Устройство для автоматического регулирования индуктивности заземляющих реакторов

 

УСТРОЙСТВО /ШЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ РЕАКТОРОВ, содержащее вспомогательный источник питания, подключенньв к дополнительной обмотке заземляющего реактора, трансформатор тока в цепи вспомогательного источника , трансформатор напряжения, подключенный к вспомогательному источнику , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе при использовании его в режиме компенсации потенциала поврежденной фазы при однофазных замыканиях на землю, оно снабжено двумя фазосдвигаюпщми блоками, двумя последовательно включенной усилителями-ограничителями , преобразователем импульсов, преобразователем переменного тока в переменное напряжение, последовательно включенными фазовым корректором, третьим усилителемограничителем , третьим преобразователем импульсов и блоком формирования коротких импульсов по переднему фронту входного сигнала, двумя . триггерами , двумя логическими элементами И, логическим элементом НЕ, причем входы фазосдвигающих блоков подключены к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а их выходы к входам усилителей-ограничителей, выход первого преобразователя импульсов соединен с D -входом первого р-триггера, выход второго преобразователя импульсов через логический элемент НЕ - с D -входом второго Б-триггера, с С-входами обоих D (Л триггеров соединен выход блока формирования коротких импульсов, к входу преобразователя переменного тока в переменное напряжение подключена вторичная обмотка трансформатора тока , выход которого соединен с входом фазового корректора,.прямые вы4:: ходы Г -триггеров подключены к пер вым входам соответствующих логических элементов И, инверсный выход первого Г-триггера подключен к втоО5 рому входу другого элемента И, а инверсный выход второго D -триггера к второму входу первого элемента И, выходы обоих логически-х элементов и подключены к исполнительному органу зазекпяющего реактора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(g)) H 02 H 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ВСЕСО ЭЗРА%

)й g .,р, Я АВТОРСНОЬ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3635735/24-07 (22) 19.08.83 (46) 07.03.85. Нюл. Р 9 (72) Г.И.Никольский,. H.Ñ.Ïàâëåíêo, В.Ф.Солдатов и Д.H.Ñòåïàí÷óê (71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей и Донецкий политехнический институт (53) 621.318.43,072.31(088.8) (56) 1. Лвторское свидетельство СССР

И 424275, кл. Н 02 .1 3/18, 1972.

2. Лвторское свидетельство СССР

И 1163 8, кл. Н 02 Л 3/18, . 1962. (54) (57) УСТРОГ!СТВО ДНЯ ЛВТОМЛТИЧЕС—

КОГО РЕГУЛИРОВЛНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ 3АЗГМЛЯК)НИХ РЕЛКТОРОВ, содержащее вспомогательный источник питания, подключенный к дополнительной обмотке заземляющего реактора, трансформатор тока в цепи вспомогательного источника, трансформатор напряжения, подключенный к вспомогательному источнику, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе при использовании его в режиме компенсации потенциала поврежденной фазы при однофазных замыканиях на землю, оно снабжено двумя фаэосдвигающими блоками, двумя последовательно включенными усилителями-ограничителями, преобразователем импульсов, преобразователем переменного. тока в переменное напряжение, последовательно включенными фаэовым

„,SU„,,ß 44167 А корректором, третьим усилителемограничителем, третьим преобразователем импульсов и блоком формирова— ния коротких импульсов по переднему фронту входного сигнала, двумя . 0— триггерами, двумя логическими элементами И, логическим элементом Ш ., причем входы фазосдвигающих блоков подключены к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а их выходык входам усилителей-ограничителей, выход первого преобразователя импульсов соединен с Р -входом первого

D-триггера, выход второго преобразователя импульсов через логический элемент HF. — с Р -входом второго

"ц-триггера, с С-входами обоих D— триггеров соединен вл)ход блока формирования коротких импульсов, к входу преобразователя переменного тока в переменное напряжение подключена вторичная обмотка трансформатора тока, выход которого соединен с входом фазового корректора,.прямые выходы D †триггер подключены к первым входам соответствующих логических элементов И, инверсный выход первого 2 -триггера подключен к второму входу другого элемента И, а инверсный выход второго 3 -триггера к второму входу первого элемента

И, выходы обоих логических элементов и годключены к исполнительному органу заземляющего реактора.

