Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора

Патент 995198

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Оп ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рестгублик (i )995198 (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 03.09.81 (21) 3332777/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ” (51) М. Кл.з

Н 02 J 3/18

Н 02 Н 9/08

Геаудлрстеееемй кемитет

СССР (53) УДК 621.318. .43.072.31 (088.8) Опубликовано 07.02.83. Бюллетень №5

Дата опубликования описания 17.02.83 ло делам лзееретелкй и еткрмтий

А. М. Ершов, О. А. Петров и A. Н. Хабаро,в

1 « .

Ф - . Ь

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола ,« «М (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ

ДУГОГАСЯЩЕГО РЕАКТОРА

Изобретение относится к электротехнике, частности к электрическим сетям, и может быть использовано в устройствах компенсации тока однофазного замыкания на землю в электрических сетях, в которых для автоматической настройки дугогасящих реакторов в нормальном режиме работы используются фазовые характеристики напряжения нейтрали компенсированной сети.

Известен автоматический регулятор для настройки дугогасящих реакторов, содержащий блокирующее устройство, фазочувствительный усилитель и блок управления реактором (1) .

Недостатками данного устройства являются низкая чувствительность и плохая защищенность от высших гармоник.

Известно устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора с нелинейной вольтамперной характеристикой, содержащее блок настройки реактора в нормальном режиме сети, формирователь команд при замыкании на землю, блок выдержки времени, функциональный преобразователь и блок переключения (2).

Относительным недостатком этого устройства является сложность выполнения и настройки функционального преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического регулирования тока компенсации, содержащее фазовращающий блок, подключенный к выводам для подключения к опорному напряжению сети, о фильтр основной частоты и преобразователь переменного напряжения в логический сигнал, подключенный к выводам для подключения к напряжению нейтрали, фазочувствительный блок, связанный с интегрирующим запоминающим блоком, и блок управления реактором (3) .

Однако данное устройство имеет низкую чувствительность по каналу напряжения нейтрали, что особенно проявляется при значительных расстройках компенсации. Кроме того, в нем отсутствуют эле менты коррекции - индуктивности дугогасящего реактора при возникновении однофазного замыкания на землю, что необходимо для реакторов с нелинейными вольтамперными характеристиками.

995!98

Цель изобретения вЂ” повышение точности настройки дугогасящего реактора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора снабжено двумя усилителями-формирователями, усилителем, тремя ключами, линейным и нелинейным блоками, причем выход фильтра основной частоты через первый усилитель-формирователь соединен с первым входом фазочувствительного блока, а выход фазовращающего блока через второй усилитель-формирователь вЂ” с вторым входом этого же фазочувствительного блока, выход которого через первый ключ и интегрирующий запоминающий блок соединен с первым входом усилителя, выход усилителя соединен с входом блока управления реактором и с входами линейного и нелинейного блоков, выходы которых соответственно через второй и третий ключи соединены с другими входами усилителя, а выход упомянутого преобразователя переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению соединен с переключающим входом интегрирующего запоминающего блока и управляющими входами первого, второго и третьего ключей.

Фазочувствительный блок выполнен в виде последовательно соединенных ключа и усилителя, причем вход ключа и неинверсный вход усилителя соединен с выходом первого усилителя-формирователя, выход усилителя соединен с входом первого ключа, а управляющий вход ключа фазочувствительного блока соединен с выходом второго усилителя-формирователя.

Интегрирующий запоминающий блок содержит последовательно соединенные аналоговый интегрирующий усилитель, блок сравнения, триггер направления, первый логический элемент И, реверсивный счетчик, преобразователь код-аналог, а также второй логический элемент И, генератор импульсов и ключ, причем первый вход аналогового интегрирующего усилителя соединен с выходом первого ключа, второй вход через ключ интегрирующего запоминающего блока вЂ” с выходом блока сравнения, второй выход триггера Направления через второй логический элемент И соединен с вторым входом реверсивного счетчика, выходы генератора импульсов подключены к вторым входам соответственно триггера направления и логических элементов И, выход преобразователя код-аналог подключен к второму входу блока сравнения и к первому входу усилителя, управляющий вход ключа интегрирующего запоминающего блока и третьи входы логических элементов И соединены с выходом преобразователя переменного напряжения в логический сигнал.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

К одному входу устройства подключены преобразователь 1 переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению, а также последовательно соединенные фильтр 2 основной частоты и первый усилитель-формирователь 3, выход которого соединен с первым входом фазочувствительного блока 4. К второму входу устройства подключены последовательно соединенные фазовращающий блок 5 и второй усилитель-формирователь 6, выход которого

10 соединен с вторым входом фазочувствительного блока 4. Последний через первый ключ

7, интегрирующий запоминающий блок 8, усилитель 9 и блок 10 управления реактором связан с дугогасящим реактором 1I.

