Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических сетях для компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю. Цель изоб ретения - повышение точности настройки компенсации и надежности работы электрической сети. С этой целью в устройство введены последовательно соединенные логический элемент И 15, счетчик 16 импульсов, регистр 17 памяти и преобразователь 18 код - аналог , а также орган 23 блокировки, логический элемент ИПИ-НЕ 19 и инвертирующий усилитель 9. Импульсами высокой частоты заполняются полупериоды основной частоты и прямоугольные импульсы на выходе фазочувствительного элемента - счетного триггера 4. Длительность импульса выходного сигнала триггера зависит от фазы между опорным напряжением U и напряжением нейтрали U. При резонансной настройке компенсации длительность импульса выходного сигнала триггера равна полупериоду основной частоты, при недокомпенсации - меньше, а при перекомпенсации - больше . Соответственно соотносятся и количества высокочастотных импульсов, укладывающихся в полупериод основной частоты и в прямоугольный импульс счетного триггера. Сравнивая количества указанных высокочастотных импульсов , осуществляют настройку дугогасящего реактора. 6 im. ю (Л со о ю о: а: иг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЛК 1 02376

А1 (51)4 Н 02 J 3/18

ВСЕ(Щ1цй, q

13, „ ;., и

Билкбт ЫА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3997737/24-07 (22) 10. 11. 86 (46) 07. 04. 87. Бюл. М- 13 (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) А.M.Åðøoâ и А.О.Петров (53) 621.3.072.86 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 330509, кл. Н 02 Н 9/08, 1972.

Авторское свидетельство СССР

0 922948, кл. Н 02 J 3/18, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 970557, кл. Н 02 Н 9/08, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

НАСТРОЙКИ ДУГОГАСЯ111ЕГО РЕАКТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических сетях для компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю. Цель изобретения — повышение точности настройки компенсации и надежности работы электрической сети. С этой целью в .устройство введены последовательно соединенные логический элемент И 15, счетчик 16 импульсов, регистр 17 памяти и преобразователь 18 код — аналог, а также орган 23 блокировки, логический элемент ИЛИ-НЕ 19 и инвертирующий усилитель 9. Импульсами высокой частоты заполняются полупериоды основной частоты и прямоугольные импульсы на выходе фазочувствительного элемента — счетного триггера 4. Длительность импульса выходного сигнала триггера зависит от фазы между опорным напряжением U „ и напряжением нейтрали U, При резонансной настройке компенсации длительность импульса выходного сигнала триггера равна полупериоду основной частоты, при недокомпенсации— .меньше, а при перекомпенсации — больше. Соответственно соотносятся и количества высокочастотных импульсов, укладывающихся в полупериод основной частоты и в прямоугольный импульс счетного триггера. Сравнивая количества указанных высокочастотных импульсов, осуществляют настройку дугогасящего реактора. 6 ил.

13О2376

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических сетях для компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю. 5

Цель изобретения — повышение точности настройки компенсации и надежности работы электрической сети.

На фиг,1 представлена функциональная схема автоматического устройства, на фиг.2 и 3 — функциональные схемы блока управления реактором со- . ответственно для реактора с подмагничиванием и плунжерного реактора, на фиг.4-6 — диаграммы напряжений

15 автоматического устройства соответственно для режимов резонансного, недокомпенсации и перекомпенсации (напряжения обозначены буквой U, а индексами.при ней указаны номера блоков, на выходах которых эти напряжения имеются).

К трансформатору 1 напряжения сеTH (фиг ° 1) подсоединяемому к элек трической сети, подключены последовательно соединенные фазосдвигающий блок 2, первый формирователь 3 прямоугольных импульсов, счетный триггер 4, первые логический элемент И 5; счетчик 6 импульсов, регистр 7 памяти, преобразователь 8 код — аналог, инвертирующий усилитель 9, сумматор

10 и блок 11 управления реактором, выход которого соединен с управляющим входом дугогасящего реактора 12.

Между обмоткой нулевой последовательности сети трансформатора 1 напряжения и вторым входом счетного триггера 4 включены последовательно со-. единенные фильтр 13 основной частоты и второй формирователь 14 прямоугольных импульсов. Между выходом первого формирователя 3 прямоугольных импульсов и вторым входом сумматора 10 включены последовательно соединенные вторые логический элемент И 15, счетчик 16 импульсов, регистр 17 памяти, преобразователь 18 код — аналог. Между выходом первого формирователя 3 прямоугольных импульсов и вторыми

1 входами регистров 7 и 17 памяти включены последовательно соединенные логический элемент ИЛИ-НЕ 19 и блок 20 формирования записи. Между выходом первого формирователя 3 прямоугольных импульсов и вторыми входами счетчиков 6 и 16 импульсов включен блок

21 установки нуля.

К вторым входам логических элементов И 5 и 15 подключен генератор

22 импульсов. Между обмоткой нулевой последовательности сети трансформатора 1 напряжения и вторым входом блока 11 управления реактором включен орган 23 блокировки.

