Способ автоматической настройки дугогасящего реактора



Способ автоматической настройки дугогасящего реактора
Способ автоматической настройки дугогасящего реактора
Способ автоматической настройки дугогасящего реактора

 


Владельцы патента RU 2508584:

Долгополов Андрей Геннадьевич (RU)

Изобретение относится к устройствам компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью напряжением 6…35 кВ. Технический результат - повышение точности и быстродействия настройки ДГР, в том числе в режимах дуговых замыканий, при одновременном обеспечении синусоидальности тока. компенсации. Способ заключается в создании на нейтрали сети в нормальном режиме ее работы искусственного потенциала от генератора переменной непромышленной частоты и измерении параметров контура нулевой последовательности сети на основе найденной частоты резонанса фиксированной индуктивности реактора с емкостью сети, а в момент возникновения однофазного замыкания на землю - запоминании результата измерения, отключении генератора переменной частоты и резонансной настройке дугогасящего реактора в соответствии с результатом последнего измерения, дополняется тем, что в качестве дугогасящего реактора используют однофазный управляемый реактор трансформаторного типа с напряжениям короткого замыкания между обмотками 100%, а его резонансную настройку в режиме однофазного замыкания в соответствии с ранее найденным значением емкостного тока сети осуществляют подбором необходимого индуктивного сопротивления на выводах вторичной обмотки с помощью коммутатора и набора достаточного количества сопротивлений со значениями пропорционально первым числам степенного ряда 2n, которые могут подключаться к выводам вторичной обмотки реактора последовательно с возможностью шунтирования соответствующим ключом коммутатора любого из них. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности, к устройствам компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью напряжением 6…35 кВ, и может быть использовано для точного измерения ожидаемого емкостного тока замыкания на землю и последующей резонансной настройки дугогасящих реакторов (ДГР) в момент возникновения замыкания. Технический результат заключается в повышении точности и быстродействия настройки ДГР, в том числе в режимах дуговых замыканий, при одновременном обеспечении синусоидальности тока компенсации, упрощении и удешевлении конструкции реактора.

В настоящее время в качестве плавно и автоматически регулируемых дугогасящих реакторов для компенсации емкостных токов при однофазных замыканиях на землю (ОЗЗ) в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью применяются плунжерные реакторы и реакторы с подмагничиванием магнитопровода [1]. Преимуществами и существенными недостатками обладают те и другие, поэтому продолжаются разработки и исследования, направленные как на совершенствование существующих конструкций, так и на создание устройств иного принципа действия, в которых сочетались бы линейные характеристики и незначительный состав высших гармоник плунжерных реакторов с отсутствием движущихся элементов и быстродействием, характерным для ДГР с подмагничиванием.

В последние годы в высоковольтных электрических сетях в качестве трехфазных устройств регулирования реактивной мощности уже применяются как управляемые шунтирующие реакторы трансформаторного типа (УШРТ или реакторы с коммутацией магнитного потока), так и СТК или другие преобразовательные устройства с использованием тиристоров для плавного регулирования потребляемого тока [2].

Реакторы трансформаторного типа (или реакторы с коммутацией магнитного потока) представляют собой трехфазный трансформатор с увеличенным до 100% напряжением короткого замыкания между первичной и вторичной обмотками. При закорачивании вторичной обмотки потребляется номинальная реактивная мощность с номинальным током в первичной обмотке, а при размыкании вторичной обмотки мощность холостого хода близка к нулю и соответствует току холостого хода обычного трансформатора. Для плавного регулирования тока первичной обмотки и потребляемой реактивной мощности используются трехфазные тиристорные преобразователи на полную мощность реактора, подключенные к выводам вторичной обмотки. При работе с промежуточными значениями потребляемой мощности, когда тиристоры открыты часть периода частоты сети, в токе реактора возникают нечетные гармоники, для снижения которых применяются фильтры.

