Устройство для компенсации тока замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью

Устройство для компенсации тока замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (111 907685 91, (61) Дополнительное к авт. сеид-ву 9 765920 (22) Заявлено 070480 (21) 2905695/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 230282. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 230282 (У М g> з

Н 02 Н 9/08

Н 02 J 3/18

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытнй (53} УДК 621 ° 316.. 925 (088. 8) 4

g.H. степанчук, A.A. чупайленко и A.Az чупайленМ® а 1(..,,;., ";,„13

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени иЬлйтехнйческ институт (72). Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ТОКА ЗАМЫКАНИЯ

HA ЗЕМЛЮ В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ HEATPAJIblO

Изобретение относится к автоматическим устройствам компенсации емкостного и активного тока замыкания на землю и предназначено для использования в первую очередь в шахтных высоковольтных кабельных сетях, специфика эксплуатации которых требует повышенной надежности и безопасности работы компенсированной сети. Кроме того, предлагаемое устройство может найти широкое применение как в промышленных, так и в городских или сельских сетях.

По основному авт. св. 9 765920 известно устройство, содержащее три реле напряжения, три дросселя насыщения с основной и дополнительной обмотками подмагничивания. Каждый иэ дросселей включен между соответствующей фазой сети и землей.

Основные обмотки подмагничивания подключены последовательно к основному регулируемому источнику пос» тоянного тока, а дополнительные обмотки подмагничивания соединены параллельно и каждая из них подключена к дополнительному регулируемому источнику постоянного тока через контакт реле напряжения, подключенного к фазе сети, отстающей от фазы, к которой подключен дроссель (1) .

Недостатком устройства является то, что устройство не позволяет осуществить автоматическую компенсацию емкостного и активного тока закикания на землю, что снижает надежность и безопасность эксплуатации компенсированной сети, снижает точность настройки.

Цель изобретения — повышение надежности и безопасности эксплуатации, повышение точности компенсации.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено трансформатором напряжения, дополнительными развлекающими контактами реле напряжений, основным и дополнительным фазовыми детекторами, фильтром усилителем-ограничителем, причем выход основного фазового детектора подключен к входу основного регулируемого источника постоянного тока, выход дополнительного фазового детектора подключен к выходу дополнительного регулируемого источника постоянного тока, а первые выходы основного и дополнительного фазовых детекторов подключены к вторичной обмотке трансформатора напряжения, 907685 контролирующей напряжение смещения нейтрали, а вторые входы указанных фазовых детекторов подключены через дополнительные размыкающие контакты реле напряжений и фильтр усилительограничитель к вторичным обмоткам 5 дополнительного трансформатора нацря1 ения, контролирующим фазные напряения.

На фиг. 1 изображено устройство для автоматической компенсации ем- 1О костного и активного тока замыкания на землю; на фиг. 2 — векторная диаграмма напряжений при замыкании на землю. устройство для автоматической 15 компенсации емкостного и активного тока замыкания на землю (Фиг. 1) содержит три компенсирующих дросселя 1 с подмагничиванием, рабочие обмотки 2 которых включены звездой между фазами сети и землей, обмотки

3 основного подмагничивания всех дросселей 1 соединены последовательно и подключены к основному регулируемому источнику 4 постоянного тока, а обмотки 5 дополнительного подмагничивания подключены параллельно через размыкающие контакты фазных реле минимального напряжения 6 — 8 к дополнительному регулируемому источнику 9 постоянного тока. Фазные реле минимального напряжения 6 — 8 включены на соответствующие фазные напряжения трансформатора 10 напряжения.

На входы основного Фазового детектора 11 и дополнительного фазового 35 детектора 12 подаются от трансформатора 10 напряжения смещения нейтрали (вход I) и напряжение поврежденной фазы (вход II). Причем напряжение поврежденной фазы подается на Фазо- 4О вые детекторы через фильтр усилитель-ограничитель 13 и соответствующий дополнительный размыкающий контакт, соответствующих Фазовых реле минимального напряжения 6 — 8. 45

Выход основного фазового детектора 11 подключен к основному регулируемому источнику 4 постоянного тока, а выход дополнительного фазового детектора 12 подключен к до- 50 полнительному регулируемому источнику 9 постоянного тока. .При возникновении замыкания на землю в фазе A через переходное сопротивление R (фиг. 2) напряжение смещения нейтрали подается на входы

I фазовых детекторов 11 и 12. Реле

6 отпускает якорь, так как напряжение поврежденной Фазы падает. При, этом соответствующие замыкающие контакты замыкаются.

