Устройство для определения знака расстройки компенсации тока замыкания на землю
Изобретение относится к ч. И Ктр/о-як ргетике и .может быть нримеиено в высоково.1ьтиых э.чектрически.х сс-тих с комппк-ацней емкостных токов д.1я настройки дуго- racHHUi.x реакторов со стуиенча1Ь 1 регу. рованием на требуемый режнм комненсацни емкостны.х токов замыкания на зем.ио. Ие.и. - илизинение точности и улучн1енне функционирования . Работа устройства основана на о|||)еделеиии зиака ())азы .между напряжением смешения нейтра.чн, и(),|учаемо|Ч) путем его и: ме 1ения ирн отк.иоченном раз ьедннп геле 11, и тока, нротекающск в цени реакгора. ко1 да раз ьединитс,1ь 1 1 ;%,1()чеи. Знак рас стройки ко.миенсации (|.и1о:;иачио оире.че- .|яется ио знаку yi .ia между иаиряженис-м смешения нейтра,1И си. траисформатмра отиоси ге,-1ьио зем,1И HJMI отк.чючениом реакторе и током, возникаюни1м в реакторе ирн ei o подключении к нейт|)али гранс()орматора. При 1)азомкиутом раз ьедипите.че И нерек. початель нерево.аится -в но.чожеиие измерения напряжения смешепия, сиимасмок) с разомкнутого треугольиика Т|)а11сформа 1о ра 13. С помощью ре1-у,. 1ировки фазоново- pcjTHOi o блока добиваюгся установки и ;MV рите, 1ьиого прибора на ну. 1евую (. Затем нереключате. и. 2 не)1 водигся и рг жим измерения тока реакгора Но показанию изме)ите, 1ьиого прибора OIIJHMI - ляют знак. paccTpoiiKH компенсации. Па с.чучай возиикновення .чам)1кання на лю нредусмотреп oi раннчите. сигиа.-|а 4. .аши1цаюи1ий с()и.) а. 3 и.|. о (Л
С Qd COBETCV(j> X
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ:> е РЕСПУБЛИН
„„SU„„ I 417101
А1 (Я) 4 Н 0 }1 9>(!
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. х G
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4191997/24-07 (22) 04.02.87 (46) 15.08.88. Бюл. J¹ 30 (71) Чувашский госу.!арственный университет им. И. H. Ульянова (72) И. H. Степанов и H. А. Щсг(рии (53) 621.316.925(088.8) (56) АвтореKoc св)(детсльст(3« СССР
¹ 547894.
Электрические стан(щи, 1!)78, № 1, с. 63-66. (54) УСТР01!(.ТВО:};1 Я 011Р} ., }1 ., 1Г}1ИЯ
ЗНАКА РАСС 1 РО}х!КИ КО.Ч!11:.}1(: Xl}}} }
ТОКА ЗАМЫКA}11!Я НА:З}>,Ч, 1f() (57) Изобретение Отно(итс)1 к >л(кгр )!!ергстике и может быть ирименещ> H 1>ы(«коВО, I I>TII hf X ЭЛ(КТРИ Ч<. СV H Х ((Г)1, (Ii(>»1I < И (»вЂ”
Цяей С МКОСTHI>IХ ТОКОВ Л.(Я f1
О! 1 f ) (. т (х1 (. I I 13 Н; 3 H» K K, (< и» 11 Р Я ж (l l H (. » I см<. II((1! Ия 11(итра. (и, 11«, 13 111(i><)1 О их (< (l . > изм(РеииЯ ИРи <>гli.tf() 1(1!11«м Разь ;IHIIHI<.,1(11, 1 1 !Iii, il«
11ри разомкнутом р((зьс. (и иитсле 1 f:I(pcv1 Io а т(х! ь и < f) (. Âo,"(H тс я В I I «. l o æ (. I I H (H: 3 и (рения напряжения см(щения, <и(им»(м< I «с
Р «1 3 о м к и х т О Г О т Р е >> 1 О I I > H H K
Il«K»3»I!HI« измерит("(ЬИОГО I! рибор» < lift (.1(,>(и (От 3 и а к. р а (СТ f> « it li H K «
3dllLHlllHlOlliHH фи.!ьгр 5).,> и. I, 14
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено в высоковольтных электрических сетях с компенсацией емкостных токов для настройки дугогасящих реакторов со ступенчатым регу.лированием на требуемый режим компенсации емкостных токов замыкания на землю.
Цель изобретения — повышение точности.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — 4 эквивалентная схема трехфазной сети и соответствующие ей векторные диаграммы, построенные для случаев недокомпенсации и перекомпенсации тока замыкания на землю; на фиг. 5 — — принципиальная схема устройства, пример исполнения.
Устройство содержит датчик 1 тока, переключатель 2, фазоповоротный блок 3, ограничитель 4 сигнала, фильтр 5 основной гармоники, усилители-формирователи 6 и 7, фазочувствительный орган 8 и магнитоэлектрический прибор 9. Датчик тока включен в цепь реактора 10, соединенного через разьединитель 11 с нейтралью силового трансформатора 12, фазоповоротный блок 3 и один вход переключателя 2 подключены к вторичным обмоткам измерительного трансформатора 13 напряжения, питающегося от высоковольтной сети.
Работа устройства основана на определении знака фазы между напряжением смещения нейтрали, получаемого путем его измерения при отключенном разъединителе
11, и тока, протекающего в цепи реактора, когда разъединитель 11 включен. Известно, что расстройка характеризуется значением коэффициента расстройки где С вЂ” — результирующая емкость фаз сети относительно земли;
1 — индуктивность дугогасягцего реактора.
