колебаний, модели суммарной относительно земли емкости сети 3 и инду тивности дугогасящей катушки 4, выходы которых подключены к входам вычислителя 5 расстройки компенсации, связанного через исполнительный орган 6 с компенсирующей катушкой

1. Модель емкости сети 3 составлена из последовательно соединенных диффереициатора 7 и множительного звена 8, образующих формирователь 9 вмкостного тока, и сумматора 10, выхо1ды которых через фильтры пробки 11 соединены со входами первого синхронного детектора 12. Выход детектора 12 через, выходной элемент 13 соединен со вторым входом множительного звена 8 и модель индуктивности 4 составлена из последовательно соединенных дифференциатора 14 и множительного звена 15, образующих формирователь

16 индуктивного напряжения, и ны3О читающего звена 17, выходы которых через полосовые фильтры 18 соеди>(ены со входами синхронного детектора

19. Выход детектора 19 через выходной элемент 20 соединен со вторым д5 входом множительного звена 15. Первые входы моделей емкости сети и индуктивности (вхсд дифференциатора

7 и второй вход звена 17) подключены к датчику напряжения нулевой последовательности, а вторые входы (вход сумматора 10 и дифференциатора 14) к датчику тока нулевой последовательности.

Устройство работает следующим образом.

35 Напряжение 0н„(с ) и ток I „и () нуленой последовательности представляем н виде

0„„(с) = 0 (ц>, t) + 0„„(с) (1)

1нп (й) = I (в,t) + 1п„() (2), где U (в>, t) и I (uu t) - составляющие напряжения и тока нулевой последовательности на промышленной частоте Ф, а U„„ (с) и I « (с) - составляющие, обусловленные наличием в контуре нулевой последовательности сети пробных колебаний. Следует отметить, что в качестве пробных колебаний могут выступать как искусственно создаваемые колебания, например, от генератора пробных колебаний 2, так и колебания, вызванные резкими изменениями параметров сети. В последнем случае роль пробных колебаний выполняют собственные (свободные) движения в контуре нулевой последовательности сети.

Кроме того, справедливы также соотношения

ЬО где С и g - суммарные относительно земли емкость и активная проводимость

805464

L«d l (, С )

dt (е,) L» dIHn (t) 2»

t E — — —.—

» «Ъ(< (t) (6) . 20

ЗО сети, L u R - индуктивность и активное со. ротивление компенсирующей цепи.

Дифференциаторы 7 и 14 определяют производные по времени от U (t) и

lt,„(t), а множительные звенья 8 и 15 осуществляют перемножение полученных производных на коэффициенты (идентифицируемые параметры) С"и L» соответственно. Таким образом, выходом формирователя 9 является ток

+ С««Опк (t) ()

dt

5 а выходом формирователя 16 — напряжение

Нетрудно видеть, что очередность операций дифференцирования и умножения . на дифференцируемый параметр можно переставлять.

Элемент 10 сравнения производит операцию суммирования (1С«(t)+ltt„(t) а элемент 17 — операцию вычитания (0(«(t)-U„„ (t)). С учетом (1) - (6) сигналы на выходах элементов 10 и

17 сравнения можно записать тогда в виде 1 (t)=(C -С) "" () gu„,(г) + — + it >, <7) З5

»dU(а, t)

dl (

+ « "() u„„.(<) (8) фильтры пробки 11 подавляют в сигналах I<-dt (t) и а! (t.) составляющие промышленной частоты. Оставшиеся составляющие, обусловленные пробными колебаниями uÄt<(t), после синхронного детектирования 12, определяют управ- 45 ляюший сигнал

uс»= к «(t:"- с) (9) где КС« — некоторый коэффициент пропорциональности.

Исполнительный элемент 13 в соответствии с (9) производит настройку .параметра С

Прлосовые фильтры 18 выделяют в сигналах 01 »(t) и » 0(t) составляющив лишь на промышленной частоте. Послвдующее синхронное детектированив 19 определяет управляющий сигнал

u„«= к,». (1 "-(.) (1О) где К вЂ” коэффициент пропорциональ- 0

I ности. Исполнительный элемент 20 в соответствии с (10) осушествляет настройку параметра

Таким образом, самонастраивающиеся модели 3 и 4 производят непрерывное измерение емкости С и индуктив ности L контура нулевой последовательности сети. Вычислитель 5 по результатам измерения С и L onpe.» Х деляет расстройку компенсации

Lj I - ttt> 1 С (11) в соответствии с которой исполнительный орган 6 изменяет индуктивность L компенсирующе» катушки 1 до наступления равенства V=0 что соответствует точной настройке компенсации при L = и С = С.

Непрерывно осуществляемая I<а реактивных параметров L и С сети не зависит от ее активных параметров R u g <оторые могут изменяться во врсмонш .

Кроме того, данное устройство сoB лестимо с любыми типами компенсирующих катушек и оказывается раб<.тоспособнои во всех p<.xttrtax фуьн<ци<>tt»p звания сети, что придаст сtt<. . t < «tà универсальны» характер, существенно (>асширяющии ее функциональные возможности.

Формула изобр<.тенин

1. Устройство для компенсации емкостного тока утечки, .содержашео компансируюшую катушку, модель cóttMàðно» относительно земли емкости фаз сети н <лодель индуктнвности компонсирующс» катушки, выходы которых подключены к входам вычислитсля расстрсикн компенсации, выход которого через исполнительны» орган подключен к компенсирующей катушке, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности настройки во всех режимах функционирования сети, оно снабжено подключенным к сети генерагором пробных колебани» причем первые ьходы моделей емкости сети и индуктивности компенсирующе» катушки подключены к датчику напряжения нулевой последовательности, а вторые входы — к датчику тока нулевой последовательности.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что модель емкости сети выполнена на последовательно соединенных формирователе емкостного тока сети и элементе сравнения в виде сумматора, выходы которых через фильтры -пробки пролыаленной частоты соединены со входами первого синхронного детектора, выход которого через свой выходной элемент соединен со вторым входом формирователя емкостного тока.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что модель

805464

Составитель В. Маслов

Техред Н Граб

Корректор Г. Решет н и к

Редактор A. Наурскоз

Эаказ 10928/79 Тираж 686

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 индуктивности выполнена на последовательно соединенных формирователе индуктивного напряжения в се-и и элементе сравнения в виде вычитающего звена, выходы которых через полосовые фильтры промышленной частоты соединены со входами второго синхронного детектора, выход которого через свой выходной элемент соединен со вторым входом формирователя индуктивного напряжения.

4. Устройство по пп. 2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что формирователи емкостного тока и индуктивного напряжения выполнены иэ последовательно соединенных дифференциатора и множительного звена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 150156, кл. H 02 J 3/18, 1960.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 612328, кл. Н 02 Н 1/02, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 150907, кл. Н 02 J 3/18, 1961 °