Блок 11 управления реактором 12 с под.. агничиванием (фиг.2) представляет собой включенные между его первым входом и выходом последовательно соединенные интегрирующий блок

24 с долговременной памятью, функци-, I оналЬный преобразователь 25 и усилитель 26 мощности. Вторые входы интегрирующего блока 4 и функционального преобразователя 25 подключены к второму входу блока 11 управления.

Блок 11 управления плунжерным реактором 12 (фиг ° 3) представляет собой включенные между первым его входом и первым выходом последовательно соединенные первые компгратор 27, логичеекий элемент И 28 и релейный усилитель 29.

Между первым входом блока 11 и вторым его выходом включены последовательно соединенные вторые компаратор 30, логический элемент И 31 и релейный усилитель 32. Второй вход блока 11 соединен с входом блока 33 задания зон нечувствительности, два выхода которого соединены соответственно с вторыми входами первого 27 и второго 30 компараторов, третий вход блока 11 соединен с вторыми входами логических элементов И 28 и 31.

В режиме автоматической настройки дугогасящего реактора на выход фазосдвигающего блока 2 с трансформатора 1 напряжения, подключенного к электрической сети, подается опорное напряжение U „, а на вход фильтра 13 основной частоты — напряжение нейтрали U . Фазосдвигающий блок 2 обеспечивает начальный сдвиг на 180 эл. град. между напряжениями U „и U,, соответствующий настройке дугогасящего реактора в резонанс с сетью.

Выходной сигнал фазосдвигающего блока 2 первым формирователем 3 прямоугольных импульсов преобразуется в прямоугольные импульсы U и подается з на первый вход счетного триггера 4.

Фильтр 13 основной частоты из напряжения Ц выделяет основную гармонику, ксторую второй формирователь 14 прямоугольных импульсов преобразует

3 13023 в прямоугольные импульсы Б, и подает на второй вход триггера 4. На выходе триггера 4 формируются прямоугольные импульсы U, длительность которых при резонансной настройке равна дли5 тельности паузы (фиг.4), при недокомпенсации длительность импульсов меньше длительности паузы (фиг.5), а при перекомпенсации — больше (фиг.6).

На первый вход логического элемен-10 та И 5 поступает сигнал U4 с выхода триггера 4, на второй — от генератора 22 импульсов. Во время импульса сигнала U счетные импульсы с гене1 ратора 22 проходят на счетный вход 15 первого счетчика 6, во время паузы сигнала U< счетные импульсы не проходят, B начале каждого периода импульса U с помощью блока 21 установки нуля формируется сигнал Uz,, ко- 20 торый устанавливает счетчик 6 в нулевое состояние. Затем в течение импульса сигнала U< счетчик 6 просчитывает импульсы, поступающие с выхода логического элемента И 5, а во время паузы сигнала U4 счетчик 6 сохраняет свое состояние неизменным.

Число просчитанных импульсов зависит от степени настройки компенса30 ции б

Для получения числа импульсов, соответствующего резонансной настройке, используются вторые логический элемент И 15 и счетчик 16 импульсов, который просчитывает число им уль- 35 сов за полупериод основной частоты.

Для этого на первый вход логического элемента И 15 подается сигнал U длительность импульсов которого равна длительности паузы, а на второй вход — импульсы с генератора 22 импульсов. Таким образом, второй счетчик 16 импульсов просчитывает число импульсов, соответствующие сдвигу на

180 эл.град. между напряжениями U „ 45 и U, . Второй счетчик 16 импульсов устанавливается в нулевое состояние блоком 21 установки нуля одновременно с первым счетчиком 6 импульсов.

Информация, накапливаемая в счетчиках после окончания счета обоими счетчиками» переписывается в два регистра 7 и 17 памяти. Для формирования импульса перезаписи используется логический элемент ИЛИ-НЕ 19, надва входа которого подаются сигналы U > и U . По переднему фронту сигнала

U на выходе логического элемента

76 4

ИЛИ-НЕ 19 с помощью блока 20 формирования записи форми. уется импульс обеспечивающий перезапись информации с выходов счетчиков 6 и 16 в соответствующие регистры 7 и 17 памяти. Таким образом, информация обновляется одновременно в обоих регистрах и хранится в течение одного периода основной частоты.

Для сравнения числа импульсов, просчитанных счетчиками 6 и 16, сначала с помощью двух соответствующих преобразователей 8 и 18 код †аналог информация из двоичного кода преобразуется в аналоговую, Для выполнения операции вычитания числа импульсов первого счетчика 6 из числа импульсов второго счетчика 16 аналоговый сигнал U с выхода первого преобраS зователя 8 код — аналог инвертируется инвертирующим усилителем 9 на противоположный по знаку и после этого складывается в сумматоре 10 с сигналом U, . Выходной сигнал сумматора

10, который при резонансной настройке равен нулю, при недокомпенсации положителен, а при перекомпенсации отрицателен, подается на вход блока 11 управления реактором и обусловливает соответствующее изменение индуктивности дугогасящего реактора 12: сохраняет ее неизменной, уменьшает или увеличивает.