1 1144

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим устройствам компенсации емкостной составляющей тока замыкания на

3åìëþ в электрических сетях с компен5 сированной нейтралью.

Известен регулятор автоматической настройки заземляющих реакторов, содержащий блокирующий элемент на входе, выход которого подключен к первичной обмотке входного трансформатора, входное устройство, включенное на напряжение вторичной обмотки входного трансАорматора, фазочувст вительный усилитель, вход которого подключен к выходу входного. устройства, а выход соединен с выходным устройством, релейный элемент, обмотка которого подключена к выходу фазочувствительного усилителя, а контакты включены в цепь переключения вторичной обмотки входного трансформатора f1 ).

Этот регулятор осуществляет настройку заземляющего реактора только в нормальном режиме работы сети.

При одноАазном замыкании на землю он автоматически отключается и, следовательно, не обеспечивает резонансную настройку реактора в указанном режиме сети.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для автоматического регулирования индуктивности заземляющих реакторов, содержащее вспомогательный источник, подключенный к дополнительной обмотке заземляющего ре;— актора, трехпозиционное реле реактивной проводимости, первый вход ко-. торого подключен к трансформатору тока, установленному в цепи вспомогательного источника, а второй входк трансАорматору напряжения, включенному на напряжение этого источника, выход трехпозиционного реле связан с входом исполнительного органа,. изменяющего индуктивность заземляющего реактора..

Вспомогательный источник устройства предназначен для создания напряжения нейтрали, необходимого для работы устройства в нормальном режи-, ме сети. В качестве трехпозиционног.. реле применено индукционное реле направления мощности с углом макси- Ы мальной чувствительности 90 (? ).

Недостаток реле направления .мощности заключается в том, что его чув167 2 ствительность находится в квадратичной зависимости от величины напряже— ния вспомогательного источника.

При использовании этого реле в качестве регулятора настройки заземдяющих реакторов только в нормальном режиме сети указанный недостаток не проявляется, так как напряжение вспомогательного источника неизменно и составляет по величине 10Х фазного напряжения сети. Однако в режиме замыкания на землю напряжение, подаваемое в нейтраль сети от дополнительного источника для компенсации потенциала поврежденной фазы„ равно по величине фазному напряжению сети.

В этом режиме сети чувствительность реле значительно повышается что приводит к автоколебаниям в с стеме автоматической настройки реактора.

При этом, если к качестве заземляющего реактора применяется реактор с изменяемым воздушным зазором в магнитной системе (плунжерного типа), эти колебания приводят к быстрому износу и выходу из строя механизма изменения воздушного зазора °

Цель изобретения — повышение надежности работы в режиме компенсации потенциала поврежденной Аазы при однофазных замыканиях на землю путем устранения автоколебаний.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического регулирования индуктивности заземляющих реакторов, содержащее вспомогательный источник питания, подключенный к дополнительной обмотке заземляющего реактора, трансформатор тока в цепи вспомогательного источника, трансформатор напряжения, подключенный к вспомогательному источнику, введены два фазосдвигаю:щих блока, два последовательно включенные усилители-ограничители, преобразователи импульсов, преобразователи, переменного тока в переменное напряжение, последовательно включен ные фазовый корректор, третий усилитель-ограничитель, третий преобразователь импульсов и блок формирования коротких импульсов по переднему Аранту входного сигнала, два 3 -триггера, два логических элемента И, логический элемент HF. причем входы Аазосдвигающих блоков подключены к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а их выходы — к входам усили3 1 144 телей-ограничителей, выход первого преобразователя импульсов соединен с Р -входом первого Э -триггера, выход второго преобразователя импульсов — чере логический элемент НЕ с

