Устройство для автоматической компенсации напряжения несимметрии электрической сети

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к электрическим сетям. Оно предназначено для компенсированных электрических сетей напряжением 6-35 кВ и может быть использовано в воздушных и смешанных эл.сетях для резонансной настройки дугогасящих реакторов. Цель изобретения - повышение надежности работы компенсированной сети и улучшение качества процессов в ней. Если напряжение нейтрали больше заданного, .но менее граничного , то реверсивные счетчики 8 и 11 будут изменять свои состояния и через дешифраторы 9 и 12 и блок 10 управления ключами обеспечат переключение ключей 17 и 18. В результате будет изменяться величина и фаза вводимого в сеть напряжения и результирующее напряжеьше несимметрии сети, что определяет напряжение нейтрали. Если напряжение нейтрали станет меньше заданного, то на выходе преобразователя сигнал изменится и заблокирует прохождение счетных импульсов через логический элемент И 7. Счетчики будут хранить эту информацию. Если в сети изменится напряжение естественной несимметрии, то автоматическая система, работая в режиме обегания всех точек векторной диаг раммы, снизит напряжение нейтрали до заданной величины. 1 з .п . . сл с 4 со со ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4255157/24-07 (22),07,04.87 (46) 23.11.88. Вюл. Р 43 (71) Челябинский политехнический институт (72) О.А.Петров и А.Н.Хабаров (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1030913, кл. Н 02 J 3/18, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 609172, кл. Н 02 J 3/18, .1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

КОМПЕНСАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ kIECHMMETPHH

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим сетям. Оно предназначено для компенсированных электрических сетей напряжением 6-35 кВ и может быть использовано в воздушных и смешанных эл,сетях для резонансной настройки дугогасящих реакторов. Цель изобретения— повышение надежности работы компенси(511 4 Н 02 Н 9/08 Н 02 J 3/18 рованной сети и улучшение качесТва процессов в ней. Если напряжение нейтрали больше заданного,,но менее граяичного, то реверсивные счетчики 8 и 11 будут изменять свои состояния и через дешифраторы 9 и 12 и блок 10 управления ключами обеспечат переключение ключей 17 и 18. В результате будет изменяться величина и фаза вводимого в сеть напряжения и результирукщее напряжение несимметрии сети, что определяет напряжение нейтрали.

Если напряжение нейтрали станет меньше заданного, то на выходе преобразователя сигнал изменится и заблокирует прохождение счетных импульсов через логический элемент И 7. Счетчики будут хранить эту информацию.

Если в сети изменится напряжение естественной несимметрии, то автоматическая система, работая в режиме обегания всех точек векторной диаграммы, снизит напряжение нейтрали до s ад анной в еличины. 1 s . и . ф-лы,4ил .

1439701

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области электрических сетей, и предназначено для компенсированных сетей напряжением

6"35 КБ.

Цель изобретения — повыщение надежности работы компенсированной сети п улучшение качества процессов в ней. 10

На фиг.1 и 2 представлены функциональные схемы соответственно устройстна длч автоматической компенсации ,напр»же несимметрии электрической сети и преобразователя переменного 15 напряжения в напряжение постоянного уровня, на фиг.3 — схематичное изображение конструкции трансформатора для введения в сеть папряже:-ьпя исо куссттзенной нес мметрпп П иа фиг. 4 — 2p

1ф 9 векторная диаграмма напряжений, ха,рактеризующая работу этого трапе!1!Орьзатор а, К электрической сети (фпг.1) IIOgсоединен трехфазный тра»сформатор 1, 25 между высоконольтной»ейтралью которого и землей включецьз последоватег ьно соединен»ые дугогасящий реактор 2 и трансформатор 3 для нведенпя»апря>кенпя искусстненной»есимметрии, К 3p электрическоп сети также подключен трансформатор 4 напряжения, K обмотке напряжения нулевой последовательности ceIII трансформатора 4»апряжеппя подкюпочены последонательно соеди- не»ные фильтр 5 основ»ой частоты, первый преобразователь 6 »ереме»ного напряжения в напряжение постоянного уровня, логический элемент И 7, первый реверс»нный счетчик 8, первый дс-,1< шифратор 9 и блОк 10 управления ко»очами. Между вторым выходом перного ре версивного счет ика 8 и вторым входом блока.! О управления ключами включены последовательно соедине»ные вторые реверсивные счетчик 11 и де-. щифратор 12, Между вторым выходом и вторым входом (реверса) каждого из ренерсивных тчетчпкон 8 и 11 включеНы первый 13 и вторОй 14 триггеры нап1завлепий!, Между входом фильтра 5 ос»

