Устройство для измерения параметров электрической сети относительно земли

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для измерения емкостной проводимости относительно земли и степени расстройки компенсации в электрических сетях с компенсированной нейтралью при отсутствии однофазного замыкания на землю. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит трансформатор 1, дугогасящий реактор 2, трансформаторы тока 3 и напряжения 4 нулевой последовательности сети, орган 5 блокировки, заграждающие фильтры 7 и 15, фильтры 8 и 16 низких частот, полосовые фильтры 9 и 17, преобразователи 10 и 18 напряжения, блоки 11 и 12 деления, переключатель 13, измерительный блок 14, функциональные преобразователи 19 и 20, сумматор 21, элемент 22 сравнения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (11) (s1)s G 01 R 27/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 о 4 фь, (л

О (21) 4758720/24 (22) 15.11,89 (46) 07,10.92. Бюл. 1ч 37 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) О.А.Петров и И,А,Миронов (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1287040, кл. G 01 R 27/18, 1987. .2, Авторское свидетельство СССР

М 1357871, кл. G 01 R 27/18, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ QTНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для измерения емкостной проводимости относительно земли и степени расстройки компенсации в электрических сетях с компенсированной нейтралью при отсутствии однофазного замыкания на землю. Цель изобретения— повышение точности. Устройство содержит трансформатор 1, дугогасящий реактор 2, трансформаторы тока 3 и напряжения 4 нулевой последовательности сети, орган 5 блокировки, заграждающие фильтры 7 и 15, фильтры 8 и 16 низких частот, полосовые фильтры 9 и 17, преобразователи 10 и 18 напряжения, блоки 11 и 12 деления, переключатель 13, измерительный блок 14, функциональные преобразователи 19 и 20, сумматор 21, элемент 22 сравнения, 1 ил.

1767450

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области электрических сетей.

Устройство предназначено для измерения емкостной проводимости относительно земли и степени расстройки компенсации в электрических сетях с компенсированной нейтралью при отсутствии однофазного замыкания на землю (033), Известно устройство дл%;измерения емкостной проводимости сети (1), содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр, множитель, преобразователь напряжения, блок памяти и измерительный прибор, а также генератор оперативного тока, блоки задания и управления, элемент сравнения, ключи, Недостатками этого устройства являются узкие функциональные возможности— измерение только емкостной поверхности сети и ограниченная точность из-за использования,аналоговых блоков вычисления, в частности множителей, Наиболее близким по технической сущности устройством (прототипом) является устройство для измерения параметров электрической сети относительно земли (2), содержащее последовательно соединенные первые заграждающий фильтр и фильтр низких частот, последовательно соединенные первые управляемый усилитель, полосовой фильтр и преобразователь напряжения, последовательно соединенные вторые полосовой фильтр и преобразователь напряжения, последовательно соединенные подключаемый к трансформатору напряжения нулевой последовательности сети орган блокировки и генератор оперативного тока, подключенный к регулирующему органу дугогасящего реактора функциональный преобразователь, второй фильтр низких частот, последовательно соединенные первые блоки памяти, усилитель, сумматор, вторые усилитель, сумматор, управляемый усилитель, переключатель и измерительный прибор, последовательно соединенные третьи усилитель, сумматор, четвертые усилитель и сумматор, выход которого подключен к второму входу переключателя, последовательно соединенные второй управляемый усилитель, элемент сравнения и интегрирующий усилитель, а также вторые блок памяти и интегрирующий усилитель, шесть ключей и блок управления, который управляет этими ключами, два элемента сравнения, один из входов которых подключен на напряжение задания.

К недостаткам данного устройства относятся сравнительная сложность реализа40

45 число вйтков или ток подмагничивания) в величину, пропорциональную индуктивной

50 проводимости Ь дугогасящего реактора

5

35 ции с использованием множителей и интегрирующих усилителей и ограниченная точность в связи с применением аналоговых элементов.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

К существенным признакам изобретения относятся последовательно соединенные первый и второй блоки деления, а также второй функциональный преобразователь со связями.

Генератор оперативного тока может быть выполнен, например, в виде управляемого однофазного двухполупериодного преобразователя, а второй функциональный преобразователь — в виде множительного блока.

