Способ настройки дугогасящего реактора в компенсированной электрической сети и устройство для его осуществеления

Способ настройки дугогасящего реактора в компенсированной электрической сети и устройство для его осуществеления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()966813

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (22)Заявлено 03.04.81 (21) 3269"78/24-07 (5! )М. Кл.

Н 02 J 3/18

H 02 Н 9/08 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

3Ьеудзрстваивй квинтет

СССР „ ао авлаи «эобретеннй и атнрытнй

Опубликовано15 ° 10 82 ° Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 15. 10. 82 (53) УДК 621 316. . 723 (088. 8) (72) Автор изобретения

И, И. Гумин

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный. проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей

"Энергосетьпроект" (7l) Заявитель (54} СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДУГОГАСЯЩЕГО РЕАКТОРА

В КОИПЕНСИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротех" нике, предназначено для контроля и настройки тока компенсации в распределительных сетях 6-35 кВ и может применятся в подстанциях распредели:тельных сетей и электростанциях с пот-

:ребителем на шинах генераторного напряжения.

Известен способ настоойки по фазовым характеристикам. сети, в котором

<о к нейтрали сети подключают. источник промышленной частоты или создают искусственную несимметрию емкостей сети включением дополнительной емкости на одну из фаз, чем обеспечивают протекание принудительного тока через нейтраль. Настройку ведут по реактивной составляющей тока или фазовому углу нейтрали. Резонансной настройке соответствует нулевое значение реактивной составляющей или заданное значение угла !1).

Недостатками способа являются то, что при пофазной несимметрии с ем костей сети он дает большую погреш9,ность и не может быть применен для

;настройки тока компенсации.

Известен также способ настройки, заключающийся в создании неполного искусственного замыкания фазы на землю через активное сопротивление и последующем определении емкостного сопротивления сети как отношения напряжения нейтрали к векторной разности токов в нейтрали и в заземляющем сопротивлении. Индуктивное сопротивление реактора.опре-, деляется как отношение напряжения на нейтрали к току в нейтрали. После" дующая настройка реактора производится по условию равенства указанных отношений. Способ осуществляет прямое измерение емкостного сопротивления сети и индуктивного. сопротивления реактора., отличается высокой точностью, практически зависящей только от класса применяемых измерительных приборов. Причем пофаз3 9бб8 ная несимметрия .емкостей сети в данном способе не влияет на результат измерений и не является пряпятствием.к применению (? 1.

Однако данный способ требует проведения коммутаций в BblcoKQBollbT» ной сети с определенным нарушением нормальной схемы работы и с созданием искусственного заземления, что снижает надежность работы сети и ta существенно усложняет как его приме" нение так и автоматизацию.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае" мому результату является способ, заключающийся в том; что включают в нейтраль питающего трансформатора ce"" ти последовательно с дугогасящим реактором источник опорного напряжения, измеряют значение индуктивного сопротивления дугогасящего ре- . актора, напряжение и ток нейтрали и осуществляют настройку дугогасящего реактора.

Способ предусматривает поддержание неизмененным опорного напряжения повышенной частоты на нейтрали питающего трансформатора сети и оценку величины емкости сети, а также настройку ДГР по величине тока нулевой последовательности повышенной часто" ты, пропорционального при указанном условии емкости сети.

Условием правильной настройки ДГР является равенство сигналов, пропорциональных току нулевой последовательности повышенной частоты и текущей мощности ДГР. Первый определяет емкостную проводимость сети, второй"индуктивную проводимость ДГР.

Способ допускает также оценку ве ао личины емкостного сопротивления сети по данным измерения составляющий непромышленной опорной частоты в токе и напряжения нулевой последовательности (3 ), Однако способу присуща недостаточная точность и аппаратная надежность, обусловленная необходимостью применения измерительных фильтров тока и напряжения непромышленной частоты, вносящих дополнительную погрешность и соответственно снижающих точность измерения емкостного сопротивления (или тока ).

Способ осуществляют устройством настройки дугогасящего реактора в компенсированной электрической сети, содержащим опорный трансформатор, 13 4 вторичная обмотка которого включена в нейтраль питающего трансформатора сети последовательно с дугогасящим реактором, измерители тока и напряжения нулевой последовательности, измеритель напряжения дугогасящего реактора, вход которого подключен ко вторичной, обмотке дугогасящего реактора, трехпозиционный нульорган, выходы. которого соединены с .соответствующими входами блока управления индуктивностью дугогасящего реактора, источник опорного на.пряжения и источник постоянного опе ративного тока (3 J, Цель изобретения - noabauewd надежности и точности настройки в воздушных сетях.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу настройки дуго.гасящего реактора измеряют фазу источника опорного напряжения при постоянстве амплитуды до установления . экстремума тока в нейтрали, после чего отключают источник опорного напряжения, фиксируют значения приращений напряжения и тока нейтрали, вычисляют разность между индуктив.ным сопротивлением и отношением ука- занных приращений и настройку дугогасящего реактора осуществляют пропорционально этой разности, Особенностью способа является выбор направления вектора опорного напряжения по условию экстремума тока в нейтрали, что предопределяет включение источника опорного напряжения через фазовращатель.

