Устройство для быстродействующей компенсации емкостного тока замыкания на землю в сети переменного тока

Устройство для быстродействующей компенсации емкостного тока замыкания на землю в сети переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>866643 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 1Е 748621 (22) 3аявлено 070979 (21) 2815569/24-07 с присоединением заявки Нов (23) ПриоритетОпубликовано 230981. Бюллетень HP 35 (51) М. Кл.з

Н 02 Н 9/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 316..925(088.8) Дата опубликования описания 2 309.81 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ

КОМПЕНСАЦИИ ENKOCTHOI O TOKA ЗАМЫКАНИЯ

HA ЗЕМЛЮ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к области распределения электрической энергии, е частности к устройствам для компенсации токов однофазного замыкания на землю.

По основному авт. св. 9 748621 известно устройство для быстродействующей компенсации емкостного тока заьыкания на землю в сети переменного )Q тока, содержащее включенный между нулевой точкой и землей дроссель, параллельно которому присоединены конденсаторы через управляемые ключи, .входы которых подключены к выходам блока управления ключами, аналогоцифровой преобразователь, вход которого подключен на выход регулятора автоматической компенсации, а выходы включены на входы блока управления 20 ключами. Емкости упомянутых конденсаторов выбираются из условия

Ic 1

21 где Хс - i îê i-ro конденсатора;

I+ - ток дросселя; — порядковый номер конденсатора.

Устройство обеспечивает компенсацию только емкостей составляющей 30 тока замыкания на землю. При этом активная составляющая тока замыкания на землю остается нескомпенсированной, что ухудшает условия гашения заземляющей дуги и, следовательно, снижает надежность работы электрической сети.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем компенсации активной составляющей однофазного тока замыкания на землю.

Поставленная. цель достигается тем, что устройство для быстродействующей компенсации емкостного тока замыкания на землю в сети переменного тока дополнительно снабжено последовательно соединенными блоком выбора напряжения, дополнительным конденсатором и дополнительной обмоткой дрос« селя, причем вход блока выбора напряжения подключен к фазам сети.

На чертеже приведена схема пред- . лагаемого устройства.

Устройство содержит нерегулируе-мый дроссель 1, включенный между . нулевой точкой .сети и землей, конденсаторы 2, управляемые ключи 3, блок 4 управления ключами, аналогоцифровой преобразователь 5, емкость

866643 сети 6, блок 7 выбора напряжения, дополнительный конденсатор 8 и дополнительную обмотку 9 дросселя 1.

Конденсаторы 2 подключены между нулевой точкой сети и землей через управляемые ключи 3. Входы управляемых ключей 3 связаны с выходами блока

4 управления ключами. Входы блока ,4 управления ключами соединены индивидуальными цепями с выходом аналогоцифрового. преобразователя 5, который предназначен для преобразования пос- ". тоянного напряжения U< поступающего на его вход, в цифровой двоичный код,,при котором на каждом индивидуальном .выходе формируеТся один из двух сигналов- 1е01в или ееjàå 15

Выход блока 7 выбора напряжения, через конденсатор 8 подключен к дополнительной обмотке 9.дросселя 1.

С помощью блока 7 выбора напряжения осуществляется подключение дополни- щ тельной обмотки 9 к фазе сети, опережающей по последовательности поврежденную фазу .сети.

Основной дроссель 1 с конденсато-. рами 2 обеспечивает компенсацию емкостной составляющей тока замыкаиия на землю. В случае, если емкость сети 6 равна нулю, на вход аналогоцифрового преобразователя 5 подает« ся напряжение управления U> такой величины, при которой на его индивидуальных выходах формируется сигналы ™, 1 и в результате все управ ляющие ключи 3 будут открыты. При включении емкости сети расстройка компенсации возрастает s сторону недокомпенсации и для уменьшения ее следует уменьшить напряжение управления tJ на входе аналого-цифрового преобразователя, что приведет к закрытию отдельных управляемых ключей, Щ) и, следовательно, к уменьшению расстройки компенсации. Избирательное включение или отключение конденсаторов 2 обеспечивает аналого-цифровой преобразователь.

Требуемая точность настройки компенсации достигается выбором соответствующего числа и конденсаторов

2, емкость которых выбирается HB условия где I „ -. ток i ro конденсатора;

I - ток дросселя; i — порядковый номер конденсатора. 55 фак, при n = 7 остаточная расстройка компенсации не будет превышать

Ч= + — „100=А — =+0,78% °

1 1

2" 2 - 60

Компенсация активной составляющей тока замыкания на землю осуществляется следующим образом»

При замыкании одной фазы на землю (например, фазы А) на дополнитель- 65 ную обмотку 9 дросселя 1 через блок

7 выбора напряжения и конденсатор 8 подается напряжение опережающей фазы

V<, которое обеспечивает встречное направление вводимой ЭДС по отношению к активной составляющей тока замыкания на землю.