В обратную связь усилителя 9 включены линейный 12 и нелинейный 13 блоки соответственно через второй 14 и третий 15 ключи. Фазочувствительный блок 4 содержит четвертый ключ 16 и второй усилитель

17. Интегрирующий запоминающий блок 8

20 содержит последовательно соединенные аналоговый интегрирующий усилитель 18, блок

19 сравнения, триггер 20 направления, первый логический элемент И 21, реверсивный счетчик 22 и преобразователь 23 код-аналог, а также пятый ключ 24, генератор 25 импульсов и второй логический элемент И 26.

Действие устройства основано на измерении в нормальном режиме работы сети угла между опорным напряжением сети

U» и напряжением нейтрали U Если для создания искусственной несимметрии к фазе А сети подключается дополнительная емкость или уменьшается (увеличивается) число витков фазы А заземляющего трансформатора, то опорным напряжением U>z будет линейное напряжение U„. При ре35 зонансной настройке компенсации вектор напряжения нейтрали Up совпадает по направлению с вектором U . При недокомпенсации вектор U<> отстает от вектора Uù, а при перекомпенсации вЂ” опережает. В

40 режиме однофазного замыкания на землю система блокируется, обеспечивая запоминание настройки, предшествующей моменту замыкания.

На один вход автоматического устройства подается напряжение нейтрали U, которое поступает на вход преобразователя 1 переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению, равной

0,3 U и фильтр 2 основной частоты, который выделяет основную гармонику входного напряжения. Последняя с целью повышения чувствительности .блока и точности настройки с помощью первого усилителяформирователя 3 преобразуется в сигналы прямоугольной формы, которые поступают на первый вход фазочувствительного блока 4. На второй вход автоматического устройства подается опорное напряжение U которое, проходя через фазовращающий блок 5 и второй усилитель-формирователь

-995198

6, поступает на второй вход фазочувствительного блока 4.

С помощью ключа 16 фазочувствительного блока 4 меняется режим работы усилителя 17. При разомкнутом ключе 16 сигнал с выхода усилителя-формирователя 3 поступает только на неинвертирующий вход усилителя 7 и он работает с положительным коэффициентом усиления. При замкнутом ключе 16 сигнал подается одновременно на инвертирующий и неинвертирующий входы усилителя 17 и при этом он работает с отрицательным коэффициентом усиления той же величины.

Выходной сигнал фазочувствительного блока 4 через ключ 7 подается на вход.интегрирующего запоминающего блока 8.

Ключ 7 пропускает сигнал в нормальном режиме работы сети и не пропускает его при возникновении однофазного замыкания на землю. Интегрирующий запоминающий блок 8 соответственно интегрирует выходной сигнал фазочувствительного блока 4 либо запоминает и сохраняет информацию о настройке- компенсации. При резонансной настройке компенсации выходной сигнал фазочувствительного блока 4 равен нулю, что обусловливает постоянство выходного сигнала. интегрирующего запоминающего блока 8 и, следовательно, индуктивности дугогасящего реактора 11. При возникновении расстроек компенсации выходной сигнал фазочувствительного блока 4 становится отличным от нуля и он, воздействуя на интегрирующий запоминающий блок 8, обусловливает изменение индуктивности дугогасящего реактора 11 до настройки его в резонанс с сетью.

В нормальном режиме сети аналоговый интегрирующий усилитель 18 интегрирующего запоминающего блока 8 интегрирует выходной сигнал фазочувствительного блока 4, а аналого-цифровой преобразователь следит и повторяет на своем выходе выходной сигнал интегрирующего усилителя 18.

При этом блок 19 сравнивает выходные сигналы усилителя 18 и преобразователя 23 код-аналог и формирует сигнал, управляющий состоянием триггера 20 направления.

Триггер 20 направления имеет два выхода, которые через два логических элемента

И (21 и 26) соединены с двумя входами ре.версивного счетчика 22. При поступлении счетных импульсов на первый вход счетчика 22 направление счета положительно, а при поступлении на второй вход вЂ” отрицательно. Для синхронизации работы .триггера 20 направления и счетчика 22 от генератора 25 импульсов на триггер 20 поступают тактовые импульсы, а на счетчик 22 через логические элементы 21 и 26 вЂ” счетные импульсы. Дискретный выходной сигнал реверсивного счетчика 22 с помощью преобразователя 23 код-аналог преобразуется снова в аналоговую форму. При возникб новении однофазного замыкания на землю режим запоминания обеспечивается подачей с преобразователя 1 сигнала блокировки N на логические элементы 21 и 26, которые не пропускают счетные импульсы на реверсивный счетчик, и последний останавливается. Одновременно размыкается ключ 7 и замыкается ключ 24, что обусловливает перевод интегрирующего усилителя

18 в режим слежения за выходным сигналом преобразователя 23 код-аналог. Для

10 этого .на вход усилителя 18 через ключ 24 подается выходной сигнал с блока 19 срав-. нения. Такой режим работы усилителя 18 необходим для обеспечения равенства его выходных сигналов при замыкании на землю и сразу после его ликвидации.

