Устройство для автоматического регулирования индуктивного тока компенсации блока защиты от замыкания на землю

Устройство для автоматического регулирования индуктивного тока компенсации блока защиты от замыкания на землю

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

()892573

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 01.04.80 (21) 2903088/24-07 с присоелинением заявки М (23) Приоритет .—

Опубликовано 23 ° 12 ° 81 ° Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23. 12 .81 (5! )М. Кл.

Н 02 Н 9/08

Пкуднрстввнный комитет

СССР ао делам нзабретений н открытий (53) ЙК б21.316..925(088.8) Е.В.Сергин, В.К.Обабков, В.И.Груба, В.С.Дзюбан

B.Ï.ÊoHoíåíêî, А.П.Денисенко и В.M.Èëüèí (72) Авторы изобретения

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский проектноконструкторский технологический институт взрывозащИщенного рудничного электрооборудования (71) Заявители (4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ИНДУКТИВНОГО ТОКА КОМПЕНСАЦИИ БЛОКА ЗАЩИТЫ

ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

Изобретение относится к устройствам автоматической настройки компенсации емкостной составляющей тока утечки и предназначено для работы в низковольтных электрических сетях

5 трехфазного напряжения.

Известно устройство для автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки, содержащее генератор повышенной частоты, соединенный

10 с резонансным усилителем переменного тока, нагрузкой которого является колебательный контур, состоящий из первичной обмотки трансформатора, параллельно которой включены балласт-, ная емкость и две катушки индуктивности, соединенные последовательно, между точкой соединения которых включен емкостной присоединительный фильтр ° Вторичная обмотка указанного трансформатора через амплитудный детектор и усилитель постоянного тока подключена к обмотке управления компенсирующего дросселя (lj.

Однако в этом устройстве ограниченная добротность колебательного контура не позволяет достичь необходимой точности компенсации в широком диапазоне изменения емкости сети.

Так, при приближении емкости сети к максимальному значению амплитуда напряжения на выходе трансформатора колебательного контура изменяется незначительно, что приводит к снижению добротности катушек индуктивности при помощи использования магнитных сердечников не приемлемы, Последнее обусловлено тем„ что при возникновении в сети несимметричных утечек по цепи катушек индуктивности и трансформатора протекает ток промышленной частоты, дополнительно перемагничивающий сердечники.

В результате устройство становится неработоспособным.

Известно также устройство для автоматической компенсации емкостных токов утечки, содержащее компенси892573 рующий дроссель, подключенный к сети через искусственную нулевую точку, автогенератор, индуктивный датчик и емкостной присоединительный фильтр, соединенный последовательна с входом индуктивного датчика и подключенный к выходу автогенератора, а также усилитель постоянного тока, вход которого подключен через согласующий элемент к выходу индуктивного датчи- >о ка, а выход к управляющему входу компенсирующего дросселя.

Особенностью устройства является совмещение функций генератора и резонансного усилителя в одном каскаде - автогенераторе повышенной частоты Г23.

Устройству присущи недостатки предыдущего.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки, содержащее компенсирующий дроссель, подключенный к сети через искусственную нулевую точку, соединенные последовательно измерительный генератор повышенной частоты, усилитель переменного тока и амплитудный детектор (выпрямительный иост), подзо ключенный к управляющему входу компенсирующего дросселя, а также емкостной фильтр присоединения, искусственная нулевая точка которого заземлена через последовательно соединенные балластный конденсатор и катушку индуктивности. Последняя через заградительный фильтр промышленно" частоты включена в цепь обратной связи измерительного генератора

К недостаткам этого устройства следует отнести невысокую точность настройки компенсирующего дросселя в широком диапазоне изменения емкости сети и ограниченный диапазон управления компенсацией, что определяется, в основном, нелинейной зависимостью амплитуды сигнала на выходе измерительного генератора от емкости сети. Указанная нелинейная зависимость обусловлена тем, что

50 емкость сети включена не непосредственно в обратную связь генератора, а через последовательно соединенные балластную емкость и емкость присоединительного фильтра. При этом с 55 увеличением емкости сети относительное изменение общей емкости в цепи обратной связи генератора оказывает° f ся незначительным. Ввиду этого напряжение на выходе измерительного генератора с увеличением емкости сети изменяется так же незначительно, что приводит к существенной погрешности настройки компенсирующего дросселя.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона компенсации.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее соединеннйй с землей компенсирующий дроссель, подключенный к сети через искусственную нулевую точку, соединенные последовательно усилитель переменного тока и амплитудный детектор, подключенный к управляющему входу компенсирующего дросселя, и подключенный к сети емкостной фильтр присоединения, искусственная нулевая точка которого заземлена через последовательно соединенные балластный конденсатор и катушку индуктивности, дополнительно снабжено релейным элементом, частотным детектором и ограничительным резистором, причем выход частотного детектора подключен к входу усилителя переменного тока, вход релейного элемента подключен к катушке индуктивности, а выход к входу частотного детектора и через ограничительный резиствр к точке соединения балластного конденсатора и катушки индуктивности.

На фиг.! представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 графики, поясняющие его работу.

