Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧТ-:СКОЙ НАСТРОЙКИ ДУГОГАСЯЩЕГО РЕАКТОРА, содержащее блок управления реактором, блок измерения параметров реактора, подключенный входом к реактору с датчиками тока и напряжения, измерительный трансформатор напряжения сети, генератор, фильтр наложенной частоты иисполнительный орган, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы сети с большой несимметрией проводимостей фазных проводов относительно земли и повышения точности и быстродействия настройки дугогасящего реактора , оно снабжено управляемым коммутирующим устройством, тремя элементами сопротивлений, фазовращателем , неинвертирующим и инвертирующим интегрирующим усилителями, восемью ключами, фазосдвигающим блоком, тремя блоками запоминания и согласования сигнала, формирователями прямоугольных импульсов, инвертором, блоком определения замыкания на землю, блоком настройки реактора при перемежающейся дуге, блоком сравнения, блоком преобразования сигналов, блоком усиления, причем коммутирующее устройство включено последовательно между нейтралью и дугогасящим реактором , первые выводы элементов сопротивлений предназначены для подключения к сети, вторые выводы соединены с выходом фильтра, вход которого соединен с первым выходом генератора наложенной частоты, второй выход которого подключен к датчику тока, а третий его выход соединен с фазовращателем , входы неинвертирующего и инвертирующего усилителей соединены с выходом датчика тока, между входом и выходом усилителей включены первый и второй ключи сответственно, (Л выходы усилителей подключены к третьему и четвертому ключам соответственно , выходы которых через первый и второй блоки запоминания и согласования сигналов соединеныс пятым и шестым ключом соответственно , вторые входы которых соединены с входами первого и второго ключей сосх ответственно, а выходы - с входом тресд тьего блока запоминания и согласова41ь ния сигналов, выход фазовращателя че00 рез фазосдвигающий блок соединен с ю формирователем прямоугольных импульсов , выход которого соединен с входами первого и четвертого ключей и с инвертором, выход которого подключен к входам второго, третьего и шестого ключей, входы блока определения замыкания на землю подключены к вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник и к блоку настройки реактора при перемежающейся дуге, второй и третий входы которого соединены соответственно с вто

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1185489 А (51) Н 02 H 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3739538/24-07 (22) 16.05.84 (46) 15.10.85. Бюл. У 38 (72) А.М.Михайлов (71) Институт электродинамики АН УССР (53) 621.316.723(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 150156 кл. Н 02 H 9/08, 1962.

Авторское свидетельство СССР

Ф 612328, кл. Н 02 Н 9/08, 1978.

Авторское свидетельство СССP

h" 688944, кл. H 02Н 9/08, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ ДУГОГАСЯЩЕГО РЕАКТОРА, содержащее блок управления реактором, блок измерения параметров реактора, подключенный входом к реактору с датчиками тока и напряжения, измерительный трансформатор напряжения сети, генератор, фильтр наложенной частоты и исполнительный орган, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы сети с большой несимметрией проводимостей фазных проводов относительно земли и повышения точности и быстродействия настройки дугогасящего реак— тора, оно снабжено управляемым коммутирующим устройством, тремя эле— ментами сопротивлений, фазовращате— лем, неинвертирующим и инвертирующим интегрирующим усилителями, восемью ключами, фазосдвигающим блоком, тремя блоками запоминания и согласования сигнала, формирователями прямоугольных импульсов, инвертором, блоком определения замыкания на землю, блоком настройки реактора при пере— межающейся дуге, блоком сравнения, блоком преобразования сигналов, блоком усиления, причем коммутирующее устройство включено последовательно между нейтралью и дугогасящим реактором, первые выводы элементов сопротивлений предназначены для подключения к сети, вторые выводы соединены с выходом фильтра, вход которого. соединен с первым выходом генератора наложенной частоты, второй выход которого подключен к датчику тока, а третий его выход соединен с фазовращателем, входы неинвертирующего и инвертирующего усилителей соединены с выходом датчика тока, между входом и выходом усилителей включены первый и второй ключи сответственно, выходы усилителей подключены к третьему и четвертому ключам соответственно, выходы которых через первый и второй блоки запоминания и согласования сигналов соедииены с пятым и шестым ключом соответственно, вторые входы которых соединены с > входами первого и второго ключей соответственно, а выходы — с входом тре- р тьего блока запоминания и согласования сигналов, выход фазовращателя через фазосдвигающий блок соединен с формирователем прямоугольных импуль- © сов, выход которого соединен с входами первого и четвертого ключей и с инвертором, выход которого подключен к входам второго, третьего и шестого ключей, входы блока определения замыкания на землю подключены к вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник и к блоку настройки реактора при перемежающейся дуге, второй и третий входы которого соединены соответственно с вто1185489 ричныии обмотками измерительного трансформатора напряжения, соединенныии в звезду, и с выходом блока определения замыкания на землю, второй выход которого подключен к седьмому ключу, а третий выход — к седьиоиу и восьмому ключам, выход восьмого ключа через исполнительный орган соединен с блоком управления дугогасящего реактора выход седьмого ключа — c управляемым коммутирующим