Поэтому эффективным представляется решение в виде ДГР на базе такого однофазного реактора (однофазный двухобмоточный трансформатор с напряжением к.з. между обмотками 100%) и с тиристорным преобразователем на выводах вторичной обмотки для плавной настройки тока компенсации. Однако при этом возникает целый ряд нерешенных технических проблем, которые перечислены ниже и могут быть решены с использованием предлагаемого изобретения:

- неудовлетворительный гармонический состав потребляемого тока ДГР, поскольку при обычных тиристорах с естественной коммутацией его искажения недопустимо высоки, а при использовании ШИМ-модуляции на высокой частоте возрастают потери, стоимость и коммутационные воздействия на вентили;

- невозможность применения широко используемых устройств измерения и регулирования плунжерных ДГР (подстройка по максимуму напряжения нейтрали) или подмагничиваемых ДГР (система автоматической настройки компенсации типа САНК с поиском резонансной частоты), поскольку при отсутствии замыкания на землю и соответствующего тока через преобразователь его вентили находятся в неопределенном полупроводящем состоянии с нестабильным сопротивлением в цепи вторичной обмотки реактора;

- по этой же причине ДГР на основе однофазного УШРТ (или управляемого реактора с коммутацией магнитного потока) не обеспечивает точной компенсации в режимах одиночных повторяющихся ОЗЗ с малой продолжительностью (до одного периода) и большой скважностью, поскольку в отличие от плунжерного реактора однозначной фиксированной индуктивности в первый момент ОЗЗ такой реактор не имеет;

- отсутствие резервирования и надежной защиты от перенапряжений управляемого полупроводникового преобразователя, обеспечивающего регулирование тока компенсации, что снижает надежность устройства в целом;

- невозможность выявления поврежденного фидера в режиме ОЗЗ наиболее простым способом с применением существующих максимальных токовых защит.

Целью заявленного изобретения является обеспечение точного измерения емкости сети и последующее автоматическое управление дугогасящим реактором в режиме однофазного замыкания с заданной точностью при обеспечении быстродействия, синусоидальности тока реактора и упрощения его конструкции по сравнению с трехфазными УШРТ, управляемыми тиристорными преобразователями большой мощности, габаритов и стоимости.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ управления дугогасящим реактором с подмагничиванием с помощью системы автоматической настройки компенсации (САНК), которая в нормальных режимах работы сети обеспечивает регулярное измерение емкостного тока путем сканирования нейтрали генератором переменной частоты при стабилизированном подмагничивании ДГР, а в режиме ОЗЗ воздействием своего регулятора на углы управления тиристорным преобразователем переводит реактор на режим точной компенсации с заданным значением тока [3]. Однако и такие системы автоматической компенсации тока ОЗЗ не лишены некоторых из перечисленных выше недостатков, в частности, им присуща несинусоидальность тока компенсации и значительная погрешность компенсации в режимах дуговых замыканий с большой скважностью, обусловленная инерционностью таких реакторов, а также перерегулированием и колебательностью интегрального канала регулятора.

Указанная выше цель и технический результат достигаются в предполагаемом изобретении тем, что способ автоматической настройки дугогасящего реактора, включенного в нейтраль питающего трансформатора, заключающийся в создании на нейтрали сети в нормальном режиме ее работы искусственного потенциала от генератора переменной непромышленной частоты и измерении параметров контура нулевой последовательности сети на основе найденной частоты резонанса фиксированной индуктивности реактора с емкостью сети по формуле:

I з а м = ( I д г р + I б а з ) ( f 50 f p ) 2 , где

Iзам - ожидаемый емкостной ток при металлическом однофазном замыкании на землю;

Iдгр - известная величина тока дугогасящего реактора на данной секции шин;

Iбаз - известная величина тока параллельно включенного нерегулируемого базового дугогасящего реактора (при его отсутствии это значение равно нулю);

f50 - номинальная промышленная частота сети (для России 50 Гц);

fp - найденная частота резонанса индуктивности подключенных дугогасящих реакторов с текущей емкостью сети на землю; а в момент возникновения однофазного замыкания на землю -запоминании результата измерения, отключении генератора переменной частоты и резонансной настройке дугогасящего реактора в соответствии с результатом последнего измерения, дополняется тем, что в качестве дугогасящего реактора используется однофазный управляемый реактор трансформаторного типа с напряжениям короткого замыкания между обмотками 100%, а его резонансная настройка в режиме однофазного замыкания в соответствии с ранее найденным значением емкостного тока сети осуществляется подбором необходимого индуктивного сопротивления на выводах вторичной обмотки с помощью коммутатора и набора достаточного количества сопротивлений со значениями пропорционально первым числам степенного ряда 2n, которые могут подключаться к выводам вторичной обмотки реактора последовательно с возможностью шунтирования соответствующим ключом коммутатора любого из них, либо параллельно с возможностью подключения соответствующими ключами коммутатора требуемого по величине набора сопротивлений, при этом фиксированная величина индуктивного сопротивления реактора для измерения емкостного тока сети в нормальном режиме ее работы обеспечивается тем же коммутатором путем замыкания вторичной обмотки реактора накоротко либо на заданное индуктивное сопротивление, а возможность селективного действия максимальных токовых защит в момент возникновения ОЗЗ обеспечивается тем же коммутатором благодаря кратковременной перекомпенсации при короткозамкнутой вторичной обмотке либо за счет активной составляющей тока реактора при кратковременном подключении к выводам вторичной обмотки активного сопротивления.

