Устройство для автоматического регулирования тока компенсации

 

устройстве ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА КОМПЕНСАЦИИ , содержащее блокирующий элемент по напряжению с 11гщения нейтрали, измерители частоты, выходы которых подключены через интегратор к исполнительному органу, тиристорный ключ с цепями управл1ения и .трансфо 1атор , вход которого подключен к фазам сети, а выход - к первому входу тиристррного клзача, второй вход которого соединен с дервьм выходсял блокирующего элемента по напряжению смещения нейтрали, а выход - с дополнительной ойроткой дугогасящего реактора, о тличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы устройства, оно снабжено дифференциальном блоком, блоком фиксации расстройки компенсации и логическим элементе ИЛИ, а цепи упрайления тиристорным ключсии йлполнены в виде генератора прямоугольных импульсов, логического элемента НЕ, логического элемента ИЛИ и логического элемента И, причем выход логического элемента ИЛИ подключен к третьему входу тиристорного ключа, первый вход дифференцирующего блока срединев с вторым выходом блокирующего элемента по напряжению нейтрали,выход кяфференiцирующего блока - к первому входу логического элемента ИЛИ, входы блока фиксации расстройки компенсации подключены к выходам измерителей частоты, один из которых, подключен к выводу для подключения напряжения смещения нейтрали, а яругой - к вы- § воду для подключения.линейного напряО ) жения сети, выход блока фиксации расстройки кстпенсации соединен со вторьм входом диффёренцир ощего блока и со вторьм входом логического элемента ИЛИ, третий вход тиристор- S ного ключа образуют входы ген&ратора прямоугольных импульсов илогичесS кого эп&лента НЕ; выходы которых подключены к логическому элементу N9 Э ИЛИ цепей управления тиристорного клю .ча, а выход упомянутого логического элемента ИЛИ соединен со входом Логи:д ческого элемента И, являющегося втоND рам входом тиристорного ключа, вы|Ход логического элемента И соединен с управляющими цепями THpficTopoB.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО14ИАЛИСТИЧЕСНИХ:

РЕСПУБЛИН

0% (10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07НРЫТИЙ (21) 3387023/24-07 (22) 20.01.82 (46) 15..06.83. Вюл. В 22 (72) В.Ф.Солдатов, Д.Н.Стенанчук, Г-.И.Никольский и Й.С.Павленко (71) Донецкий ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.316,761.064.44(088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР

Э 610236, кл. Н 02 У 3/18, 1976.

2 ° Авторское свидетельство СССР

672700 кл. Н 02 Т 3/18, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ABTONATHЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. ТОКА КОМПЕНСАЦИИ, содержащее блокирующий элемент по напряжению смещения нейтрали, измерители частоты, выходы которых подключены через интегратор к исполнительному органу, тиристорный ключ с цепями управления и .трансФорматор, вход которого подключен к фазам сети, а выход - к первому входу тиристорного ключа, второй вход которого соединен с цервьм выходом блокирукщего элемента по напряжению смещения нейтрали, а выход — с дополнительной обмоткой дугогасящего реактора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства,.оно снабжено дифференциальньм блоком, блоком

Фиксации расстройки компенсации и логическим элементом ИЛИ, а цепи упЪШ Н 02Т 3 187 Н 02 Н 9/08 райления тиристорно ключом выполне-ны в виде генератора прямоугольных импульсов, логического элемента НЕ, логического элемента ИЛИ и логического элемента И, причем выход логического элемента ИЛИ подключен к третьему входу тиристорного ключа, первый вход дифференцирующего блока соединен с вторьм выходом блокирукщего элемента по напряжению иейтрали, выход дифферен цирующего блока -. к первому входу логического элемента ИЛИ, входы блока Фиксации расстройки компенсации. подключены к выходам измерителей частоты, один из которых,подключен к выводу для подключения напряжения смещения нейтрали, а другой — к вы- Я воду для подключения линейного напряжения сети, выход блока фиксации расстройки компенсации соединен со вторым входом дифференцирукщего блока и со вторьм входом логического элемента ИЛИ, третий вход тиристор- Я ного ключа образуют входы генератора прямоугольных импульсов и логичес кого элемента НЕ, выходы которых подключены к логическому элементу

ИЛИ цепей управления тиристорного клю ча, а выход упомянутого логического элемента ИЛИ соединен со входом логического элемента И, являющегося вторым входом тиристорного ключа, выход логического элемента И соединен с у равлякщнми цепями тиристоров.