Сопротивление на зажимах дополнительной обмотки дросселя, вносимое из первичного контура при его резонансной настройке с емкостью сети, является активным и равным к озт опт.реэ = 9H+Rc+

) Ь гДе Кт — коэффициент тРансфоРмации между дополнительной.и ос- новной обмотками дросселя;

g - проводимость потерь в стали дросселя;

r . — активное сопротивление обмотки дросселя;

- индуктивность обмотки дросселяу †.проводимость активных потерь

И .s изоляции сети.

Для полной компенсации потенциала на поврежденной фазе сети относительно земли, т.е. для полной компенсации тока замыкания на землю, необхо- . димо, чтобы подводимое извне к дополнительной обмотке дросселя напряже- ние трансформировалось в цепь нулевой последовательности сети по величине и по направлению, равным ЭДС источника. Номинальное напряжение дополнительной обмотки дросселя равно 110 В.

Поскольку коэффициент трансформации Кт выбран равным . Кт = 0 5 Кт.-тр, где Кт.тр — коэффициент трансформамации между низким и высоким напряжением сети, для достижения полной компенсации необходимо, чтобы величина емкостного сопротивления X дополнительного конденсатора, через которое подводится фазное вторичное напряжение сети (220 В) к дополнительной обмотке дросселя; была равна W R обм.реэ., т.е.

Я х, Ф

9е с „ „у

Величина q r и Ь дросселя в процессе эксплуатации не изменяется; активные потери в изоляции кабельной сети изменяются во времени незначительно и поэтому также принимаются постоянными поэтому величина Х также будет постоянной. Она устанавливается один раз при наладке и в процессе эксплуатации не регулируетс ÿ.

По ðå старения изоляции кабельной сети может потребоваться неко866643 торая корректировка величины вводимого напряжения, что достигается обычным реостатом, подключенным параллельно дополнительной обмотке

110 В дросселя. Если в процессе эксплуатации сети для полной компенсации тока 03Н3 требуется увеличить установленное ранее значение сопротивление реостата, то это значит, что результирующее сопротивление изоляции сети уменьшилось по сравнению с предшествующим уровнем и наиборот; Таким образом, периодическая корректировка сопротивления реостата с регистрацией его величины позволяет попутно осуществлять профилактический контроль уровня изоляции сети.

Такая корректировка может потребоваться не чаще одного раза в год, а то и реже в зависимости от скорости старения изоляции..

Феррорезонансные явления в данному устройстве не имеют .места, поскольку отсутствует нелинейное индуктивное сопротивление. Быстродействие настройки компенсации обеспечивается тем, что для настройки конденсаторной при-2 ставки, а также в блоке выбора напряжения, применены тиристоры.

Таким образом, предлагаемое устройство расширяет функциональные воэможности система компенсации ем- О костных токов замыкания на землю, в которой использован нерегулируемый дроссель, а резонансная настройка компенсации обеспечивается регулированием емкости конденсаторов,. включенных параллельно этому дросселю.

В предложенной схеме автоматически компенсируется также и активная составляющая тока заьыкания на землю.При этом в процессе эксплуатации сети и при изменении ее емкости не требуется40 регулирования каких либо параметров схемы для достижения этой дополнительной компенсации, поскольку параметры компенсирующего дросселя остаются неизменными.

Компенсация емкостной и активной составляющих тока замыкания на земпю позволяет уменьшить величину остаточного тока в месте замыкания до уровas высших гармоник, что способствует самопогасанию заземляющей электрической дуги и предупреждает значительные разрушения изоляции кабеля от теплового воздействия дуги. Вследствие этого повышается надежность электроснабжения потребителей в компенсированных электрических сетях высокого напряжения и безопасность обслуживания электроустановок..

Формула изобретения

Устройство для быстродействующей компенсации емкостного тока замыкания за землю в сети переменного тока по авт. св. В 748621, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем компенсации активной составляющей однофазного тока замыкания на землю, оно дополнительно снабжено последовательно соединенными блоком выбора напряжения, дополнительным конденсатором и дополнительной обмоткой дросселя, причем вход блока выбоРа напряжения подключен к фазам сети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 748621, кл. Н 02 Н 9/08, 1978.

866643

Составитель Л. Васькова

Техред Т.Маточка

ЮЮ

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, Ул. Проектная, 4

Редактор Н. Пушненкова Корректор Ю. Макаренко

Заказ 8089/75 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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