Блоки деления выполнены в виде цифрового устройства с аналого-цифровым и цифроаналоговыми преобразователями.

Они имеют два аналоговых входа для переменнь.х Х и У, аналоговый выход. Первый блок деления имеет еще третий вход для записи, т.е. перевода его в режим хранения информации, Орган блокировки представляет собой пороговое устройство t выдержкой времени на возврат при значительном уменьшении входного сигнала (восстановлении нормального режима сети). Преобразователи напряжения — это выпрямители со сглаживающими фильтрами, Генератор оперативного тока предназначен для введения в высоковольтную сеть оперативного тока непромышленной частоты fo, например 100 Гц. Орган блокировки разрешает работу устройства измерения в нормальном режиме сети и блокирует ее при однофазных замыканиях на землю в сети, запрещая работу генератора оперативного тока и переводя в режим хранения информации первый блок деления благодаря блокировке его генератора прямоугольных импульсов.

Первый функциональный преобразователь преобразует регулируемую величину дугогасящего реактора (немагнитный зазор, (при номинальном напряжении на нем или номинальном фазном напряжении сети), Второй функциональный преобразователь предназначен для корректировки величины Ь при изменении фазного напряжения сети (отклонении фазного напряжения сети от номинального), т.е, учитывает нелинейность вольт-амперных характеристик дугогасящего реактора.

;767450

15

Заграждаюшие фильтры подавляют составляющую r.„ ìûøëåííîé частоты во входных сигналах, а фильтры нйзких частот— составляющие выше частоты fo. Полосовые фильтры выделяют составляющие сигналов частоты fo, а преобразователи напряжения преобразуют их в пропорциональные напряжения постоянного тока, На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения параметров электрической сети относительно земли.

Устройство имеет силовой трансформатор 1, подключенный к электрической сети, дугогасящий реактор 2, трансформаторы 3 тока и 4 напряжения нулевой последовательности сети, орган 5 блокировки, заграждающие фильтры 7 и 15, фильтры 8 и 16 низких частот, полосовые фильтры 9 и 17, преобразователи 10 и 18 напряжения, блоки 11 и 12 деления, переключатель 13, измерительный прибор 14, функциональные преобразователи 19 и 20, сумматор 21 и элемент 22 сравнения.

К высоковольтной нейтрали силового трансформатора 1, подсоединенного к электрической сети, подключены последова-, тельно соединенные дугогасящий реактор (или однофазный согласующий трансформатор) 2 и трансформатор 3 тока, второй вывод которого подключен к земле. К вторичной обмотке трансформатора 4 напряжения нулевой последовательности сети, соединенной в разомкнутой треугольник, подключены последовательно соединенные орган 5 блокировки и генератор 6 оператив- ного тока, выход которого подключен к дополнительной обмотке дугогасящего реактора (вторичной обмотке однофазного согласующего трансформатора) 2. К входу органа 5 блокировки подключены последовательно соединенные первые заграждающий фильтр 7, фильтр 8 низких частот, паласовой фильтр 9, преобразователь 10 напряжения, блок 11 деления, второй блок

12 деления, переключатель 13 и измерительный прибор 14.

К вторичной обмотке трансформатора 3 тока подключены последовательно соединенные вторые заграждающий фильтр 15, фильтр 16 низких частот, полосовой фильтр

17 и преобразователь 18 напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого блока 11 деления, К регулирующему элементу дугогасящего реактора 2 подключены последовательно соединенные первый 19 и второй 20 функциональные преобразователи и сумматор

21, выход которого соединен с вторым входом второго блока 12 деления.

Выход второго преобразователя 18 напряжения через элемент 22 сравнения соединен с вторым (управляющим) входом генератора 6 оперативного тока, Второй вход элемента 22 сравнения подключен на напряжение задания Оз. Второй вход сумматора 21 соединен с выходом первого блока 11 деления и с вторым входом переключателя 13. Выход органа 5 блокировки соединен с третьим входом первого блока

11 деления. Второй вход второго функционального преобразователя 20 подключен к вторичной обмотке трансформатора 4 напряжения, соединенной в звезду.