1023521

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для исполь- зования в высоковольтных кабельных сетях, оборудованных дугогасящими. реакторами для компенсации емкостных токов замыкания на землю.

Известно устройство для автоматического регулирования тока компенсации, содержащее блокирукщий элемент по напряжению смещения нейтрали, измерители частоты, один из которых подключен через блокирующий элемент на напряжение смещения нейтрали, а другой — к одному из линей-. ных напряжений сети. Выходы измерителей частоты через запоминающий ин- 15 тегратор подключены к исполнитель- ному органу 1).

Регулирование тока компенсации этим устройством осуществляется толь ко при перемежакщемся дуговом эамыка-g0 нии фазы на землю. Для автоматического регулирования тока компенсации в нормальном режиме требуется отдельный регулятор.

Этот недостаток устранен в устройстве автоматического регулирования тока компенсации, работа1ощем на принципе измерения частоты свободных колебанкй в контуре нулевой последовательности сети как в нормальном режиме сети, так и в случае возникновения перемежающегося дугового замыкания фазы на землю 1 2 j.

Известное устройство содержит блокирующий элемент по напряжению смещения нейтрали, измерители частоты, один из которых подключен через блокирукщий элемент на напряжение смещения нейтрали, а другой - к одному из линейных напряжений сети, тиристорный ключ и трансформатор, под- 40 ключенный входом на напряжение сети, а выходом — на первый вход тиристорного ключа, второй вход которого соединен со вторым выходом блокирующего элемента по напряжению смещения ней- 45 трали, а выход — с дополнительной обмоткой дугогасящего реактора, причем выходы измерителей частоты подключены через запоминакщий интегратор к исполнительному органу дугога50 сящего реактора.

В этом устройстве свободные колебания в нормальном режиме сети создаются искусственно путем периодичес- . кой подачи напряжения от постоянного источника в дополнительную обмотку дугогасящего реактора через тиристорный ключ, который в этом режиме управляется генератором прямоугольных импульсов. Свободные колебания здесь возникают в течение времени 60 от закрытия тиристоров до последующего их открытия. Таким образом, ткристоры при отсутствии в сети однофаэного замыкания на землю непрерыв-" . но работают в динамическом режиме, 65 что снижает элементную надежность устройства. Кроме того, непрерывные колебания напряжения нейтрали могут вызывать ложные действия релейной защиты.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блокирующий элемент по напряжению смещения нейтрали, измерители частоты, выходы которых подключены через запоминающий интегратор к исполнительному органу, тиристорный ключ с цепями управления и трансформатор, вход которого подключен к фазам сети, .а выход — к первому входу тиристорного ключа, второй вход которого соединен с первым выходом блокирующего элемента по напряжению смещения нейтрали, а выход - с дополнительной обмоткой дугогасящего реактора, введены дифференцирующий блок, блок фиксации расстройки компенсации и логический элемент ИЛИ, а цепи управления тиристорньм ключом выполнены в виде генератора прямоугольных импульсов, логического элемента НЕ, логического элемента ИЛИ и логического элемента И, причем выход логического элемента ИЛИ подключен к третьему входу тиристорного ключа, первый вход дифференцирующего блока соединен со вторьм выходом блокирующего элемента по напряжению нейтрали, выход дифференцирующего блока— к первому входу логического элемен та ИЛИ, входы блока фиксации расстройки компенсации подключены к выходам измерителей частоты, .один из которых подключен к выводу для подключения. напряжения смещения нейтрали, а другой — к выводу для подключения линейного напряжения сети, выход блока фиксаций расстройки компенсации соединен со вторыми входом дифференцирующего блока и со вторым входом логического элемента ИЛИ, третий вход тиристорного ключа-образуют входы тиристорного генератора прямоугольных импульсов и логического элемента НЕ, выходы которых.подключены к логическому элементу ИЛИ цепей управления тиристорного ключа, а выход упомянутого логического элемента ИЛИ соединен со входом логического элемента И, являкщегося вторим входом тиристорного ключа, выход логического элемента И соединен с управляющими цепями тиристоров.

Иа фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы процесса формкрования управлякщих сиг.налов в устройстве.