»онной частоты и вторым входом ло!"II» ческого элемента И 7 включен второй преобразователь 15 перем,нного папояжения в напряжения постоянного уронг ня. 1(третьему входу гогического эле-!!е!!ТB И / ПОДкл!очен генератОр 16 счетных импульсов. Па вторые вхоДы: преобразователей 6 и 15 напряже»ия подаются I.à»pÿ>õe»IIÿ уставок соответственно U,ð и U>z от блока задаззия (»е показ а»), Первый и второй выходы блока 10 управления ключами подключены к уп" равля>ощим входам соо тв ет ств енно первой 17 и второй 18 групп ключей. Выходы (ныводь!) 19 и 20 тра»сформатора 3 подключены соответственно к ду" гогасящему реактору и земле. Выход

21 трансформатора 3 соединен,, например, с фазой k низковольтной сети.

Выходы группы 22 выходов через соответстнующие ключи первой группы 17 соединены с общей точкой, Выход 23 трансформатора 3 подключен к фазе Ь низковольтной сети. Выходы группы

24 выходов через соответствующие ключи второй группы 18 соединены со своей обшей точкой. Выходы 25 и 26 трансформатора 3 подключены соответсz eIIIIo к фазе с к. нулю той же сети. Преобразователь 6 или 15 переменпог0 »апряжеппя II спгпап постоянIIoIo урания содержит включенные меж- ду его первым входом и выходом посaepoIIeI eIII»Io соедишеь!>!ые пороговый орга» 27, счетчи.. 28 импульсов и дешифратор 29; Преобразователь содержит также пос»едовательно соединен»ые I O..Ie!>àòop 30 счет»ьтх импульсов II логпческий элемез,т И 31, второй вход которого подкл!оче» к второму выходу этого счетчика, второй вход порогоього органа 27 подключен к второму вход," преобразователя напряжения, На трех "терж»ях (фиг.З) четырехстержпевого магнито >р! вода 32 транс1>ормаrîðà 3 размещены фазные (дополпительньзе) обмoгки 33-35, Обмотки 33 и 34 име!от ответвления и IIO одной секции с от»От>зз!е»пями соответстненно 36 и 37. Поверх трек обмо:OII 33"

35 размещена четтзертая обмотка 38, выводы кото!.Ой подклю=ены соответственно к выходам 19 и ?0 тра»сформа тора 3. Четвертый стержень маг»ито" провода 32 свободе» от обмоток.

Крайние отнетвления секций 36 и 37 подкл!очены соотьетственно к вы хода!! 21 и 23 трансформатора 3. Все ответвления секции 36 и ответвления обмотки 33 подключено! к соответствуюIIIIIII выходам группы 22 выходов. Все ответвления секции 37 и ответвления

Обмотки 34 попки!оче>п,! к соответствующим:и„".:одам I-pyппы 24 вь!ходов. Один

14397 вывод (начало) обмотки 35 подсоединен. к выходу 25 трансформатора 3.

Концы обмоток 33-35 объединены и подключены к выходу 26 трансформатора 3.

Число секций обмоток 33 и,34 вообще может быть любым, приемлемым с технической точки зрения, в предлагаемом устройстве принято по одной 1О секции в каждой регулируемой обмотке.

К фазным обмоткам 33"35 (относи.тельно нуля низковольтной сети) трансформатора 3 прикладывается сим- 15 метричная трехфазная система напряже.ний. Если числа витков в этих обмотках одинаковы, то сумма трех магнитных потоков в стержнях магнитопровода 32 равна нулю и ЭДС в четвертой 2п обмотке также равна нулю. Если в одной из обмоток изменить число витков, то сумма трех магнитных готоков не будет равна нулю и в четвертом стержне магнитопровода возникает 25 результирующий магнитный поток (поток нулевой последовательности) .