Изобретение относится к области р с пределения электрической энергии и может быть использовано в коипенсированных электрических сетях

О,4-35 кВ.

Цель изобретения — повышение надежности работы сети с большой несимметрией проводимостей фазных проводов относительно земли и повьппение точ ности и быстродействия настройки дугогасящего реактора,, На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства,,; на фиг.2— диаграммы токов и напряжений в различных точках схемы.

Устройство ""îäåðæèò трехфазный силовой трансформатор 1, управляемое коммутирующее устройство 2, элементы сопротивления 3, подключаемые к сети, дугогасящий реактор (ДГР) 4 с датчиками тока и напряжения, блок управлении реактором 5, фильтр 6, выделяющий сигнал наложенной частоты, генератор наложенной частоты 7„ датчик тока 8, электронные ключи 9.1-9.8, неинвертирующий интегрирующий усилитель 1О, фазовращатель 11, инвертирующий интегрирующий усили ель 12, измерительный трансформатор напряжения 13, фазосдвигающее устройство 14, сдвигающее фазу входного сигнала на

90, блоки запоминания и согласоваФ ния сигнала 15. 1 — 15. 3, формирователь прямоугольных импульсов 16, инвертор 17, блок измерении параметров реактора 18, блок определения замыкания на землю 19, блок настройки реактора при перемежающейся дуге 20„ блок преобразования сигналов 21, блок сравустройством, выход блока настройки реактора при перемежающейся дуге — с наполнительным органом, выход третьего блока запоминания и согласования сигналов подключен к входу блока преобразования сигналов, другой вход которого соединен с выходом блока измерения параметров реактора, два выходакоторого соединеныс блоком сравнения, выход которогочерез блок усиления соединенс входомвосьмого ключа. нения 22 блок усиления 23, исполнительный орган 24.

На фиг.1 и 2 обозначено : U — напряжение генератора; Uù — напряжение, пропорциональное току наложенной частоты; Бф >- напряжение на выходе фазосдвигающего устройства; U „ — напряжение для управления коммутирующим устройством; Us„ — напряжение на вхо1О де блока преобразования сигналов; в мя "1о х12 х,К„» х т х„, х, х „ — сигналы в различных точках схемы.

В устройстве в качестве элементов

15 сопротивления 3 в зависимости от внутреннего сопротивления генератора наложенной частоты могут быть использованы резисторы или конденсаторы.

Индуктйвное сопротивление контура

20 на наложенной частоте может быть скомпенсировано соответствующим выбором емкости конденсаторов 3 или же- емкости фильтра б.

В блок измерения параметров реак25 тора 18, например, при использовании

ДГР с изменяемым воздушным зазором ,может быть введен генератор оперативного тока, что позволяет измерять индуктивность (ток) реактора при

З@ отключенном коммутирующем устройстве

Выбор. частоты генератора определяется параметрами сети, точностью, быстродействием и режимом настройки д ДГР! в нормальном режиме работы сети, при однофазном замыкании на землю или в обоих режимах. При автоматической настройке в нормальном режиме работы сети и подключенном к нейтрали з 11854 сети реакторе частота генератора Bb!бирается с учетом индуктивностей реактора и силового трансформатора.

В устройстве фазовращатель 11 используется для коррекции угловой погрешности, вызываемой элементами схемы, а совместно с фазосдвигающим устройством 14, формирователем прямоугольных импульсов 16 и с инвертором

17 — для формирования соответствующих импульсов управления ключами (фиг.2) в зависимости от выделения активной или реактивной составляющих тока наложенной частоты.

