Устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю

Устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<">995199 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.09.81 (21) 3332778/24-07 (51) М. Кл.з

Н 02 J 3/18

Н 02 Н 9/08

Z 0PHCOePHHeHHeM 38 В«1 (23) Приоритет—

Гесударстеенный кемнтет

СССР

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 17.02.83 (53) УДК 621.318. .43.072.31 (088.8) пе ленам нзебретеннй н еткрмтий (72) Авторы изобретенмя

Ю, с °

А. М. Ершов, О. А. Петров и А. Н. Ха.баров

:-.,с с с

А с ф у с с

- : " с °, с

g i

Челябинский политехнический инстйт 1 ;; .-".- ::,, им. Ленинского комсомола с (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ

ЕМКОСТНОГО ТОКА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим сетям, и может быть использовано в устройствах компенсации тока однофазного замыкания на землю.

Известно устройство для автоматического регулирования тока компенсации, которое содержит блок выбора поврежденной фазы, схему блокировки, фазочувствительный усилитель, интегрирующий запоминающий блок и блок управления реак- 10 тором (1) .

Однако данное устройство обеспечивает настройку дугогасящего реактора только при однофазном замыкании на землю и имеет низкую чувствительность, так как в качестве информации о настройке компенсации используется напряжение, содержащее как основную, так и высшие гармоники.

Известно устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора, содер- 20 жащее блок выбора поврежденной фазы, схемы блокировки, два фазовых детектора, усилитель постоянного тока с выходным реле и блок управления реактором (2) .

Однако указанное устройство не применимо для дугогасящих реакторов с подмагничиванием, его отдельные блоки содержат реле, в качестве входных величий фазовых детекторов используется напряжения U> и U, содержащие как основную, так и высшие гармоники.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее блок выбора напряжений и определения режима сети, связанный через фильтр основной частоты с фазочувствительным блоком, подключенным к осному входу интегрирующего запоминающего блока, управляющий вход которого соединен с первым логическим выходом блока выбора напряжений и определения режима, и блок управления реактором, выход которого соединен с дугогасящим реактором (3).

К недостаткам устройства относится то, что, во-первых, оно предназначено для настройки дугогасящего реактора только в режиме однофазного замыкания на землю, во-вторых, не учитывает при настройке нелинейности вольтамперных харак995199 теристик дугогасящих реакторов с подмагничиванием.

Цель изобретения — повышение надежности работы электрической сети.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю введены два фазовращающих блока, три ключа, два усилителя-формирователя и функциональный преобразователь, а интегрирующий запоминающий блок выполнен в виде последовательно соединенных ключа, интегратора и блока памяти, причем вход первого фазовращающегося блока подключен к выводам для подключения к линейному опорному напряжению, вход второго фазовращающегося блока соединен с первым входом блока выбора напряжений и определения режима, выходы фазовращающих блоков соединены с соответствующими входами первого ключа, выход которого через первый усилительформирователь соединен с первым входом фазочувствительного блока, первый вход второго ключа подключен к выводам для подключения к напряжению нейтрали, второй вход соединен с вторым выходом блока выбора напряжений и определения режима, а выход через последовательно соединенные фильтр основной частоты и вто. рой усилитель-формирователь подключен к второму входу фазочувствительного блока, выход которого соединен с первым входом ключа интегрирующего запоминающего блока, второй вход ключа соединен с вторым выходом блока памяти, управляющие входы этого ключа и блока памяти соединены с первым логическим выходом блока выбора напряжений и определения режима, первый выход блока памяти подключен к первому входу третьего ключа непосредственно, а к второму входу — через функциональный преобразователь, управляющие входы первых трех ключей соединены с вторым логическим выходом блока выбора напряжений и определения режима, выход третьего ключа соединен с блоком управления реактором.

Все четыре ключа выполнены на бесконтактных элементах, например на полевых транзисторах.

На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю.

Устройство содержит блок 1 выбора напряжений и определения режима сети, фазовращаюшие блоки 2 и 3, ключи 4 — 7, усилители-формирователи 8 и 9, фильтр 10 основной частоты, фазочувствительный блок 11, интегрирующий запомйнающий блок 12, в который входит интегратор 13, блок 14 памяти и ключ 6, функциональный преобразователь 15, блок 16 управления реактором и дугогасящий реактор 17.

20 компенсации интегрирующим запоминаю25 щим блоком при металлическом замыкании

Работа устройства в нормальном режиме электрической сети основана на измерении угла между опорным линейным напряжением Цщ, сдвинутым на 90эл. град. по отношению к напряжению фазы, в которой создается несимметрия, и напряжением нейтрали Uo, при однофазном замыкании на землю — между фазным напряжением поврежденной фазы U+> и напряжением замыкания U> . При резонансной настройке угол между указанными парами напряжений равен 90 град., а при ргсстройках компенсации отличается от нуля.

Блок выбора напряжений и определения режима сети выполняет две основные функции. Первая заключается в выборе при возникновении однофазного замыкания на землю фазного напряжения поврежденной фазы Ugm, выделяемого на первом выходе, и напряжения замыкания U>, выделяемого на втором выходе. Вторая заключается в управлении состоянием устройства: логический сигнал Р, выделяемый на первом логическом выходе, обеспечивает запоминание информации о настройке на землю или возникновении неполнофазных режимов в электрической сети, т. е. в случаях, когда возможно искажение информации о настройке компенсации, а логический сигнал N, выделяемый на втором логическом выходе, обеспечивает изменение состояния первых трех ключей 4, 5 и 7 при возникновении замыкания на землю.

