Фильтр токов нулевой последовательности

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах защиты от замыкания на землю. Цель изобретения - упрощение настройки и повышение чувствительности. Поскольку обмотки преобразователей 1 и 2 соединены последовательно, то для уменьшения U<SB POS="POST">нб</SB>. Достаточно, чтобы сумма двух величин равнялась нулю. Это условие выполняется, когда оба вектора равны по амплитуде и находятся в противофазе. Настройка по амплитуде осуществляется активными делителями на переменных резисторах 7 и 10, а настройка по фазе - фазоповоротными схемами, содержающими последовательно соединенные конденсатор 9 и резистор 8 или конденсатор 12 и резистор 11 путем изменения сопротивлений резисторов 8 или 11. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (!1) А1 (51) 5 Н 02 Н 3/16

1

l ь

Г

1 !:., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ДО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

flPH ГКНТ СССР

1 (21) 4343582/24-07 ,(22) 14.12.87 (46) 07.01.90. Бюл. У 1 (71) Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П. Горячкина (72) И.Г. Беляков, Р.Ш. Сагутдинов и И.Н. Ахмедов (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

I) 1084921, кл. Н 02 Н 3/16, 1982.

Авторское свидетельство СССР

9 253216, кл. Н 02 Н 3/16, 1985. (54) ФИЛЬТР ТОКОВ НУЛКВОЙ ПОСЛКДОВАТКЛЬНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в . устройствах защиты от замыкания на

2 землю; Цель изобретения - упрощение настройки и повышение чувствительности. Поскольку обмотки преобразователей 1 и 2 соединены последовательно, то для уменьшения U g дос1аточно, чтобы сумма двух величин равнялась нулю. Это условие выполняется, когда оба вектора равны по амплитуде и находятся в противофазе. Настройка по амплитуде осуществляется активными делителями на переменных резисторах 7 и 10, а настройка по фаэе— фаэоповоротными схемами, содержащими последовательно соединенные конденсатор 9 и резистор 8 или конденсатор

12 и резистор 11 путем изменения

Ф сопротивлений резисторов 8 или 11.

2 ил.

У !

1534598

Изобретение относится к технйке релейной защиты и противоаварийной автоматики энергетических установок, .повышению их надежности, а более конкретно к устройствам защиты и сигнализации замыканий на землю в сетях 6...35 кВ с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является упро щение настройки и повышение чувствительности.

На фиг. 1 показана схема фильтра токов нулевой последовательности; на фиг. 2 — векторная диаграмма, поясняющая работу схемы.

Фильтр токов нулевой последовательности для воздушной линии электропередачи содержит три индукционных преобразователя 1-3 тока, обмотки двух из которых соединены последовательно, расположенные каждый вблизи соответствующего токопровода 4-6 указанной линии. Соединенные после-, довательно обмотки двух преобразователей 1 и 2 тока подключены к нерегулируемым выводам второго резистора 7, один из нерегулируемых выво" дов второго переменного резистора 8 через первый конденсатор 9 соединен с одним из нерегулируемых выводов первого переменного резистора 2. Обмотка третьего преобразователя 3 подключена к нерегулируемым выводам третьего переменного резистора 10,,регулируемый вывод которого соединен с регулируемым выводом четвертого переменного резистора 11, один из нерегулируемых выводов четвертого переменного резистора 11 через второй конденсатор 12 соединен с одним из нерегулируемых выводов третьего переменного резистора t0. Общая точка первого конденсатора 9 и второго резистора 8 соединена с общей точкой второго конденсатора 12 и третьего резистора 10, а общая точка первого конденсатора 9 и первого резистора 7 и общая точка второго конденсатора 12 и четвертого резистора

11 являются выводами фильтра токов нулевой последовательности.

Предложенный фильтр токов нулевой последовательности работает следующим образом.

В нормальном режиме работы контролируемой линии электропередачи по проводам 4-6 протекают токи нагрузки соответственно

4 м

Т I sin(ut-120 ) (1)

Ть= I sin((at+120 ), KoTopb1s наводят B обмотках индукционных преобразователей ЭДС

Е,= Е + Е + Е с

Ед= Еай+ Еав+ Е с (2)

1О

Е = Ед+ Е з+ Е,, значения которых зависят от силы тока в проводах 4-6, расстояния между каждым проводом и каждым преобразователем 1-3, косинуса углов между. осями

15 каждого преобразователя и положительным направлением векторов магнитной индукции каждого тока (1), а также от конструктивных параметров индукционных преобразователей. тока.

Если при протекании по проводам

4-6 системы токов {1)

E)+ Е + Еэ 0 (3) схема будет работать как фильтр токов нулевой последовательности, так как в случае наложения на систему токов (1) емкостных токов замыкания на землю, на выходе схемы появится напряжение, пропорциональное значению тока нулевой последовательности.