9-входом второго 11 -триггера, с С входами обоих Р -триггеров соединен выход блока формирования коротких импульсов, к входу преобразователя переменного тока в переменное напря- 10 жение подключена вторичная. обмотка трансформатора тока, выход которого соединен с входом фазового корректора, прямые выходы 3 -триггеров подключены к первым входам соответствующих логических элементов И, инверсный выход первого 9 -триггера подключен к второму входу другого элемента И, инверсный выход второго Э4 триггера — к второму входу первого элемента И, выходы обоих логических элементов И вЂ” к исполнительному органу заземляющего реактора.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства, 25 на фиг.2 — временные диаграммы процесса формирования сигналов управления в устройстве.

Устройство. содержит присоединительный трансформатор 1, заземляющий 3Q реактор 2, емкость 3 фаз сети, вспомогательный источник 4, включающий в себя трансформатор 5 и блок 6 выбора фазы, трансформатор 7 тока, трансформатор 8 напряжения, фазосдвигающие блоки 9 и 10, усилители-огра35 ничители 11 и 12, преобразователи

13 и 14 импульсов, логический элемент НЕ 15, преобразователь 16 в переменное напряжение (трансреактор), 40 фазовый корректор 17, последовательно включенные усилитель-ограничитель 18, преобразователь 19 импульсов и блок

20 формирования короткого импульса по переднему фронту входного сигна45 ла, 3 -триггеры 21 и 22, логические элементы И 23 и 24 и исполнительный орган 25.

Заземляющий реактор 2 включен между нулевой точкой трансформатора 1 и 50 землей. К дополнительной обмотке этого реактора подключен вспомогательный источник 4, предназначенный для создания напряжения нейтрали в нормальном режиме сети и компенса- 55 ции потенциала поврежденной фазы в режиме .однофазного замыкания на землю. Напряжение нейтрали в нормаль

1 6 7 4 ном режиме сети, необходимое для работы регулятора, снимается с отпайки TpRHcAopMRTopB 5 и составляет

107. фазного напряжения сети. При однофаэном замыкании на землю на дополнительную обмотку реактора, 2 от трансформатора 5 подается напряжение, равное фазному напряжению сети.

В этом режиме сети вводимое напряжение должно быть по направлению в противофазе с фазнь1м напряжением источника поврежденной фазы, что достигается блоком 6 выбора поврежденной фазы.

В цепь дополнительного источника

4 включен трансформатор 7 тока, а на напряжение этого источника подключен трансформатор 8 напряжения.

С вторичной обмотки трансформатора

8 напряжение поступает на входы фаэосдвигающих блоков 9 и 10, в которых это напряжение может сдвигаться по фазе на любой угол соответственно в сторону отставания и в сторону опережения . Этим создается необходимая зона нечувствительности по углу между током и напряжением вспомогательного источника, позволяющая исключить автоколебания, обусловленные инерционностью системы регулирования.

Выходы блоков 9 и 10 соединены соответственно с входами усилителейограничителей 11 и 12, которые предназначены для стабилизации амплитуды напряжения вспомогательного источника как в нормальном режиме сети, так и при однофаэных замыканиях на землю. Напряжения с вьмода усилителей 11 и 12 подаются на соответствующие входы преобразователей 13

/ и 14 импульсов, где только прямо-. угольные импульсы положительной полярности выделяются. Сигнал с выхода преобразователя 14 импульсов поступает на вход логического элемента

НЕ 15.

Преобразователь 16 тока, подключенный к вторичной обмотке трансформатора 7 тока, выполнен в виде трансреактора, напряжение с выхода которого подается на вход фазового корректора 17. С помощью последнего устраняется погрешность настройки заземляющего реактора от фазовых погрешностей в преобразователе 16 тока, измерительных трансформаторах

7 и 8 и трансформаторе 5 вспомога11441

1 тельного источника. Выход фазового корректора 17 соединен с входом усилителя-ограничителя 18. На выходе блска 20 формируются короткие импульсы по переднему фронту входного сигнала, поступающего с выхода преобразователя 19 импульсов.