При возникновении однофазного замыкания на землю или при повышении напряжения нейтрали U, больше 0,3

U орган 23 блокировки выдает сигнал запрета для блока 11 управления реактором, после этого индуктивность дугогасящего реактора 12 поддерживается неизменной до восстановления нормального режима работы электрической сети.

Рассмотренное автоматическое устройство может настраивать-как дугогасящие реакторы с подмагничиванием, так и плунжерные дугогасящие реакторы.

Интегрирующий запоминающий блок

24 (фиг.2) интегрирует сигнал U » поступающий с выхода сумматора 10. Выходной сигнал сумматора 10 возрастает при недокомгенсации, уменьшается при перекомпенсации, остается неизменным при резонансе и, проходя через функциональный блок 25 и усилитель 26 мощности, обусловливает соответствующее изменение тока подмаг1302376

20

45

55 ничивания I„ дугогасящего реактора

12. При однофазном замыкании на землю по сигналу, поступающему с органа

23 блокировки, блок 24 запоминает . свой выходной сигнал и сохраняет его неизменным до восстановления нормального режима работы электрической сети. Функциональный преобразователь

25 позволяет учитывать нелинейность вольт-амперных характеристик дугогасящего реактора с подмагничиванием и при возникновении однофазного замыкания на землю корректируют по сигналу от органа 23 блокировки настройку реактора. Усилитель 26 мощности обеспечивает усиление выходного сиг нала автоматического устройства до параметров, позволяющих регулировать индуктивность дугогасящего реактора с подмагничиванием.

Блок 33 задания зон нечувствительности (фиг.3) формируе +Uç Пз зон нечувствительности, абсолютная величина, которых при малых значениях напряжения нейтрали U пропорциональна ему, а в области резонансной настройки ограничена. Выходное напряжение U< сумматора 10 и напряжения

+U „ и -ОЗН зон нечувствительности подаются на входы двух компараторов 30

27 и 30. В области резонансной на,стройки реактора, когда напряжения эон нечувствительности по абсолютной величине больше сигнала U выходные сигналы компараторов 27 и 30 равны логическому нулю. При расстройке, когда сигнал U становится по абсолютной величине больше одного иэ напряжений зон нечувствительности, вы-. ходной сигнал соответствующего компаратора становится равным логической единице и, проходя через свой логический элемент И (28 или 31), с помощью своего релейного усилителя (29 или 32) запускает двигатель плунжерного дугогасящего реактора, обусловливая такое изменение зазора в магнитопроводе, что расстройка компенсации начинает уменьшаться. Как только сигнал U по абсолютной величине станет маньше напряжения зон нечувствительности, выходной сигнал компаратора станет равным нулю и двигатель остановится — в сети будет обеспечена резонансная или близкая к ней настройка компенсации. Орган 23 блокировки в нормальном режиме работы сети имеет выходной сигнал, равный логической единице, при этом разрешается прохождение сигналов через логические элементы И 28 и 31, а при возникновении однофазного замыкания на зеилю выходной сигнал становится равным логическому нулю, логические элементы И 28 и 31 блокируются и двигатель реактора находится в затормо4 женном состоянии до восстановления нормального режима работы сети.

Предлагаемое автоматическое устройство позволяет более точно получить информацию о настройке дугогасящего реактора, что в целом повышает эффективность компенсации и обеспечивает положительный экономический эффект.

Формула изобретения

Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора,, содержащее последовательно соединенные подключенный к датчику напряжения опорного напряжения фазосдвигающий блок, первый формирователь прямоугольных импульсов, счетный триггер, первые логический элемент И, счетчик импульсов, регистр памяти и преобразователь код — аналог, последовательно соединенные сумматор и блок управления реактором, выход которого подключен к управляющему входу дугогасящего реактора, последовательно соединенные подключенный к датчику напряжения нейтрали фильтр основной частоты и второй формирователь прямоугольных импульсов, выход которого подключен к второму входу счетного триггера, генератор импульсов, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента И, блок установки нуля, вход которого подключен к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов, а выход— к второму входу первого счетчика импульсов, блок формирования записи, выход которого подключен к второму входу первого регистра памяти, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности настройки компенсации и надежности работы электрической сети, в него введены последовательно соединенные вторые логический элемент И, счетчик импульсов, регистр памяти и преобразователь код — аналог, а также орган блокировки, логический элемент ИЛИ-НЕ и инвертирующий усилитель, причем орган блокировки включен между датчиком напряжения нейтрали и вторым входом

1302376 иг.

Фиг.Ф блока управпения реактором, логический элемент ИЛИ-ИЕ включен между выходом сч тного триггера и входом блока формирования записи, выход первого формирователя прямоугольных импульсов подключен к второму входу логического элемента ИЛИ-НЕ и первому входу второго логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход 10 блока установки нуля подключен к второму входу второго с етчика импульсов, выход блока формирования записи подключен к второму входу второго регистра памяти, инвертирующий усилитель включен между. выходом первого преобразователя код — аналог и первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго преобразователя код — аналог.

1302376

Ц49

Фиг. б

Составитель А.Озерецковский

Техред Л.Олейник Корректор С.Шекмар

Редактор Г.Волкова !

Заказ 1220/53 Тираж 619

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4