Для пояснения заявленного способа на фиг.1 приведена структурная функциональная схема дугогасящего реактора на основе реактора с коммутацией магнитного потока 2 (однофазного УШРТ), подключенного к сети с изолированной нейтралью через трансформатор присоединения 1. Сеть напряжением 6, 10 или 35 кВ, в общем случае смешанная (воздушно-кабельная) имеет распределенную емкость на землю, которую необходимо компенсировать с помощью ДГР для минимизации тока однофазного замыкания на землю.

Первая из технических проблем - синусоидальность тока ДГР, - может быть решена тремя различными способами, первые два из которых подразумевают управление реактором с помощью полупроводникового преобразователя (ПП) на выводах вторичной обмотки:

- традиционным применением фильтра наиболее мощных нечетных канонических гармоник (3, 5, 7), подключенного на вторичную обмотку ДГР параллельно ПП;

- использованием в ПП полностью запираемых высокочастотных тиристоров или транзисторов для формирования широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) синусоидальной кривой тока без применения фильтров;

- отказом от непрерывного плавного регулирования изменением угла управления полупроводникового преобразователя с использованием вместо этого коммутации набора индуктивных сопротивлений на выводах вторичной обмотки.

Использование фильтров наиболее мощных нечетных гармоник - наиболее простое, проверенное в иных применениях, а значит и надежное решение. В частности, именно фильтры 5-7 гармоник применяются в уже находящихся в эксплуатации УШРТ напряжением 110 и 400 кВ, а также в традиционных СТК. Однако наиболее мощная третья гармоника и кратные ей исключаются из сетевого тока указанных устройств схемным путем, например, соединением в треугольник вторичных обмоток трехфазной группы. Поэтому относительная потребная мощность фильтров для трехфазных устройств будет существенно ниже. Кроме того, такое решение для однофазного дугогасящего реактора означает усложнение и удорожание конструкции в целом за счет дополнительных фильтров мощностью порядка 30% от номинальной мощности ДГР, а в связи с этим и снижение регулировочного диапазона дугогасящего реактора, поскольку конденсаторная батарея фильтра выдает реактивную мощность на первой гармонике (основной частоты 50 Гц) и ток в цепь первичной обмотки.

Второй вариант с использованием полностью управляемых тиристоров или транзисторов, позволяющий обеспечить синусоидальность потребляемого тока за счет ШИМ, может оказаться существенно дороже первого, поскольку, например, силовые IGBT - модули в несколько раз превышают по стоимости обычные тиристорные ячейки преобразователей с естественной коммутацией. Кроме того, существенно возрастут активные потери с соответствующей добавкой активной составляющей в токе компенсации и необходимостью принятия более серьезных мер по охлаждению преобразователя. Такие модули по сравнению с обычными тиристорами допускают меньшие перегрузки по току и напряжению, поэтому необходима большая избыточность для резервирования и серьезные меры защиты от коммутационных перенапряжений.

Наиболее простым, а значит более дешевым и более надежным является третий вариант - регулирования ДГР величиной индуктивного сопротивления на выводах вторичной обмотки. При этом преобразователь (поз.3 фиг.1) заменяется набором индуктивных сопротивлений с коммутатором, управляемым САНК для заданной точности компенсации изменяющегося емкостного тока сети. Набор сопротивлений с выключателями на выводах вторичной обмотки может включаться параллельно (фиг.1-а), или последовательно (фиг.1-б). Второй вариант более предпочтителен по двум обстоятельствам - во-первых, нужное суммарное сопротивление подбирается простой арифметической суммой (линейно, а не в обратной зависимости, как при параллельном соединении), а во-вторых, дешунтирование любых сопротивлений для необходимого набора никогда не сопровождается полным разрывом обмотки и соответствующим перенапряжением на ее выводах и на коммутаторе.

Фиг.1. Подключение (а) или дешунтирование (б) ключами коммутатора необходимого набора индуктивных сопротивлений на выводах вторичной обмотки ДГР.

