Устройство для защиты реактора статического тиристорного компенсатора

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты реакторов статических тиристорных компенсаторов. Целью изобретения является повышение чувствительности. Цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками тока и напряжения реактора, интеграторами, блоком деления, компаратором, элементами времени и исполнительным органом. В устройстве определяется и сравнивается с уставкой отношение среднего значения тока в реакторе к двойному интегралу напряжения на нем. Устройство позволяет повысить чувствительность защиты реактора в широком диапазоне углов регулирования статического тиристорного компенсатора. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИИ (б1) 4 Н 02 Н 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTQPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ rHHT СССР (21) 4360159/24-07 (22) 11.01.88 (46) 15.11.89, Вюл. 1!- 42 (71) Горьковское отделение Всесоюзного государственного проектно-изы скательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) С. М. Куцовский (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 413569, кл. Н 02 Н 7/04, 1970.

Агафонов В.П., Кузьменко В.A.

Стунель А. И. Определение неисправности статического тиристорного компенсатора с помощью защиты от небаланса. — Труды ВЭИ: Автоматическое регулирование и управление в энергосистемах. М.: Энергоиздат, 1983, с.73-76.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты реакторов, устанавливаемых в установках тиристорных статических компенсаторов (СТК) для регулирования реактивной мощности в сетях 351150 кВ, от всех видов внутренних повреждений..

Цель изобретения — повьппение чувствительности защиты реактора CTK.

Схема устройства приведена на фиг,1; на фиг,2 и 3 — эпюры,поясняющие его работу.

Устройство содержит датчик 1 тока (трансформатор тока) в цепи защи„„SU„„1522346 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭАЩИТЪ1 РЕАКТОРА

СТАТИЧЕСКОГО ТИРИСТОГНОГО КОМПЕНСА,ТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты реакторов статических тиристорных компенсаторов. Целью изобретения является повышение чувствительности. Пель достигается тем, что устройство снабжено датчиками тока и напряжения реактора, интеграторами, блока деления, компаратором элементами времени и исполнительным органом. В устройстве определяется и сравнивается с уставкой отношение среднего значения тока в реактор к двойному интегралу напряжения на нем.

Устройство позволяет повысить чувствительность зашиты реактора в широком диапазоне углов регулирования статического тиристорного компенсатора. 3 ил. щаемого реактора ?, подключенного к нейтрали через тиристорный ключ 3, а к сети 4 — через выключатель 5, датчик 6 и 7 напряжения (трансформаторы напряжения), дифференциальный усилитель 8, нуль-орган 9, первый, второй и третий интеграторы 10 — 12, блок деления 13 с двумя рабочими и одним управляющим входами, компаратор 14, пер вый элемент 15 времени с задержкой на срабатывание, элемент 16 времени с задержкой на возврат, второй элемент 17 времени с задержкой на сраб: тывание и исполнительный элемент 18.

1522346 то м

, 1, 3

Датчик 1 тока и датчики 6 и 7 на-! пряжения служа- для согласования уронней первичных и вторичных сигналов.

Дифференциальный усилитель 8 формирует напряжение, пропорциональное разности напряжений на вводах реактора 2.

Нуль-орган 9 формирует выходной сигнал высокого уровня при напичии 10 на входе ненулевого сигнала и выходной сигнал низкого уровня при нулевом сигнале — на входе. Интеграторы 10 — 12 с рабочим и управляющим входами формируют на выходе напряже- 15 ние, пропорциональное интегралу сигнала, поступающего на рабочий вход, при наличии на управляющем входе сигнала высокого уровня. При поступлении на управляющий вход интеграторов 20 сигнала низкого уровня происходит установление выходного напряжения на ноль.

Блок 13 деления формирует на выходе напряжение, пропорциональное отношению мгновенных значений сигналов, поступающих на его рабочие входы, если на управляющем входе присутствует сигнал высокого уровня. При поступлении на управляющий вход 13 сигнала низкого уровня на его выходе также устанавливается сигнал низкого уровня.

Компаратор 14 выполнен с двухпо- 35 лярным порогом и формирует на выходе сигнал высокого уровня в интервале

1 превышения входным сигналом уста1 новленного порога. Элемент 15 времени с задержкой на =рабатывание слу- 40 жит для задержки переднего фронта входного сигнала на время t,= 1 мс для исключения влияния импульсных помех.

Элемент времени 16 с задержкой на 45 возврат осуществляет расширение сигнала по заднему фронту на время Д ., =-.

=-10 мс, т,е„ до поступления сигнала срабатывания в следующем полупериоде.

Второй элемент 17 времени служит для 50 предотвращения ложных срабатываний под действием переходных процессов в элементах схемы. Он осуществляет задержку переднего фронта входного сигнала на время д t э 15 мс, которое выбирается большим длительности одиночного расширенного импульса с блока 16„

Исполнительный элемент 18 обеспечивает отключение выключателя 5 т цепи защищаемого реактора 2.

Устройство работает следующим образом.

Шунтирующий реактор 2 подключается к сети (при включенном выключателе 5) с помощью тиристорного ключа 3, управляемого от специального управляющего блока.