Схема устройства содержит присоединительный дроссель 1, подключенный к сети 2 через присоединительный трансформатор 3, емкостной присоединительный фильтр 4, искусственная нулевая точка которого заземлена через последовательно соединенные балластный конденсатор 5 и катушку 6 индуктивности, Схема также включает в себя соединенные последовательно релейный элемент 7, частотный детектор 8, усилитель 9 переменного тока и амплитудный детектор 10. Вход релейного элемента 7 подключен к катушке б индуктивности, а выход к входу частотного детектора 8 и через ограничительный резистор 11 к точке соединения балластного конденсатора и катушки

6 индуктивности. Выход детектора 8 подключен через усилитель 9 переменного тока и амплитудный детектор 10

20

Формула изобретения

5 8925 к обмотке управления компенсирующего дросселя 1.

На фиг.2 представлены: кривая 12 зависимость от емкости сети частоты автоколебаний, создаваемых устройством; кривая 13 — требуемая зависимость тока управления дросселя 1 от емкости сети; кривая 14 - требуемая амплитудно-частотная характеристика детектора 8, Устройство работает следующим образом.

Релейный элемент 7, ограничительный резистор 11 и колебательный LCконтур, состоящий из индуктивности катушки 6, емкости С присоединительного фильтра 4, емкости С балластного конденсатора 5 и суммарной емкости С фаз сети 2 относительно земли, образуют замкнутую нелинейную систему, работающую в автоколебательном режиме. Частота автоколебаний совпадает с собственной частотой LC-контура и равна

Автоколебательный режим нелинейной системы сохраняется также в слу.чае, если напряжение на вход релейного элемента 7 поступает не непосредственно с катушки 6 индуктивности, а с ее вторичной обмотки. Ограничительный резистор 11 при этом

35 ! должен быть всегда включен между вы ходом релейного элемента 7 и точкой соединения конденсатора 5 и катушки

6, так как замыкает собой в нелинейной системе цепь положительной обрат40 ной связи. Таким образом, на выходе релейного элемента возникают колебания постоянной амплитуды с частотой ю, зависящей от емкости сети. Пара1 метры LC-контура выбираются такими, чтобы величина изменяющейся частоты 4

Lu была равна единицам килогерц. При этом компенсирующая цепь, состоящая из дросселя 1 и присоединительного трансформатора 3, а также активное сопротивление изоляции и несимметричные утечки сети 2 существенного влияния на величину частоты автоколебаний не оказывают.

Для формирования сигнала управления индуктивного тока компенсации, полученные частотно-модулируемые колебания U>>(t) постоянной амплитуды преобразовываются при помощи частотного детектора 8 в амплитудно-модулируемые.

На фиг.2 показано также графическое построение амплитудно-частотной (корректирующей) характеристики 14 частотного детектора 8 по требуемой характеристике 13 тока управления

l„(C) дросселя 1 и имеющейся зависи, мости 12 модулирующей частоты автоколебаний м от емкости сети, Корректирующая характеристика частотного детектора имеет вид возрастающей экспоненты с убыванием частоты w (кривая 14) . В известном диапазоне изме" нения емкости сети: Св(С„щ,См „ ), в качестве корректирующей характеристики используется резонансная амплитудно-частотная характеристика колебательного звена с соответствующей добротностью. При этом рабочим участком резонансной кривой (кривая

14) является склон характеристики, лежащий в области частот, превышающих частоту резонанса. Резонансная же частота характеристики устанавливается близкой или равной минимально возможной частоте автоколебаний при бесконечной емкости сети

Сформированное напряжение Lb.p (t) на выходе детектора 8 после усиления по мощности блоком 9 и амплитудного детектирования звеном 10 определяет ток управления lg(С), линейного в функции от емкости сети, что опреде,ляет высокую точность настройки ин .дуктивного тока компенсации.

Предлагаемое устройство работоспособно в широком диапазоне изменения емкости сети, так как это сводится к простому установлению необходимой добротности резонансной частотной характеристики детектора.

Устройство для автоматического регулирования индуктивного тока компенсаций блока защиты от замыкания на землю, содержащее соединенный с землей компенсирующий дроссель, подключенный к сети через искусственную нулевую точку, соединенные последовательно усилитель переменного тока и амплитудный детектор, подключенный к управляющему входу компенсирующего

7 89 дросселя, и подключенный к сети емкостной фильтр присоединения, искусственная нулевая точка которого заземлена через последовательно соединенные балластный конденсатор и катушку индуктивности, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения. диапазона компенсации, оно снабжено релейным элементом, частотным детектором и ограничительным резистором, причем выход частотного детектора подключен к входу усилителя переменного тока, вход релейного элемента подключен к катушке индуктивности, а выход к входу частотного детектора и через огра2573 8 ничительный резистор к точке соединения балластного конденсатора и катушки индуктивности, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидет ельство СССР 493857, кл. H 02 I 3/18, I974.

2. Авторское свидетельство СССР

tI 670998, кл. H 02 I 3/ I8, 1978. о

3. Дзюбан В.С. Устройство автомат пческой компенсации емкостной составляющей токов утечек в подземных

° низковольтных электрических сетях.

Сб. "Взрывобезопасное электрооборудование". Вып. 10, 1966, с.8-13

992573

Uqy

ыи

l

/ фиг. Г

Составитель Л. Васькова

Редактор Т.Кугрышева Техред А. Савка

Корректор E.Ðîøêî

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 11272/78 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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