1 - трансформатор с выведенной нейтралью и вторичной обмоткой «треугольник» (либо фильтр нулевой последовательности типа ФМЗО) для подключения ДГР;

2 - однофазный трансформатор с напряжением к.з. 100% - электромагнитная часть ДГР с коммутацией магнитного потока;

3 - коммутатор на выводах вторичной обмотки ДГР с набором необходимого количества индуктивных сопротивлений (дросселей) и ключей, обеспечивающих параллельное (а) или последовательное (б) подключение нужного набора сопротивлений.

4 - система автоматического управления типа САНК, обеспечивающая режим постоянного измерения текущей емкости сети, выявления ОЗЗ, управления коммутатором.

Количество коммутируемых сопротивлений, кроме использования соответствующих различных значений в соответствии с выбранным алгоритмом САНК, можно дополнительно снизить сокращением регулировочного диапазона ДГР. Трехфазный УШРТ, как и УШР с подмагничиванием, имеет практическую глубину регулирования от холостого хода (1% номинального тока) до номинальной мощности (около ста или 1:100). И такой диапазон действительно необходим для трехфазных шунтирующих реакторов, непрерывно работающих в электрических сетях с переменной нагрузкой. Для компенсации емкостного тока в режимах ОЗЗ вполне достаточным диапазоном в большинстве случаев является 1:5, а для конкретных подстанций зачастую еще меньше. Соответственно, при глубине регулирования 50…80% от номинальной мощности с заданной точностью понадобится меньшее количество индуктивных сопротивлений и соответствующих ключей коммутатора.

ДГР с коммутацией магнитного потока (на основе однофазного УШРТ) функционирует в указанных выше схемных вариантах следующим образом. Все упомянутые ранее проблемы - текущего измерения емкостного тока сети, реагирования ДГР на одиночные замыкания, защиты от коммутационных перенапряжений, обеспечения селективного действия токовых защит, - решает подключенный к выводам вторичной обмотки реактора коммутатор 3 с набором индуктивных сопротивлений (дросселей), который в нормальных режимах работы сети держит постоянно включенной цепь с минимальным (нулевым) или близким к нему сопротивлением.

В обеих вариантах схемы в нормальном режиме работы сети САНК 4 непрерывно ведет измерение емкостного тока сети на основе сравнения текущей емкости сети с неизменной индуктивностью ДГР 2, определяемой постоянно включенным в этих режимах на выводах его вторичной обмотки с помощью коммутатора 3 минимальным (нулевым) сопротивлением. При этом САНК 4, как и в известном аналоге изобретения, своим генератором переменной частоты через сигнальную обмотку ДГР (либо через дополнительный маломощный трансформатор в цепи с минимальным сопротивлением) постоянно сканирует сеть и по максимуму напряжения нейтрали регулярно находит частоту резонанса известной и неизменной индуктивности реактора 2 с меняющейся при переключениях фидеров емкостью сети 6, 10 или 35 кВ.

Далее ожидаемый емкостной ток ОЗЗ и соответствующая уставка для коммутатора 3 определяется в САНК 4 по соотношению [3], вытекающему из равенства индуктивности ДГР 2 и емкости сети на найденной резонансной частоте, отличной от промышленной, и лежащей при минимальных шунтирующих сопротивлениях, подключенных коммутатором 3 к обмотке реактора 2, в диапазоне 60…90 Гц или более:

I у с т = ( ( I д г р + I б а з ) ( f 50 f p ) 2 I б а з ) , где

Iдгр - известная величина тока управляемого дугогасящего реактора на данной секции шин при фиксированном частичном или полном шунтировании его вторичной обмотки;

Iбаз - известная величина тока параллельно включенного нерегулируемого базового реактора (при его отсутствии это значение равно нулю);

f50 - номинальная промышленная частота сети (для России 50 Гц);

fp - наиденная частота резонанса индуктивности подключенных к секции реакторов с текущей емкостью сети на землю;

Iуст - найденная в САНК 4 уставка по току (и соответствующему индуктивному сопротивлению) для регулятора-коммутатора 3 управляемого дугогасящего реактора 2.

При возникновении любого 033, в том числе устойчивого металлического или дугового одиночного с малой длительностью и с большой скважностью, в первый момент ДГР 2 с зашун-тированной вторичной обмоткой имеет неизменную, близкую к номинальной, индуктивность и обеспечивает безинерционную компенсацию броска емкостного тока в первый период (полупериод). В это же время САНК 4 переходит из режима текущего измерения в режим регулирования, отключая генератор переменной частоты, переводя ток (индуктивность) ДГР 2 на нужное значение соответствующим набором сопротивлений с помощью коммутатора 3 в течение первого периода частоты сети (либо через заданный промежуток времени).