Напряжение поврежденной фазы относительно земли Ц содержит высшие гармоники, уровень которых тем больше, чем ниже сопротивление R s месте замыкания на землю. Для исклю- 65 чени я погрешностей фаз овых детекторов от высших гармоник напряжение

U + предварительно подается на вход

Фильтрующего усилителя-ограничителя

1 3, где выс чe гармоники подавляются,. а напряжение промышленной частоты

U усиливается и ограничивается.

С выхода блока 13 напряжение Пд (усиленное и отфильтрованное от выс,ших гармоник) поступает на вторые входы Il двух фазовых детекторов

11 и 12, на первые входы 1 которых в качестве коммутирующего напряжения подводится напряжение нейтрали U o.

В рассматриваемом режиме, когда на землю замкнулась фаза A дополнительное подмагничивание будет подведено к дросселю в.фазе С, что на векторной диаграмме напряжений (фиг. 2) условно изображается некоторым добавочным сопротивлением Х(, включенным между фазой С и землей.

Симметричное подмагничивание дросселей 1 блоком 5 основного подмагничивания представляется эквивалентным индуктивным сопротивлением нулевой последовательности Х о, включенным между нейтралью 0 и землей Ъ

Регулирование величины Х о вызывает преимущественно изменение фазы вектора U o, т.е. поворот вектора относительно точки О. Этот вектор описывает большую круговую диаграмму, построенную на резонансном векторе

U3opI как на диаметре. При наличии активной составляющей в остаточном токе в месте замыкания на землю зта круговая диаграмма не достигает точки А (ее диаметр меньше Фазного напряжения сети U> > g U

Регулирование индуктивного сопротивления Х(,С вызывает изменения преимущественно величины вектора U т.е. размера круговой диаграммы, которая при некотором значении Х(,с может пройти через точку A. Необходимо выбрать такие значения Х(,о и

Х(,ср чтобы конец вектора U301 т.е. потенциал точки совпал с точкой А диаграммы напряжений (фиг. 2) . Для этого в основном фазовом детекторе

5 опорное напряжение поворачивается на постоянный угол 90 . Тогда на выходе блока 5 появляется напряжение, пропорциональное углу сдвига фазы между напряжениями О ои UA> (фиг. 2), т.е. появляется сигнал, пропорциональный изменению вектора U по поперечной оси, а на выходе блока 9 появляется напряжение, иропорциональное углу Р между напряжением ОА и вектором 03, перпендикулярным к

U5, т.е. вйрабатывается сигнал, пропорциональный изменению вектора б 0 по продольной оси.

907685

Напряжение с блоков фазовых детекторов 11 и 12 поступают соответст.венно на выходы блоков 5 и 9 подмагничивайия, где они интегрируются и преобразуются в соответственные токи подмагничивания дросселей 1. Благодаря такому двойному регулированию напряжения б о по. продольной и поперечной осям вектора U>, величины

Х о и Х С или соответствующие токи подмагничивания автоматически устанавливаются такими, что потенциал точки практически совпадает с отенциалом точки A на диаграмме напряжений, а остаточный ток в месте замыкания сети на землю состоит только из высших гармоник (фиг. 2).

Использование. предлагаемого устройства позволяет повысить быстродействие, точность компенсации и вследствие этого надежность и безопасность эксплуатации компенсированной сети, что особенно важно для шахтных высоковольтных сетей в результате применения автоматического регулятора °

Формула изобретения

Устройство для компенсации тока замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью по авт. св.

765920,отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности эксплуатации, повышения точности компенсации, оно снабжено трансформатором напряжения, дополнительными размыкающими контактами реле напряжений, основным и дополнительным фазовыми детекторами, фильтром усилителем-ограничителем, причем выход основного фазового детектора подключен к входу основного регулируемого источника постоянного тока, выход дополнительного фазового детектора подключен к входу дополнительного регулируемого источника постоянного тока, первые входы ос новного и дополнительного фазовых детекторов подключены к вторичной обмотке трансформатора напряжения, контролирующей напряжение смещения нейтрали, а вторые входы указанных

20.фазовых детекторов подключены через дополнительные размыкающие контакты реле напряжений и фильтр усилительограничитель к вторичным обмоткам . дополнительного трансформатора напряЭ5 жения, контролирующим фазные напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

ЗО М 765920 по заявке у 2579057, кл. Н 02 Э.З/18. 197R.

Составитель Л. Васькова

Редактор Л. Гратилло Техред М.Рейвес Корректор К. Ференц

Заказ 609/65 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4