В общем случае при протекании по проводам токов нагрузки (1) на выходе фильтра имеется напряжение небаланса

Б „р„(фиг. 2), которое определяется, неточностью установки, индукционных

35 преобразователей 1-3 тока относитель но проводов 4-6 контролируемой линии, а также технологическим разбро» сом конструктивных параметров преоб" разова гелей.

40 Для упрощения настройки фильтра токов нулевой последовательности, заключающейся в уменьшении 0@, а следовательно, для увеличения чувствительности фильтра обмотки преоб45 раэователей 1 и 2 соединены последовательно. Выходное напряжение объединенных преобразователей равно

Uq = Е» + К .

50 Упрощение настройки заключается

В ТОм, чтО для получения условия (3) достаточно, чтобы сумма двух; а не трех величин равнялась бы нулю д, + Е> О, что выполняется, когда о6а вектора равны по амплитуде и находятся в противофазе.

Настройка выходных величин U u

Е > по амплитуде осуществляется ак5 15345 тивными делителями напряжения на переменных резисторах 7 и 10 соответственно, а настройка по фазе — фазоповоротными схемами, содержащими последовательно соединенные конденсатор

9 и резистор 8 или конденсатор 12 и резистор 11 соответственно путем изменения сопротивлений соответственно резисторов 8 или 11. Настройка фильтра производится в следующей последовательности.

Пусть система ЭДС (2) преобразователей имеет вид, представленный на фиг. 2. Тогда напряжение небаланса определяется как сумма трех ЭДС преобразователей или как сумма U»q и Е

Пн = Е» + Е2. + Eg = U»2+ ЕУ °

Пусть U«> E>. Тогда необходимо изменить положение регулируемого вывода резистора 7 до тех пор пока амплитуда выходного напряжения на выходе активного делителя напря- 25 жения станет равным Г»2 = Е . Это приведет к уменьшению небаланса до

° t величины U ä = U»2 + Е (фиг. 2) °

Для дальнейшего уменьшения небалан-! са необходимо один из векторов Б»2 или F повернуть на угол k (фиг. 2).

Поворот вектора например U»2, осуществляется увеличением сопротивления переменного резистора 8. В этом случае напряжение на конденсаторе

9 уменьшается по известной зависимости U»"2 = U z cos eC, где с4

= arcing Е /х,ди для уменьшения небаланса необходимо изменить положение регулируемого вывода резистора

10 до такого положения, чтобы амплитуда его выводного напряжения

U> U . Путем последовательных

0 изменений сопротивлений переменных резисторов 8 и 10 можно добиться зна» чения небаланса U> = 0 (фиг. 2) .

Если при увеличении сопротивления переменного резистора 8 напряжение небаланса будет увеличиваться, та необходимо осуществить поворот вектора Е> путем увеличения сопротивления переменного резистора 11 на угол Ы., а затем перемещением регулируемого вывода резистора У умеиьпшть амплитуi I ду 0,2 до значения Е>, 55

Экспериментальные исследования показали, что предлагаемый фильтр токов нулевой последовательности прост

s настройке и в зависимости от при98

6 меняемых измерительных приборов напряжение небаланса может быть снижено до 0,5-1% до значения ЭДС любого преобразователя.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый фильтр токов нулевой последовательности обладает в 5-10 раз меньшим небалансом, что обуславливает повышение его чувствительности в 5-10 раз.

Формула изобретения

Фильтр токов нулевой последовательности для трехфазной воздушной линии электропередачи, содержащий три индукционных преобразователя тока для соответствующих токонроводов указанной линии электропередачи, к выходам которых подключены соответственно три переменных резистора, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью упрощения настройки и повышения чувствительности, обмотки двух индукционных преобразователей тока соединены последовательно между собой и подклю» чены к нерегулируемым выводам первого переменного резистора, регулируемый вывод которого соединен с регулируемым выводом второго переменного резистора, один иэ нерегулируемых выводов второго переменного резистора через первый вновь введенный конденсатор соединен с одним из нерегулируемых выводов первого переменного резистора, обмотка третьего индукционного преобразователя тока подключена к нерегулируемым выводам третьего переменного резистора, регулируемый вывод которого соединен с регулируемым выводом вновь введенного четвертого переменного резистора, один иэ нерегулируемых выводов четвертого переменного резистора через второй вновь введенный конденсатор соединен с одним.из нерегулируемых выводов третьего переменного резистора, причем общая точка первого конденсатора и второго переменного резистора соединена с общей точкой второго конденсатора и третьего переменного резистора, а общая точка первого конденсатора и первого переменного резистора и общая точка второго конденсатора и четвертого резистора соединены с выходными клеммами фильтра токов нулевой последовательности.

1534598

Составитель Л. Васькова

Техред Л.Сердюкова КорректорВ. Гирняк

Редактор Г. Гербер

Заказ 49 Тираж 467 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и.открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101