Установление фазы опорного напряжения по экстремуму тока в нейтрали позволяет обеспечить совпадение фаз опорного напряжения и напряжения несимметрии, что, в свою очередь, создает возможность расчета емкости сети через приращения средних или амплитудных значений тока и напряжения, т.е. путем простейших измерений. Способ позволяет осуществлять настройку дугогасящего реактора без вычисления векторных величин, что делает его простым и доступным в эксплуатационных условиях. При этом существо способа, заключающееся в настройке дугогасящего реактора. по результатам прямого измерения емкости сети - по данным приращений тока и напряжения, отсутствие специальных измерительных преобразователей обеспечивает высокую точность наст35

5 96"8 ройки, а возможность реализации способа без коммутаций в высоковольтной сети и без ее принудительной расстройки обусловливают его высокую надежность и .применимость для оперативного контроля, чем и достигается поставленная цель - повышение точности и надежности настройки, Предлагаемый способ реализуетсяустройством настройки дугогасящего . реактора s компенсированной электрической сети, отличие которого состоит в том, что оно снабжено фазовращателем, коммутирующим блоком, реле тока, двухпозиционным реле, реле времени, 15 двумя блоками памяти, тремя блоками сравнения, двумя блоками деления и дифференциал ором с релейным выходом, 1 при этом выход фазовращателя через замыкающий контакт коммутирующего ю блока подключен к первичной обмотке ,опорного трансформатора, а вход - к источнику опорного напряжения, вход дифференциатора соединен с выходом измерителя тока нулевой последователь- 5 ности, последовательно с которым .включено реле тока, выходы измерителя напряжения подключены к первому блоку сравнения и через размыкающие контакты двухпозиционного реле к пер- зр вому блоку памяти, выход которого соединен со входом первого блока сравнения, выход этого блока сравнения подключен ко входу. первого блока деления, к двум другим входам которого подключены второй блок срав.нения и через размыкающий контакт двухпозиционного реле- третий блок сравнения, другой вход которого через размыкающий контакт двух" 4в позиционного реле соединен со вторым бло,ком деления, один вход которого соединен с измерителем напряжения дугогасящего реактора, другой - с дифференциато ром, со вторым блоком сравнения и че- „ рез размыкающий контакт двухпозиционного реле с блоком памяти, выход которого подключен ко второму блоку сравнения, а выход трехпозиционнога органа через размыкающий контакт дифференциатора соединен с третьим бло,ком сравнения, причем "плюс" источ ника постоянного оперативного тока, через последовательно соединенные .замыкающий контакт реле тока и размы55 кающий контакт коммутирующего блока соединен с размыкающим управляющим входом двухпозиционного реле и через

:замыкающий контакт коммутирующего бло13 6 ка - со входом обмотки реле времени, который через конечный замыкающий кон» .такт реле времени соединен также с замыкающим входом двухпозиционного реле, а через замыкающий контакт двухпозиционного реле "плюс" указанного источника соединен также с объединенными в общую точку управляющими вхо дами коммутирующего элемента и фазовращателя, выходы которых объединены в общую точку с выходом обмотки реле времени и через. размыкающий контакт .дифференциатора, соединены с "минусом". источника постоянного оперативного тока, который соединен также с выходами обмоток двухпозиционного реле, .а параллельно обмотке токового реле.,подсоединен замыкающий контакт ком мутирующего элемента.

На фиг. 1 представлено устройство для настройки дугогасящего реактора, элементы которого включены в цепь переменного тока; на фиг. 2 - схема устройства, другая часть элементов которого включена в цепь постоянного оперативного тока.