Обеспечение выявления поврежденного фидера (селективного действия обычных токовых защит) легко обеспечивается задержкой перехода с минимального шунтирующего сопротивления на требуемое, либо включением отдельной цепочки с активным сопротивлением в схемах фиг.1. Таким образом, коммутация вторичной обмотки рассмотренного ДГР накоротко или через активное сопротивление дает возможность выявления поврежденного фидера простыми токовыми защитами за счет перекомпенсации либо по кратковременной активной составляющей тока ОЗЗ от реактора.

В настоящее время выполнено математическое моделирование рассмотренных способов и алгоритмов управления ДГР на основе управляемого однофазного реактора с коммутацией магнитного потока. На фиг.2 приведены осциллограммы настройки ДГР дешунтированием последовательных сопротивлений в цепи вторичной обмотки (по схеме на фиг.1-6), которые подтверждают высокое быстродействие ДГР, синусоидальность тока компенсации и отсутствие перенапряжений при коммутации. Моделирование режимов ДГР выполнялось в программе НРАСТ, которая в течение многих лет используется для исследования управляемых реакторов.

Фиг.2. Осциллограммы токов и напряжений ДГР при настройке коммутацией индуктивных сопротивлений в цепи вторичной обмотки.

На осциллограммах сверху-вниз: ток ОЗЗ, емкостная составляющая тока ОЗЗ, ток компенсации ДГР, индукция в стержне магнитопровода ДГР, ток сопротивления в цепи вторичной обмотки, напряжение на ее выводах, напряжение на нейтрали (на ДГР).

В качестве коммутаторов с номинальными параметрами до 1000 В, 500 А может применяться широкий ряд выпускаемых устройств от вакуумных камер, элегазовых выключателей и модулей силовых транзисторов до автоматов и контакторов с дистанционным управлением.

Точность регулирования зависит от точности измерений САНК (погрешность не превышает 2%) и выбранного шага переключаемых дросселей, то есть их количества. Например, если взять семь дросселей на основе степенного ряда 2n со значениями 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 милигенри, позволяющими изменять сопротивление на выводах вторичной обмотки через 0,314 Ом от нуля до 40 Ом, то для ДГР мощностью 480 кВАр в сети 10 кВ получим регулировочную характеристику, приведенную на фиг.3.

Фиг.3. Зависимость тока ДГР от индуктивности дросселя на выводах вторичной обмотки

При нелинейной (обратнозависимой) регулировочной характеристике выбранный шаг в 0,001 мГн (или 0,314 Ом) позволяет обеспечить регулирование на самом крутом начальном участке с шагом около 2 А или с максимальной погрешностью в пределах 1,5%. Вместе с погрешностью измерения это означает для указанного реактора отклонение от резонансной настройки не более трех ампер при практическом отсутствии высших гармоник и активной составляющей в токе компенсации.

Количество дросселей с коммутаторами можно уменьшить до шести, если ограничить диапазон регулирования величиной 20 Ом (при минимальном емкостном токе 033 на секции как правило более 40% номинального тока ДГР) и далее до пяти (2, 4, 8, 16 и 32), если увеличить шаг настройки вдвое и соответственно увеличить максимально возможное отклонение тока реактора от заданной САНК уставки до плюс-минус двух ампер. При 4-х дросселях величиной 2, 4, 8 и 16 мГн располагаемый диапазон регулирования будет от 50 до 100%.

Следует заметить, что имеется и другой вариант алгоритма с переходом от очередного измерения емкостного тока сети к заданной на основе этого замера требуемой индуктивности ДГР до возникновения 033. Тогда перекоммутация для очередного набора дросселей будет происходить при отсутствии напряжения на реакторе и его вторичной обмотке, а при возникновении замыкания реактор сразу обеспечит режим точной компенсации. Однако в этом случае несколько усложняется режим измерения, поскольку после каждой перекоммутации дросселей очередной поиск резонансной частоты будет происходить с новой, хотя и также заранее определенной, индуктивностью реактора. При этом требуемый диапазон генератора переменной частоты будет шире с возможностью перехода в зону, близкую к частоте сети (50 Гц). В последнем случае потребуется переход на другое ближайшее сочетание дросселей с некоторой перекомпенсацией либо недокомпенсацией. В случае маловероятного совпадения очередного измерения с возникновением 033 переключение блокируется и ДГР вступает в работу с индуктивностью, установленной на основе предыдущего замера.