В нормальном режиме сети генератор 6 создает оперативный ток loo частоты 4

Зтот ток !, протекает через обмотку компенсации дугогасящего реактора 2, трансформатор 3 тока, емкость (проводимость) сети относительно земли и первичную обмотку трансформатора 1. В результате на емкости сети появляется напряжение Uoo частоты fo. Это напряжение выделяется фильтрами 7 — 9 и преобразуется преобразователем 10 в напряжение постоянного тока.

Токовая составляющая 1Оо частоты fo через трансформатор 3 тока поступает на ана-. логичный канал устройства измерения (блоки 15 — 18), В результате на выходе второго преобразователя 18 напряжения имеем сигнал (напряжение) постоянного тока, пропорциональный току loo На выходе первого блока 11 деления получается сигнал, пропорциональный емкостной проводимости сети относительно земли

loo

bc= K1 - оо где K> = — — коэффициент пропорциональf

fo ности;

f u fo — частоты напряжения соответст- венно промышленная и оперативнаго тока.

Этот сигнал через переключатель 13 поступает на измерительный прибор 14;-.

На выходе функционального преобразователя 20 имеем сигнал, пропорциональный индуктивной проводимости Ь дугогасящего реактора 2 (при текущем фазном напряжении сети). На выходе сумматора 21 имеем разность Л Ь = bc — Ь, а на выходе второго блока 12 деления — величину, пропорциональную степени расстройки компенсации, ЛЬ Ь ч= =-1-—

Ос Ьс которая через переключатель 13 поступает на измерительный прибор 14, 1767450

Составитель О. Петров

Техред М.Моргентал Корректор Л. Ливринц

Редактор С, Кулакова

Заказ 3546 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

i" /f

При однофазных замыканиях на землю в сети устройство измерения блокируется, выдавая информацию о величинах предшествующего режима, При ОЗЗ напряжение на входе органа 5 блокировки резко возра- 5 стает, превышая его порог, и на его выходе появляется единичный логический сигнал, который переводит блок 11 деления в режим хранения информации и блокирует работу генератора 6 оперативного тока. После от- 10 ключения 033 с некоторой выдержкой времени на выходе органа 5 блокировки появляется нулевой логический сигнал, который разрешает работу блока 11 деления и генератора 6.оперативного тока, 15

Связь выхода преобразователя 18 напряжения с вторым входом генератора 6 оперативного тока через элемент 22 сравнения нужна для стабилизации тока частоты fp в сети, что позволяет повысить точность 20 и расширит диапазон измерения устройства.

Данное устройство измерения применимо и в сети с изолированной нейтралью, где вместо дугогасящего реактора к нейтра- 25 ли сети с целью измерения подключают однофазный согласующий трансформатор.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров 30 электрической сети относительно земли, содержащее пбследовательно соединенные первые заграждающий фильтр и фильтр низких частот, последовательно соединенные первые полосовой фильтр и преобразо- 35 ватель напряжения, последовательно соединенные вторые полосовой фильтр и преобразователь напряжения, последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения нулевой по- 40 следовательности сети орган блокировки и генератор оперативного тока, подключенный к регулирующему элементу дугогасящего реактора первый функциональный преобразователь, последовательно соединенные переключатель и измерительный прибор, а также второй фильтр низких частот, сумматор, второй выход которого соединен с вторым входом переключателя. элемент сравнения, первый вход которого подключен на напряжение задания, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены включенные между выходом первого преобразователя напряжения и первым входом переключателя последовательно соединенные первый и второй блоки деления, второй функциональный преобразователь, включенный между выходом первого функционального преобразователя и первым входом сумматора, второй заграждающий фильтр, включенный между вторичной обмоткой трансформатора тока, соединенного последовательно с дугогасящим реактором, и вторым фильтром низких частот, причем второй вход первого блока деления подключен к выходу второго преобразователя напряжения, второй вход второго блока деления соединен с выходом сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого блока деления, третий вход первого блока деления подключен к выходу органа блокировки, выход второго преобразователя напряжения соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого подключен к второму входу генератора оперативного тока, второй вход второго функционального преобразователя подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, соединенной в "звезду", выходы фильтров низких частот соединены с входами полосовых фильтров соответственно первых и вторых, вход первого заграждающего фильтра подключен к входу органа блокировки, выход генератора оперативного тока подключается к дополнительной обмотке дугогасящего реактора.