Устройство содержит опорный трансформатор 1, вторичная обмотка которого последовательно с дугогасящим реактором 2 включена в нейтраль питающего трансформатора 3, измеритель ,напряжения нулевой последователь ности 4, вход которого подключен к напряжению нейтрали через трайсфор" матор напряжения 5, измеритель напряжения 6 дугогасящего реактора 2, вход которого подключен ко.вторичной обмотке дугогасящего реактора 2; трехпозиционный нуль-орган 7, выходы. которого соединены с соответствующими входами блока управления 8 индуктивностью дугогасящего реактора 2, измеритель тока нулевой последовательности,9,:дифференциатор 10, с контак тами 10- 1, 10-2, первый 11, второй

12 и третий 13 блоки сравнения, пер вый 14, второй 15 блоки деления, двухпозиционное реле 16 с контактами 16-1-16-6, первый 17 и второй 18 блоки памяти, реле тока 19 с контактом

19-1, включенное последовательно с измерителем тока нулевой последовательности 9 в цепь вторичной обмотки трансформатора тока нейтрали 20, ком- мутирующий блок 21 с контактами 21-1:-

21-2, фазовращателя 22, с управляющий. входом 22-1, выход которого через контакт коммутирующего блока 21-1 под ключен к первичной обмотке опорного

7 9668 трансформатора 1, а выход - к источнику опорного напряжения и реле . времени 23, с контактами 23-1.

Устройство работает следующим образом. S

В исходном состоянии двухпозицион- ное реле 16 находится в нормальном состоянии (размыкающие контакты замкнуты, замыкающие - разомкнуты ), коммутирующий элемент 21 в отпавшем со- 1В стоянии, входные цепи блока сравнения 13 разомкнуты, управляющие сигналы на выходе нуль-органа 7 отсутствуют..

При наличии в исходном состоянии И тока в нейтрали срабатывают реле тока 1 и замыкает размыкающий пусковой вход двухпозиционного реле 16, которое перебрасывается и своим замыка" ющим контактом замыкает управляющие 20 цепи коммутирующего элемента 21 и фа. эовращателя 22. Контактом коммутирующего элемента 21 замыкается питающая цепь опорного трансформатора 1, и в нейтраль подается изменяющаяся по 25 фазе опорная ЭДС, суммирующая с ЭДС несимметрии Онс, обусловленной пофазной несимметрией емкостей сети и являющейся причиной наличия тока в нейтрали в исходном режиме. Ток в ней- р трали начинает измеряться в результате сложения упомянутых ЭДС, и на вы" ходе дифференциатора 10 появляется репейный сигнал до тех пор, пока не достигает минимального или максималь- ного значения (режим экстремума ), при которых производная в окрестности экстремума становится равной нулю и .. сигнал на выходе дифференциатора 10 исчезает.

Одновременно при срабатываниидвухпоэиционного реле 16 размыкаются входные цепи блоков памяти 18 и 17 и соответственно на их выходе sanoминаются исходные значения тока и напряжения нулевой последовательности, которые далее в блоках сравнения 12 и 11 сравниваютая с текущими значениями тех же параметров и соответствующая разность, т;е. сигналы,пропор- циональные приращениям тока а3 о и напряжения дОо нулевой последова." тельности, поступает на вход делителя 14, а с его выхода через замкнувшийся контакт двухпозиционного реле

16 -. на вход блока сравнения 13. В блоке деления 14 производится опера ция деления поступивших на его вход сигналов алло и д0о и сигнал на его выходе соответственно пропорционален емкостному сопротивлению сети х .

Одновременно сигналы, пропорцио" нальные току нулевой последовательйости 3о и напряжению на дугогасящем реакторе Up поступают соответственно с выходов измерителя тока нулевой последовательности и измерителя напряжения реактора 6. в блок деления 15, выходной сигнал которого, пропорциональный частному от деления входных сигналов Uz и 3 т,е. индуктивному сопротивлению реактора

u, ° о „ о„

)(» О О" 1 поступает через 0 замкнутый контакт двухпозиционного реле 16 на второй вход блока сравнения 13. Соответственно на выходе последнего появляется сигнал, пропорциональный разности индуктивного сопротивления дугогасящего реактора х и емкостного сопротивления сети х, который в режиме совпадения фаз

Uo> и 0нс через замкнувшийся контакт дифференциатора 10 йодается на вход трехпозиционного нуль-органа 7, формирующего в данном случае управляющий сигнал, направленный на сведение разности х - x< к нулю и передаваемый в блок управления 8 дугогасящего реактора 2. При этом контактом дифференциатора 10 запускается реле вре" мени 23, которое срабатывает и по истечении заданной выдержки времени возвращает схему в исходное состоя" ние. При этом контактом коммутирующе"

ro элемента 21 дешунтируется обмотка реле тока 19 и при соответствующих показаниях-наличии тока в нейтрали . при отключенном коммутирующем элементе 21 процесс. повторяется.