Этот поток наведет в четверто. обмотке 38 ЭДС. Вел-,;чина ЭДС и ее фаза зависят от разности чисел витков 30 обмоток 33-35 трансформатора 3. Если зафиксировать числа витков обмоток

33 и 35 и секции 36 и-изменять число витков в обмотке 34 и секции 37, подключенной к фазе Ь, то вектор вводиI мого напряжения несимматрии Ун будет скользить по. линии, параллельной вектору фазного напряжения Ug (1-унк-, тирная линия на фиг.4). Если зафиксировать числа витков обмоток 34 и 35 4р и секции 37, а изменять число витков в обмотке 33 и секции 36, то вектор вводимого напряжения несимметрии будет скользить по линии, параллельной вектору фаэного напряжения U, 45

11, о -о Оао

На выходах преобразователей 6 н 15 напряжения будут единичные логические сигналы. От генератора 16 импульсов через логический элеменl 7 на счетный вход первого реверсивного счетчика 8 проходят прямоугольные импульсы. Реверсия ь .е счетчики изменяют свои состояния и через дешифраторы 9 и 12 и бло:, 10 управления ключами обеспечат переключение ключеи 17 и

18, В результате изменяются величина и фаза вводимого в сеть напряжения U„„ a результирующее напряжение несиммегрни сети U.», Последнее определяет напряжение нейтрали. Автоматическая система работает в режиме обегания всех точек векторной диаграммы по траектории, указанной на фиг,4. Сначала с по;:ощью реверсивного счетчика 8, декнфратора 9, блока

10 управления к. ..очами и группы 17 ключей происходит переключение всех ответвлений обмотки 33 и ее секции

36 трансформатора 3, подсоединенных к фазе е. низковольтной сети. Затем счетчик 8 реверсируется и благодаря реверсивному счетчику 11, дегжфратору 12, блок-" 10 управления ключами и группы ключей 18 происходит пере г:ючение на следующее ответвление (ступень) о"мотки 34 или ее секции 37. Далее ответя.-.ения обмотки 33 и ее секции 36 переключаются в обратном порядке и т,д. Если налряжение нейтрали Ug станет менее эацанного на выходе пеового преобразователя 6 сигнал изменится с единицы на нуль и заблокирует прохождение счетных импуль=ов через логический элемент И 7. Счетчики 8 и 11 будут хранить эту информацию, Если в сети изменится напряжение естественной несим- . метрии, то автоматическая система, работая аналогично описанному, снизит напряжение нейтрали до заданной

35 величины.

Пр-образователь 6 переменного напряжения при U, > Б„ работает так.

На выходе порогового органа 27 появПоэтому. переключая числа витков в обмотках 33 и 34 и соответствующих секциях 37 и 36 с помощью ключей 17 и 18, можно изменять величину и фазу вводимого напряжения несимметрии Й„„, которое может компенсировать напряжение естественной несимметрии сети.

U

Автоматическая система действует следующим образом.

ПУсть дугогасящий реактор 2 настроен в резонанс с сетью и, следовательно, напряжение нейтралн 1), максимально. Пусть оно болыпе заданного U„, не менее граничного 11,„, т.е.

1439701 ляются импульсы. Счетчик 28 сбрасыва- ется этими импульсами в нулевое состояние и поэтому на выходе дешифратора 29 будет единичный сигнал. Если

5 станет U, с U<» то на выходе порогового органа 27 напряжение станет .равным единице.1 Через логический элемент И 31 от генератора 30 проходят счетные импульсы, Счетчик 28 10 счигает до тех пор, пока на его вто-, ром выходе не появится нуль. Тогда па выходе дешифратора 29 также появится нуль> т.е. преобразователь 6 изменит свой выходной сигнал. Преоб- 15 разователь 15 переменного напряже-" апалогично, с той лищь раз1пгцей,. что при Ul, ñ U па выходе преобразователя 15 будет единичный ри Ц„ ) 14о — пулевой. 20