Из векторных диаграмм на фиг. 3 тангенс угла между напряжением смещения нейтрали силового трансформатора относительно земли при отключенном реакторе (напряжением холостого хода) Up и током 1, возникающим в реакторе при его подключении к нейтрали трансформатора (включение на напряжение холостого хода), равен мiЕ wc
1ЯЧ вЂ” R+ Р (2) где R --- результирующее активное сопротивление сети относительно земли;
R. — активное сопротивление реактора.
Выразив из (1) юс и подставив его в (2), получаем ! рр = Осо1./К + К„= КО, (3) где коэффициент К вЂ” — положительное число, не влияющее на знак расстройки.
Следовательно, знак угла р однозначно и точно определяет знак расстройки: ом17101
10 !
55 пенсации V.. При этом, как видно из выражения (3), не нужно знать активные потери в дугогасяшем реакторе. Определение знака угла р в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.
При разомкнутом разъединителе 11 переключатель 2 переводится в положение измерения напряжения смещения Uo, снимаемого с разомкнутого треугольника трансформатора 13. Это напряжение через переключатель 2 и ограничитель 4 сигнала подается на фильтр 5 основной гармоники, который выделяет сигнал промышленной частоты о и усиливает его. На фазоповоротный блок 3 поступают сигналы с обмоток, соединенных в звезду, трансформатора 13. С выхода фазоповоротного блока 3 и фильтра 5 соответствуюгцие напряжения подаются на усилители-формирователи 6 и 7, которые преобразуют эти сигналы в прямоугольные импульсы одинакового уров я. С выхода формирователей прямоугольные импульсы поступают на фазочувствительный орган 8, к выходу которого подсединен измерительный прибор 9. С помощью регулировки фазоповоротного блока обеспечивают установку измерительного прибора на нулевую отметку. При этом вектор напряжения на выходе фазоповоротного блока U опережает напряжение Гп на зт/2. Затем включается раз.ьединитель 11 и переключатель 2 переводится в режим измерения фазы тока реактора.
По показанию измерительного прибора, указатель которого отклоняется в ту или иную сторону, определяют знак расстройки компенсации. На случай возникновения замыкания на землю предусмотрен ограничитель 4 сигнала, защищающий фильтр 5.
На фиг. 5 приведен пример реализации устройства на типовых элементах. Фазоповоротный блок выполнен на двухсекционном переключателе 14, трансформаторе 15, переменном сопротивлении 16 и конденсаторе 17. Он позволяет устанавливать вектор выходного напряжения в пределах 0—
360 . Ограничитель сигнала содержит резистор 18 и двуханодный стабилитрон 19.
Фильтр основной гармоники выполнен с применением операционного усилителя 20, охваченного частотно-зависимой обратной связью.
Он позволяет в отличие от известного устройства повысить добротность и чувствительность предлагаемого устройства. Усилители-формирователи выполнены еа операционных усилителях 21 и 22 и охвачены положительной обратной связью. Для формирования импульсов одной полярности предусмотрена схема их выделения с помощью диодов 23- -25 и резисторов 26 — 28. Фазочувствительный орган выполнен с применением логического элемента ИСКЛЮЧАЮ1ЦЕЕ ИЛИ 29 и компаратора 30, преобразуюгцего однополярные импульсы в двухполярные. На выход компаратора подклюз (4 чен измерительный прибор с двухсторонней шкалой. В качестве датчика тока используется измерительный трансформатор тока.
Предлагаемое устройство характеризуется высокой точностью определения знака расстройки благодаря исключению влияния активных потерь в реакторе и применению усилителей-формирователей и активного фильтра, обеспечивающих работу устройства в широких пределах изменения напряжения смещения нейтрали, что существенно улучшает его функционирование.
Для настройки устройства не требуется проведения предварительных опытов замыкания на землю. При необходимости шкала измерительного прибора может быть отградуирована по величине расстройки компенсации, что позволяет ускорить процесс выбора требуемого режима.
Применение устройства, точно и эффективно устанавливающего требуемые режимы компенсации, способствует снижению отрицательных последствий однофазных замыканий и повышает в целом надежность систем электроснабжения.
ix!o!
Формула изобретения
Устройство для определения знака расстройки компенсации тока замыкания на землю, содержащее измерительный трансформатор напряжения, к обмотке которого, соединенной в звезду, подключен фазоповоротный блок, ограничитель сигнала, фильтр основной гармоники .ети, фазочувствительный орган, к выходу которого подключен магнитоэлектрический прибор, отличаюи<ееея тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя усилителями-формирователями, переключателем и датчиком тока дугогасящего реактора, причем вход первого усилителя-формирователя через фильтр основной гармоники, выполненный на активных элементах, и ограничитель сигнала соединен с выходом переключателя, первый вход которого соединен с выходом датчика тока дугогасящего реактора, а второй —с выходом обмоток трансформатора на20 пряжения, соединенных в разомкнутый треугольник, вход второго усилителя-формирователя подключен к выходу фазоповоротного блока, выходы усил ителей-формирователей соединены с входами фазочув ствительного органа.
/ cclC (, ъ (.>и >;и>и > > .,>, 1 (;> >>> >.;!>!
I t (,».»>1 i, О,tf 1е,(и; I I Hi(>t i Vt>f>f>r. >.i .1,» > > fii> » l it t>;t >, > »:(! l I < > и, i
1>1111111111 I » !; 1и ", и» и > и»»» и > и > и (> . (I > lilt;! . > I „!; l >! pt l i и: (, t I (itë.>. (I». r..t,i. .Ж (1, >::,, .; 1, fit>r>t tttti tt и< >tt< > и !и,>! (и ., .:i < !t " иъ. >>(и i. 4.. I. 11f>!> .,!