Таким образом, устройство обеспечивает .периодический контроль разности х - х© и формирования и выдачу в управляющую схему дугогасящего реактора управляющих сигналов, налравленных на сведение этой разности к нулю, т.е. к обеспечению настройки х р х, а при необходимости - наатроики с заданным рассогласованием х 1 - х ф О, что осуществляется путем задания уставки трехпозиционному нуль органу 7.

Схема может быть выполнена целиком на серийной аппаратуре и смонтирована на обычной релейной панели. В качестве фазовращателя может быть применен поворотный фазорегулятор моторным приводом или статический ппеобразователь. По TQ11 ие структуре схема может быть реализована и на бесконтактных элементах или на дискретной технике, например, на ° микро-ЭВМ.

/ формула изобретения

966813 1Î с релейным выходом, причем выход Аазовращателя через замыкающий контакт коммутирующего блока подключен к первичной обмотке опорного трансформатора, а вход — к источнику опорного напряжения, вход дифференциатора соединен с выходом измерителя т6ка нулевой последовательности, последовательно с которым включено реле тока, 10

1. Способ настройки дугогасящегореактора в компенсированной электрической сети, заключающийся в том, что включают в нейтраль питающего трансформатора сети последовательно с дугогасящим реактором источник опорного напряжения, измеряют значение индуктивного сопротивления дугогасящего реактора, напряжение и ток нейтрали и осуществляют настройку дуго- 20 гасящего реактора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и точности настройки, в воздушных сетях изменяют фазу источника опорного напряжения при постоянстве амплитуды до установления экстремума тока в нейтрали, после чего отключают источник опорного

/ напряжения, фиксируют значения приращений напряжения и тока нейтрали, вы-30

;,числяют разность между индукционным сопротивлением и отношением указанных приращений и указанную настрой.ку осуществляют пропорциональной этой разности.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее опорный грансформатор, вторичная обмотка которого включена в нейтраль питающего 4в трансформатора сети последовательно с дугогасящим реактором, измерители тока и напряжения нулевой последо- . вательности, измеритель напряжения дугогасящего реактора, вход которо- 4 го подключен ко вторичной обмотке дугогасящего реактора, трехпозиционный нуль-орган, выходы которого соединены с соответствующими входами блока управления индуктивностью дугогасящего реактора, источник опорного напряжения и источник постоянного оперативного тока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено фаэовращателем, коммутирующим блоком, реле тока, двухпозиционным реле, реле времени, двумя блоками памяти, тремя блоками сравнения, двумя блоками деления и дифференциатором выходы измерителя напряжения подключены к первому блоку памяти, выход .которого соединен со входом первого блока сравнения, выход этого блока сравнения подключен ко входу первого блока деления, к двум другим входам которого подключены второй .блок сравнения и через размыкающий контакт двухпозиционного реле третий блок сравнения, другой вход которого через размыкающий контакт двухпозиционного реле соединен со вторым блоком деления, один вход которого соединен с измерителем напряжения дугогасяще- го реактора, другой — с дифференциатором, со вторым блоком сравнения и через размыкающий контакт двухпо зиционного реле с блоком памяти, вы хОд которого подключен ко второму блоку сравнения, а выход трехпозицион" ного нуль-рргана через размыкающий контакт дифференциатора .соединен с третьим блоком сравнения„ причем

"плюс" источника постоянного оперативного тока через последовательно соединенные замыкаюций контакт реле тока и размыкающий контакт коммутиру" ющего блока соединен с размыкающим управляющим входом двухпоэициоНного реле и через замыкаюций контакт ком" мутирующего блока — со входом обмотки реле времени, который через конечный замыкающий контакт реле времени соединен также с замыкающим входом двухпозиционного реле, а через за- . мыкающий контакт двухпоэиционного реле "плюс" указанного источника соединен такие с объединенными в общую . точку управляющими входами коммутирующего элемента и фазовращателя, выходы которых объединены в общую точку с выходом обмотки реле времени и через размыкающий контакт. дифферен" циатора соединены с "минусом" источ" ника постоянного оперативного тока, которнй соединен также с выходами обмоток двухпозиционного реле, а параллельно обмотке токового реле под" соединен замыкаюций контакт коммути" рующего элемента.

966813

ВНИИПИ Тираж 7894/72 Тираж 669 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свиретельство СССР

М 470888, кл. Н 02 Т 3/18, 1972.

2. Черников А. A. Коммутация вторичных токов в сетях с незаземленной нейтралью. Н., "Энергия", 1974, с.63.

2. Авторское свидетельство СССР

s М 528654, кл. Н 02 Н 9/08, 1976.