Рассмотрим работу устройства в се†15 тях с большой несимметрией фазных проводимостей сети относительно земли, в которых резонансная настройка реактора в нормальном режиме работы сети вызывает недопустимые смещения нейтрали.

При отсутствии замыкания на землю на третьем выходе блока определения замыкания 19 сигнал отсутствует и напряжение U „ не поступает на блок управления коммутирующим устройством, т.е. коммутирующее устройство отключено.

С помощью измерительного органа, выполненного на интегрирующих усили30 телях 10 и 12, в каждый полупериод наложенной частоты выделяется сигнал, пропорциональный емкости сети, который через соответствующие ключи 9. 1—

9.2 поступает на входы первого и второго блоков запоминания и согласо-З5 вания сигнала 15.1-15.2. Затем эти сигналы переносятся на третий блок запоминания, который аналогичен первому и второму блокам.

На входы блока преобразования сиг—

40 налов 21 одновременно поступают сигналы с выхода третьего блока запоминания 15.3 и с выхода блока измерения параметров (индуктивности,тока ит.д.) реактора 18. В лабораторном образце 45 устройства использован потенциометри— ческий датчик, движок которого жестко связан с указателем тока реактора.

В блоке преобразования 21 сигналы преобразуются и приводятся в соответ-50 ствие с частотой 50 Гц следующим образом. Условие резонансной настройки реактора без учета активных потерь в контуре нулевой последовательности сети может быть записано в следующем виде;

u) L мС

89 4 где 4J — угловая частота сети; .L — индуктивность реактора;

С вЂ” емкость сети.

В нашем случае емкость (емкостное .сопротивление) измеряется на частоте, отличной от основной, и резонансной настройке ДГР на частоте 50 Гц и соответствует выражению

К 1 . L

Р ыС шС где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Таким образом, напряжение на выходе блока преобразования сигналов, пропорциональное емкостному сопротивлению на частоте 50 Гц, равно U = KU „, где UzÄ вЂ” сигнал на входе блока преобразования, пропорциональное емкости сети на частоте дополнительного ис точника.

Резонансной настройке на основной частоте сети соответствует выражение

Up = U где U — напряжение, пропорциональное ш?., При невыполнении этого условия на выходе блока сравнения 22 появляется сигнал рассогласования дП, который поступает на вход блока усиления 23. В устройстве для настройки ДГР с .изменяемым воздушным.зазором в качестве данного блока может быть использован релейный усилитель.

В зависимости от знака сигнала рассогласования L1U на выходе блока усиления появляется напряжение соот- . ветствующей полярности, которое через седьмой ключ 9.7 поступает на исполнительный орган 24, уйравляющий дугогасящим реактором. Изменение индуктивности ДГР происходит до тех пор, пока напряжение на выходе сравнивающего устройства не будет равен н улю °

При наличии ДГР с подмагничиванием или тиристорным переключением ответвлений обмотки реактора в качестве блока усиления и исполнительного органа могут быть использованы блоки устройств, которые содержат элементы памяти.

В режиме металлического замыкания на землю на третьем выходе блока определения замыкания 19 появляется сигнал, который поступает на восьмой ключ 9.8, и включается коммутирующее устройство 2. При перемежающей дуге появляется напряжение на первом и втором выходах блока определе. ния замыкания на землю 18, отклю1185489 чается седьмой ключ и включается восьмой ключ и коммутирующее устройство. Регулирование индуктивности реактора производится с помощью блока настройки реактора при перемежающейся дуге.

При этом режиме устройство может также блокироватьея, для чего должна быть отключена цепь выходного сигнала блока настройки при перемежающей дуге а сигнал на втором выходе бло5 ка определения вида замыкания должен отключаться с задержкой.

После исчезновения замыкания на землю схема возвращается в исходное состояние.

Использование новых элементов отличает предлагаемое устройство от известного тем, что позволяет повысить точность, помехоустойчивость и быстродействие автоматической наст—

1О ройки ДГР, а также повысить надежность работы сети с большой несимметрией проводимостей фазных проводов относительно земли и условия электро-, пожаро-, взрывобезопаснос15 ти.

1185489

Х17

Xf0

X1L

Мr

ФЬг г

Составитель О.Наказная

Редактор А.Гулько Техред Ж.Кастелевич Корректор B.Бутяга

Заказ 6385/53 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4