В некоторый момент времени (фиг.2 происходит включение тиристорного ключа 3 и начинается переходный процесс в активно-индуктивной цепи с реактором 2, причем в момент перехода тока через ноль тиристорный ключ выключается до поступления управляющего сигнала в следующем полупериоде.

Рабочий сигнал, пропорциональный текущему интегральному значению тока, формируется по каналу датчик 1 тока — первый интегратор 10 и поступает на первый вход блока деления 13

11ра6 1-(г-)<

"1 где i (t) — мгновенные значения тока через реактор; — момент включения тиристорного ключа в данном полупериоде.

На второй вход блока 13 деления подается тормозной сигнал, пропорцио. нальный интегральному значению тока, протекающего через неповрежденный реактор, который формируется как двойной интеграл на напряжения на реакторе: где Б(С) — мгновенные значения напряжения на реакторе, Сигнал, пропорциональный напряжению на реакторе U(t) формируется на выходе дифференциального усилителя 8, как разность напряжений от датчиков

7 и 6 низковольтного и высоковольтного вводов реактора, С выхода дифференциального усилителя 8 сигнал поступает последовательно на рабочие входы второго и третьего интеграторов 11 и 12, при "-,том на выходе последнего образуется сигнал, пропорциональиый текущему :значению двойного интеграла иэ напряжения на реакторе.

1522

Напряжение, пропорциональное отношению рабочего и тормозного сигналов с блока деления 13 поступает на компаратор 14, который срабатывает в

5 случае превышения двухполярным входным напряжением некоторого порога— уставки. После срабатывания компаратора 14 сигнал задерживается íà At.-=

1 — 1 мс на элементе 15 времени, после 10 чего расширяется на элементе 16 врезке ни на Л t =10 мс. Далее на элементе 7 времени осуществляется задержка сигнала на йt =15 мс. Если происходит срабатывание компаратора 14 в двух )5 последовательных полупериодах, то длительность сигнала иа выходе элемента 16 времени составит примерно

20 мс„ что превышает время задержки

ЛС 3 = 15 мс на элементе 17 времени и сигнал проходит на исполнительный орган, вызывая его срабатывание. В каждом полупериоде в интервале выключенного состояния тиристорного ключа на выходе нуль-органа 9 фор- 25 мируется сигнал низкого уровня, что обеспечивает возврат интеграторов

10 — 12 в нулевое состояние к началу следующего полупериода, чем предотвращается накопление погрешно- g стей.

Одновременно сигнал низкого уровня с нуль-органа 9 поступает на управляющий вход блока 13 деления, на выходе которого также устанавливается сигнал низкого уровня.

В нормальном режиме (фиг.2) при исправном реакторе значения U О и р практически одинаковы, на выходе блока 13 деления формируется сигнал, пропорциональный единице, и компаратор 14, а следовательно, и исполнительный орган 18 не срабатывают.

При повреждении обмотки (фиг.3) реактора происходит уменьшение его полного сопротивления и увеличение тока через реактор и его среднего значения U „, при этом среднее знарр Ф чение моделируемого тока исправного реактора U, либо остается неизменным, либо уменьшается. Поэтому значение отношения на выходе блока 13 деления в каждом полупериоде превышает порог срабатывания компаратора

14, в результате чего сработают элементы 15 — 17 времени и исполнительный орган 18 защиты. С увеличением угла включения тиристорного ключа 3

346 6 величины U „„g и U „ уменьшаются одновременно таким образом, что их отношение остается неизменньм, В результате этого обеспечивается неза.виси юсть чувствительности устройстваа от угла включения реактора в широком диапазоне его изменения.

Использование устройства позволяет повысить чувствительность защиты реакторов СТК.

Кроме того, устройство обеспечивает ".ê èæåíèå перегрузки тири:торного ключа при повреждениях в реакторе как по уровню аварийных токоь, так и по длительности их протекания, в результате чего увеличивается срок службы входящих р, ключ тирисTop0D, Формула изобретения

Устройство для защиты реактора статического тиристорного компенсатора, содержащее датчики напряжения с первичными вь.водами для подключения к высоковольтному и низковольтному вводам реактора, вторичные выводы датчиков напряжения подк :ючены к соответствующим входам дифференциального усилителя, датчик тока в цепи реактора, вывод которого подкл.очен к входу первого интегратора и входу нуль-органа, выход которого подключен к управляющему входу первого интегратора, компаратор, выход которого подключен к входу первого элемента времени с задержкой на срабатывание, и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, выход нуль-органа подключен к управляющим входам вновь введенных второго, третьего интегратора и блока деления, выход дифференциального усилителя через последовательно соединенные второй и третий интеграторы подключен к первому рабочему входу блока деления, второй рабочий вход которого подключен к выходу пер" вого интегратора, выход блока деления соединен с входом компаратора, а выход первого элемента времени — с задержкой на срабатывание, выход которого через вновь введенные элемент времени с задержкой на возврат и второй элемент времени с задержкой на срабатывание подключен к входу исполнительного элемента.

1522346

ЩЯЯЯ

Составитель С. Балашов

Техрсд Д„Сердокова Корректор Л.Пата

1 едактор М, Недолуженко

Заказ 6975/53 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

П(роизводстэенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул:. Гагарина, 101