Сигнал с выхода блока 20 поступает на С -входы триггеров 21 и 22.

Вход триггера 21 соединен с выходом преобразователя 13 импульсов, а вход триггера 22 — с выходом логи веского элемента НЕ 15. Каждый Э вЂ” триггер предназначен для фиксации на своем

15 выходе состояния D — входа (логические "0" или "1") в момент прихода тактового С-импульса. Прямой выход триггера 21 подключен к первому входу логического элемента И 23, к вто20 рому входу которого подключен инверсный выход триггера 22. Прямой выход триггера 22 и инверсный выход триггера 21 соединены с входами логического элемента И 24. Выходы элементов

И 23 и 24 подключены к входам исполнительного органа 25 заземляющего реактора 2. Исполнительный орган 25 при использовании заземляющего реактора с изменяемым воздупшым зазором

ЗО в магнитной системе содержит электрический привод, коммутируемый с помощью реверсивного магнитного пускателя.

Работа устройства иллюстрируется временными диаграммами (фиг.2).. По- З5 скольку в режиме 1 Недокомпенсация" сигнал, пропорциональный току вспомогательного источника 04 опережает по фазе напряжение 0 в момент времени 1, триггер 22 переключится и на его прямом выходе установится сигнал логической "1", так как на

его D -входе в момент времени

11 I I присутствовал сигнал логическои 1

Триггер 21 останется в прежнем поло- 45 жении, так как в момент прихода тактирующего импульса на С -вход на его D -входе присутствовал сигнал логического "О". В соответствии с данным положением триггеров 21 и

22 на выходе логического элемента

23 будет зафиксирован сигнал логичес. кого "0", на выходе элемента 24 логической " 1". При этом исполнительный орган 25 будет осуществлять регулировку тока заземляющего реактора в сторону увеличения до тех пор, пока сигнал, пропорциональный току вспомогательного источника не совпадет по фазе с напряж нием 0, что соответствует началу зоны резонансной настроуки системы компенсации.

В реальной системе регулирования за счет инерционности исполнительного органа 25 произойдет некоторое запаздывание остановки привода. В момент времени, когда формирующийся на выходе блока 20 импульс совпадает во времени с отсутствием сигналов с выходов преобразователя,3 импульсов логического элемента 15, триггер 22 переключится э нулевое состояние. Триггер 21 также останется в нулевом состоянии. Следовательно, на выходе элементов И 23 и 24 единичный сигнал исчезнет, и система регулирования займет установившееся состояние, соответствующее резонансной настройке заземляющего реактора. При возникновении режима перекомпенсации сигнал, пропорциональный току вспомогательного источника, отстает по фазе ст напряжения

У, В момент времени < формирующийся на выходе блока 20 импульс., совпадающий во времени с сигналом логической "1" на выходе блока 13, установит триггер 21 в единичное состояние, а поскольку на 3 -входе триггера 22 присутствует сигнал логического О, он останется в нулевом состоянии. При этом исполнительный орган 25 будет осуществлять регулировку в сторону уменьшения тока заземляющего реактора до тех IIop., пока не наступит резонансной настройки заземляющего реактора.

Таким образом, включение в схему предлагаемого. устройства элементов, стабилизирующих напряжение и ток вспомогательного источника в режиме однофазного замыкания на землю, и применение фазораздвигающих блоков исключает автоколебания в системе автоматического регулирования тока компенсации при высокой точности настройки заземляющего реактора.

При этом повышается надежность работы реактора.

Автоматическое поддержание резонансной настройки заземляющего реактора при замыкании фазы на землю обеспечивает надежное гашение заземляющей дуги устройством компенсации потенциала поврежденной фазы, что снижает аварийность в системе энергоснабжения.

1144167

Фиг. f

1144167 ю С3 ю Ъ Ca ф ц, Э

Я

ВИИИНИ Заказ 941/43 Тираж 620 Подинсное

Фцлнад ППП "Патент", г.Узгород, ул.Проектная, 4