Известно, что индуктивйость дугогася- . щих реакторов при напряжениях до 0,15-14р дуктивности дугогасящего реактора 11. Рассмотренное построение функционального преобразователя отличается простотой настройки и высокой. точностью построения корректировочной характеристики индуктивности реактора.

Предлагаемое устройство позволяет, вопервых, повысить достоверность информации о степени настройки компенсации, что обусловливает повышение точности настройки дугогасящего реактора в нормальном режиме работы сети, во-вторых, корректировать индуктивность реактора при возникновении однофазного замыкании на зем40

50 лю. Благодаря этому обеспечено улучшение переходных и установившихся процессов в электрической сети при однофазных замыканиях на землю и, следовательно, повышение ее надежности.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора, содержащее и при Цч. может быть различной. Вследствие этого реактор, настроенный в резонанс в нормальном режиме сети, при возникновении замыкания на землю имеет настройку, отличающуюся от резОнансной. Поэтому при возникновении замыканий на землю.не- обходимо вводить коррекцию индуктивцости реактора. В автоматическом устройстве,-эту- коррекцию обеспечивает функциональный 2З преобразователь, состоящий из усилителя 9, в обратную связь которого включены линейный 12 и нелинейный 13 блоки, а также ключи 14 и 15. В нормальном режиме сети включен только ключ 14, при этом усилитель 9 работает с линейной обратной связью и его выходной сигнал по абсолютной величине равен выходному сигналу преобразо- вателя 23 код-аналог. При возникновении однофазного замыкания на землю ключ 14 размыкается и замыкается ключ 15,вЂ” что

З5 обеспечивает включение в обратную связь усилителя 9 нелинейного блока 13, который обусловливает необходимую коррекцию ин995198

Составитель О. Наказная

Редактор Ю. Ковач Техред И. Верес Корректор N. Коста

Заказ 608 39 . Тираж 875 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фазовращающий блок, подключенный к выводам для подключения к опорному напряжению сети, фильтр основной частоты и преобразователь переменного напряжения в логический сигнал, подключенный к выводам для подключения к напряжению нейтрали, фазочувствительный блок, связанный с. интегрирующим запоминающим блоком, и блок управления реактором, выход которого соединен с дугогасящим реактором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности настройки дугогасящего реактора, оно снабжено двумя усилителями-формирователями, усилителем, тремя ключами, линейным и нелинейным блоками, причем выход фильтра основной частоты через первый усилитель-формирователь соединен с первым входом фазочувствительного блока, а выход фазовращающего блока через второй усилитель-формирователь вЂ” с вторым входом этого же фазочувствительного блока, выход которого через первый ключ и интегрирующий запоминающий блок соединен с первым входом усилителя, выход усилителя соединен с входом блока управления реактором и с входами линейного и нелинейного блоков, выходы которых соответственно через второй и третий ключи соединены с другими входами усилителя, а выход упомянутого преобразователя переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению соединен с переключающим входом интегрирующего запоминающего блока и управляющими входами первого, второго и третьего ключей.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фазочувствительный блок выполнен в виде последовательно соединенных ключа и усилителя, причем вход ключа и неинверсный вход усилителя соединены с выходом

J з первого усилителя-формирователя; выход усилителя соединен с входом первого ключа, а управляющий вход ключа фазочувствительного блока соединен с выходом второго усилителя-формирователя.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что интегрирующий запоминающий блок содержит последовательно соединенные аналоговый интегрирующий усилитель, блок сравнения, триггер направления, первый логический элемент И, реверсивный счетчик,.преобразователь код-аналог, а также второй логический элемент И, генератор импульсов и ключ, причем первый вход аналогового интегрирующего усилителя соединен с выходом первого ключа, второй вход через ключ интегрирующего запоминающего блока вЂ” с выходом блока сравнения, второй выход триггера направления через второй логический элемент И соединен с вторым входом реверсивного счетчика, выходы генератора импульсов подключены к вто2О рым входам соответственно триггера направления и логических элементов И, выход преобразователя код-аналог подключен к второму входу блока сравнения и к первому входу усилителя, управляющий вход ключа интегрирующего запоминающего блока и третьи входы логических элементов И соединены с выходом преобразователя переменного напряжения в логический сигнал.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 424275, кл. Н 02 J 3/18, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 682982, кл. Н 02 J 3/18, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 564680, кл. Н 02 J 3/12, !975.