Таким образом, в нормальном режиме работы сети ключи 4 и 5 пропускают первую пару напряжений U» и Up, а при замыкании на землю — вторую пару напряжений Ь„„и U> . Фильтр 10 основной частоты выделяет основную гармонику из напряжений U< или U5 что повышает точность настройки компенсации. Фазовращающие блоки 2 и 2 компенсируют фазовые сдвиги, обусловленные фильтром 10 и выходными трансформаторами устройства.

Для повышения стабильности работы фазочувствительного блока 11 его входные напряжения проходят через усилители-формирователи 8 и 9, на выходе которых полу.чаются сигналы прямоугольной формы.

При резонансной настройке, когда угол между соответствующей парой напряжений U,ä и Uo или Uym и V> равен 0 град., выходной сигнал фазочувствительного блока 11 равен нулю, при этом сохраняются неизменными выходной сигнал интегрирующего запоминаюшего блока 12 и, следовательно, индуктивность дугогасящего реактора 17. При возникновении расстроек компенсации выходной сигнал блока 11 отличается от нуля и, воздействуя на интегрирующий блок 12, обусловливает изменение индуктивности дугогасящего

- 995199

Формули изобретения реактора 17 так, что обеспечивается резонансная- йастройка.

Введение в схему устройства функционального преобразователя 15 позволяеткачественно улучшить процессы, протекаю-щие сразу после возникновения замыкания иа землю. Известно, что- ийдуктивности дугогасящих- реакторов при напряженияхдо 0,15 U и при U+ различаются. Вследствие этого реактор, настроенный в резонанс в нормальном режиме сети, при воз: никновении замыкания на землю имеет настройку, отличающуюся от резонансной.

Поэтому при возникновении замыкания на землю необходимо вводить коррекцию индуктивности..Эту функцию выполняют 15 функциональный преобразователь 15 иключ 7. В нормальном режиме сигнал с выхода интегрирующего блока 12 на вход блока 16 управления реактором проходит через ключ 7, минуя функциональный преобразователь 15. При возникновении замыканияна землю ключ 7 переключает свои входы и выходной сигнал блока 12 проходит уже через преобразователь 15, который обусловливает необходимую коррекцию индуктив ности дугогасящего реактора !7.

Интегрирующий запоминающий блок 12 состоит из -интегратора 13, который выполняет фуйкцию интегрирования и представляет собой аналоговый интегрирующий усилитель, блока !4 памяти, который сле- 30 дит за выходынм сигналом интегратора 13, повторяя его на первом выходе, и представляет дискретное запоминающее устройство, выполнеННое, Например, иа триггерах, и ключа 6, который в нормальном режиме

-сети и при одиофазном замыкании на землю

35 пропускает выходной .сигнал с блока 1 на вход интегратора 13. При возникновении металлического замыкания на землю или иеполнофазных режимах в электричес- . кой сети сигнал Р переключает ключ б и блокирует блок 14 памяти. Ключ 6 пропус-кает на вход интегратора- 13 сигнал с второго выхода блока 14 памяти, равный разйости выходных сигналов блока 14 памяти и интегратора 13, обеспечивая тем самым постоянство выходного сигнала 45 интегратора.

Для повышения быстродействия и надежности работы устройства все четыре ключа выполнены на бесконтактиых элементах с использованием полевых транзисторов.

5О Предлагаемое .устройство повышает достоверность информации, поступающей на фазочувствительный;блок, обеспечивает регулирование настройки компенсации как в нормальном режиме работы сети, так и при однофазном — замыкании иа землю, увеличивает быстродействие всей автоматической системы, Все это позволит. повысить точность настройки дугогасящего реак-. тора и, следовательно, надежность электрической сети.

Устройство .для автоматической; компенсации емкостного тока однофазного замыкания На землю, содержащее блок выбора напряжений и определения режима сети, связанный через фильтр осНовной частоты с фазочувствительным блоком, подключенным к основному входу интегрирующего запоминающего блока, управляющий вход которого соединей с--первым логическим. выходом блока выбора напряжений и определения режима, и блок управления реактором, выход которого соединен с дугогасящим реактором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы электрической сети, оно снабжено двумя фазовращающими блоками, тремя ключами, двумя усилителями-формирователями и функциональным преобразователем, а интегрирующий запоминающий блок выполнен в виде последовательно соединенных ключа, интегратора--и-, блока памяти, причем вход первого фазовращающего блока подключен к выводам для нодключения к линейному опорному напряжению, вход второго фазовращающегося блока соединен с первым выходом блока выбора напряжений и определения режима, выходы фазовращающих блоков соединены с соответствующими входами первого ключа, выход которого через первый. усилительформирователь соединен с первым входом фазочувствительного блока, первый вход второго ключа подключен к выводам для подключения к напряжению нейтрали, второй вход соединен с вторым выходом блока выбора напряжений и определения режима, а выход через последовательно соединенные фильтр основной частоты и второй усилитель-формирователь подключен к второму входу фазочувствительного блока, выход которого соединен с первым входом ключа интегрирующего запоминающего блока, второй вход ключа соединен с вторым выходом блока памяти, управляющие входы этого ключа и блока памяти соединены с первым логическим выходом блока выбора напряжений и определения режима, первый выход блока памяти подключен к первому входу третьего ключа непосредственно, а к второму входу- — через функциональный преобразователь, управляющие входы первых .трех ключей соединены с вторым логическим выходом блока выбора напряжений и определения режима, выход третьего ключа соединен с блоком управления реактором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

995199

Составитель О. Наказная

Техрад. И. Верес Корректор И. Шулла

Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Ю. Ковач

Заказ 608/39

i. Авторское свидетельство СССР № 330509, кл. Н 0233/18, 1972.

2. Степанчук Д. Н. и др. Автоматическая настройка плунхкерных дугогасящих реакторов в кабельных сетях 6 — 10 кВ. — Электрические станции», № 10, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 564680, кл. Н 02 Э 3/12, 1975.