Поэтому при ацнофазном замыкании на землю, когда резка возрастает и ста1 навится примерно равным фазному нап-ряжению Б+, устройство блокируется в реверсивиые счетчики 8 и 11 хранят 25 предшествующую информацию., Применение предлагаемого устройства позволит снизить до допустимых значении напряжение несимметрии воздушных, смешанных электрических сетей и 30 обеспечить резонансную настройку дугогасящих реакторов, что существенно повысит надежность работы электрических сетей, Формул а изобретения ЗБ

1. Устройство для автоматической компенсации напряжения несимметрии электрической сети„содержащее дугагасящий реактор. Подключенный первым /О

40 выводом к зажиму для годключения к высоковольтному нулю силового трансформатора, трансформатор напряжения, подключенный к зажиму дпя подключения к сети трансформатор для введения .-э г1 б напряжения искусственной несимметрии одна. из обмоток которого включена между вторым выводам дугогасящего реактора и землей, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, чта, с цех ью повыше" ния надежности и улучшения качества процессов в компенсированной сети, и него введены последовательно соедгненные подключенный к обмотка пулевой последовательности трансформатора напряжения сети фильтр основной,частоты, первый преобразова гель переме ц1ого папряжения .в напряжение постоянного уровня, логический эле-мент И, первый реверсивный счетчик, первый дешифратор, блок управления ключами, последовательно соединенные вторые реверсивный счетчик и дешифр атор, а т акж е вто рай преоб раз ов атель переменного напряжения в напряжение постоянного уровня, два триггера направления, генератор счетных импульсов, две группы ключей, три дополнительные обмотки, две из которых имеют ответвления и секции с ответвлениями, обмотки расположены на соответствующих стержнях четырехстержневого магнитопровода трансформатора для введения в сеть напряжения искусствепной несимметрпи, причем первый вход второго реверсивного счетчика соединен с вторым выходом первого реверсивного счетчика, выходы второго дешифратора подключены к своим входам блока упраьления ключами, каждый из триггеров паправл .ния включен . *ежду вторым выходом и вторым входом соответствующего реверсивного счетчика, второй преобразователь геремепно" го напряжения включен между входом фильтра основной часто-..bE H BTopblM входом логического:лемента И, к тветьему входу кс горога подключен гепсратар счетных и.". †пульс, соответствующие выход11 блока управления ключами подключень к у правляющим входам первой и второй групп ключей, ответвления первой дополнительной обмотки и все ответвления ее секции через ключи первой группы саеп,:- еEib! с общей точкой, а последнее ответвление секции подключено к фазе, являющейся первой в порядке прямого .ередования фаз низковольтной сети, ответвления второй дополнительной обмотки и все ответвления ее секции через ключи второй группы соединены со своей общей точкой, а последнее отвевление секции подкл очечо и фазе, являющейся второй в порядке прямого чередазания фаз низкавольной сети, начало третьей дополнительной обмотки подключе Eî к фазе, являющейся третьей в порядке прямого чередования фаз низковольтной сети, концы трех дополнительных обмоток объединены и подключены к нулю низковольтной сети, а обмотка, включенная между д", гог сящим реактором и землей, намотана поверх трех дополните . EEbEx обмоток, 2. Устрой тво па п,1, отлич а— ю щ е е с я тем, что преобразова7 l4397 тель переменного напряжения в напряжение постоянного уровня содержит включеннь|е между его первым входом и

I выходом последовательно соединенные

5 пороговый орган, счетчик импульсов и дешифратор, последовательно соединен. ные генератор счетных импульсов и

oi 8 логический элемент И, причем второй вход последнего подключен к второму выходу счетчика импульсов, а выход " к второму (счетному) входу этого счетчика, второй вход noporoaoro органа подключен к второму входу преобразователя напряжения.

1439701

Составитель 0:Наказная

Техред A.Êðàa÷óê . Корректор М.Иаксимишинец

Редактор Л.Гратилло

Заказ 6086/54

Тираж 651

Подписное

Б11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4