Устройство содержкт измерители частоты 1 и 2,запоминакщий интегратор 3, исполнительный орган 4,выход кото1023521

45 рого подключен к обмотке подмагничивания дугогасящего реактора 5, трансформатор б, тиристорный ключ 7 c: цепямн управления, блОкирующий элемент

8, дифференцнрункций блок 9, блок

Фиксации расстройки компенсации 10, . 5 логический элемент ИЛИ ll. Цепи уп:равления тиристорного ключа 7 состоят из генератора прямоугольных импульсов 12, логических элементов

НЕ 13, ИЛИ 14, И 15 -и тиристоров 16 ° 10

Измеритель частоты 1, подключенный на напряжение смещения нейтралы

Uð, предназначен для получения сиг-нала, пропорционального изменению частоты свободных колебаний в кон- )5 туре нулевой последовательности сети.

Выход измерителя частоты 1 подключен к выходу измерителя частоты 2 и на.вход запоминающего интегратора 3.

Измеритель частоты 2 подключен к -20 одному иэ линейных напряжений сети

Uo6 и пРедназначен длЯ полУчениЯ сигнала, пропорционального изменению частоты сети. Выход его подключен к выходу измерителя частоты 1 и на вход запоминаккцего интегратора 3.

Измеритель частоты 2 является корректирукицнм элементом и совместно с измерителем частоты. 1 обеспечивает точную настройку тока компенсации йри отклонении частоты сети от номинального значения. Выход эапоминакщего интегратора .3 соединен с исполнительньм органом 4, Вход трансформатора б подключен на линейное напряжение сети, а вы- N ход - через. тиристорный ключ. 7 - к дополнительной обмотке дугогася- щего реактора 5. ТрансФорматор 6 и тирнсторный ключ 7 предназначены для-получения свободных колебаний s 40 нормальном режиме сети. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора 6 выбнрается такой величины, при которой иапряжеиие смещения нейтрали .после включения тиристорного ключа 7 и завершения переходного йроцесса-в сети не превышало бы 0,.15-

Фаэного-напряжения сети.

Блокирукщий элемент 8, действующий только при металлическом или дуговом замыкании фазы на землю, входом подключен на напряжение смещения нейтрали, а первым выходом— на второй вход тиристорного клю-. ча 7. Дифференцирукщий блок 9, подключенный перверт нходом на второй выход,блокирукщего элемента. 8 и обла-. дающий направленным действием, служит для получения кратковременного сигнала при резком уменьшении напряжения смещения нейтралы. 60

Блок фиксации расстройки ком« пенсации 10, выполненный в виде выпрямителя, подключен к выходам измерителей частоты 1 и 2. На его вы ходе появляется сигнал положительной

1 полярности в случае возникновения расстройки компенсации. Выход блока 10 соединен со вторьм входом дифференцнруыщего блока 9 и вторыми входом логического элемента ИЛИ 11, первый вход которого подключен к выходу дифференцирующего блока 9. При возникновении расстройки компенсации на выходе элемента 11 фо мируется сигнал, который поступает на третий вход тиристорного клкиа 7.

Генератор прямоугольных импульсов 12 и логический элемент НЕ 13 ,в тнрнсторном ключе 7 входами подключены .к третьему входу тиристорного ключа 7. Генератор .прямоугольных импульсов 12 запускается в случае появления сигнала на его входе, т.е. прн возникновении расстройки компенсации. Вьщоды. блоков 12 и 13 подключены к входаи логичесхо-. го элемента ИЛИ 14. Сигналы с выхода элемента 14 н второго входа тиристорного ключа 7 поступают на входы логического элемента H 15, выход которого подключен к цепям управления тиристором 16. устройство работает олЕдующим образом.

При резонансной настройке дугогасящего реактора в нормальном режиме сети частота свободных колеба ний равна частоте сети и сигнал на выходе измерителей частоты 1 и 2, а следовательно, и сигнал U4 (фиг.2) на выходе блока 10 отсутствует. В этом режиме сигнал U на выходе,,дифференцируккцего блока 9 также равен нулю. В результате сигнал U ив вы,ходе логического элемента ИЛИ ll также отсутствует, что приводит к блокированию работы генератора прямоугольных импульсов 12 и формированию непрерывного сигнала 0э на выходе логического элемента ИЛИ 14.

Наличие"двух. сигналов 0 и 0р на входах логического элемента И 15, приводит к йоявлению сигнала 09 на его выходе и открытию тиристорбв 16. В результате, постоянно создается напряжение смещения нейтрали, величина .которого при резонансной настройке реактора не-презымает 0,15-: фазного напряжения сети.

Возникновение расстройки-компенсации в момент времени Q..(фиг.2) обуславливает уменьшение напряжения нейтрали g на выходе блока 8, которое фиксируется дифференцирующим блоком 9 и на его выходе появляется кратковременный импульс U8. На выходе. блока ll появляется сигнал 0, который запускает генератор 12. В

-результате на выходе блока 15 возникают периодические колебания UO, которые управляют тиристорами 16.

Периодическое открытие и закрытие тиристоров создает свободные коле1023521 бания в контуре нулевой последователь ности сети.

Напряженые свободных колебаний ,поступает на измеритель частоты 1 и на его выходе формируется сигнал, полярность и величина которого определяется расстройкой компенсации. Этот сигнал отрабатывается исполнительным органом 4 до перевода реактора в резонансное положение.

Одновременно этот сигнал поступает через блок 10 на входы дифференцирующего блока 9 и логического элемента ИЛИ 11. При этом блокируется работа дифференциатора, а работа генератора 12 поддерживается сигналом 15

ПФ

При достижении резонансной настройки реактора в момент времени t частота свободных колебаний становит ся равной частоте сети и напряжение на выходе блока 10 уменьшается до ну ля, что приводит к исчезновению сигнала U на выходе элемента 11 и деблокированию с некотОрой выдержкой времени работы дифференцирующего блока 9. Далее работа элементов ти-, ристорного ключа 7 повторяется аналогично рассмотренному случаю резонансной настройки дугогасящего реактора.

Блокировка дифференцирующего блока 9 от выходного сигнала блока 10 необходима для того, чтобы сигнал на выходе диффереициатора s нормальном режиме сети появлялся только от момента возникновения расстройки.компенсации до появления сигнала на выходе блока 10. При достижении резонансной настройки реактора нейтраль сети работает в динамическом режиме и сигнал на выходе дифференциатора, 4О который формируется только при уменьшении напряжения нейтрали, а следовательно, при каждом отключении тиристоров, препятствует отключение генератора 12, если не блокировать его 45 работу.

При возникновении перемежакщЕгося дугового замыкания {момент времени

Ф на фиг.2) напряжение смещения нейтралы превышает 0,15-фазное напряженйе сети, что приводит к срабатыванию блокирующего элемента 8, который первым выходом блокирует работу тиристорного ключа 7 (нсчезает напряжение U на выходе логического элемента И 15). Источником свободных колебаний в этом режиме является перемежающаяся дуга.

В момент времени t> блокируется также подача напряжения нейтрали

U с второго выхода блокирующего элемента 8. Скачкообразное уменьшение напряжения U<. до нуля вызывает появление кратковременного импульса

Up на выходе дифференциатора 9. Если при этом имеет место расстройка компенсации, то на выходе блока 10 появляется сигнал расстройки компенсации Uy. В результате на время настройки дугогасящего реактора к резонансу (к моменту времени t4), как и в нормальном режиме сети, генератор 12 генерирует прямоугольные импульсы. Однако отсутствие сигнала П на входе логического элемента И 15 исключает работу тиристоров (они закрыты до тех пор, пока существует дуга). Закрытие тиристоров происходит также и при металлиЧеском замыкании фазы на землю, так как в этом режиме напряжение нейтрали превышает .

0,15-фаэное.

Таким образом, в нормальном режиме сети периодическая работа тиристоров и динамический режим сети имеют место только во время настройки тока компенсации. При резонансной настройке.дугогасящего реактора тиристоры постоянно открыты. При этом непрерывно существующее напряжение смещения нейтрали, создаваемое от постоянного источника, служит для обнаружения внезапного появления расстройки компенсации.

Таким образом, предлагаемое устройство увеличивает ресурс тиристоров за счет спорадической их работы только при изменениях емкости сети, а также увеличивает надежность работы сети за счет устранения непрерывных колебаний напряжения нейтрали в нормальном режиме.

1023521

1023 521 коба ааниканиа

Ор

0 д

0) д б

%

Og

Uj

У

Составитель О. Наказная

Редактор С.Тимохина Техред N.Kîñòèê Корректор А, Ференц

Заказ 4230/43 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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