Здесь необходимо пояснить, что поиск резонансной частоты для измерения емкостного тока сети производится в САНК за время порядка 1,5…2 мин и повторяется непрерывно (либо с заданной регулярностью). Поиск осуществляется последовательным прохождением предполагаемого диапазона частоты резонанса (либо методом «золотого сечения») на фоне биения двух частот в получаемом сигнале напряжения смещения нейтрали сети - частоты сети 50 Гц (при обычном наличии некоторого «естественного» смещения нейтрали) и переменной частоты от зондирующего сеть генератора САНК. В зоне близких частот, если частота резонанса отличается от промышленной меньше, чем на 1 Гц, период биений стремится к бесконечности, увеличивая время и погрешность измерений. Поэтому алгоритм САНК предусматривает в таких случаях (при частотах резонанса плюс-минус 2 Гц от частоты сети) переход на другую индуктивность реактора в цикле измерений, соответствующую различию между частотами порядка 10 Гц. Таким образом, предлагаемый способ позволяет:

- создать высокотехнологичные устройства, позволяющие объединить положительные качества плунжерных и подмагничиваемых ДГР: линейность характеристик, синусоидальность тока, глубокий диапазон регулирования и быстродействие с одновременным отсутствием механических подвижных элементов, дорогих преобразователей и фильтров;

- коммутация вторичной обмотки ДГР накоротко, на индуктивное сопротивление либо с заданным временем на активное сопротивление дает возможности точного измерения емкости сети, правильной работы ДГР в режимах одиночных замыканий, защиты от коммутационных перенапряжений, селективной работы токовых защит нулевой последовательности, а при наличии необходимого набора индуктивных сопротивлений с коммутатором - точной настройки реактора в резонанс с емкостью сети без использования преобразователя;

- исключение мощных тиристорных преобразователей для регулирования тока компенсации упрощает и удешевляет конструкцию реактора, повышает его надежность, а также обеспечивает синусоидальность тока реактора во всем диапазоне нагрузок без применения фильтров.

Предлагаемый способ управления переключением индуктивных сопротивлений (дросселей) на выводах вторичной обмотки ДГР с коммутацией магнитного потока достаточно прост, надежен и при количестве таких дросселей с коммутаторами от 5 до 7 позволяет получить необходимую точность регулирования для реакторов мощностью от 300 до 840 кВАр и выше.

Литература:

1. Особенности дугогасящих реакторов с подмагничиванием и способы их совершенствования. Алиев Р.Г., Долгополов А.Г., Долгополов С.Г. Энергетик, №8, 2012 г.

2. Управляемые реакторы - Обзор технологий. Долгополов А.Г., Соколов С.Е. Новости Электротехники, №3 (75), 2012 г.

3. Долгополов А.Г. Способ автоматической настройки дугогасящего реактора. Патент РФ №2222857 Опубл. Бюл №3, 2004 г.

Способ автоматической настройки дугогасящего реактора, включенного в нейтраль питающего трансформатора, заключающийся в создании на нейтрали сети в нормальном режиме ее работы искусственного потенциала от генератора переменной непромышленной частоты и измерении параметров контура нулевой последовательности сети на основе найденной частоты резонанса фиксированной индуктивности реактора с емкостью сети по формуле:
I з а м = ( I д г р + I б а з ) ( f 50 f p ) 2 ,
где Iзам - ожидаемый емкостный ток при металлическом однофазном замыкании на землю;
Iдгр - известная величина тока дугогасящего реактора на данной секции шин;
Iбаз - известная величина тока параллельно включенного нерегулируемого базового дугогасящего реактора (при его отсутствии это значение равно нулю);
f50 - номинальная промышленная частота сети (для России 50 Гц);
fp - найденная частота резонанса индуктивности подключенных дугогасящих реакторов с текущей емкостью сети на землю;
а в момент возникновения однофазного замыкания на землю - запоминании результата измерения, отключении генератора переменной частоты и резонансной настройке дугогасящего реактора в соответствии с результатом последнего измерения, отличающийся тем, что в качестве дугогасящего реактора используют однофазный управляемый реактор трансформаторного типа с напряжением короткого замыкания между обмотками 100%, а его резонансную настройку в режиме однофазного замыкания в соответствии с ранее найденным значением емкостного тока сети осуществляют подбором необходимого индуктивного сопротивления на выводах вторичной обмотки с помощью коммутатора и набора достаточного количества сопротивлений со значениями пропорционально первым числам степенного ряда 2n, которые могут подключаться к выводам вторичной обмотки реактора последовательно с возможностью шунтирования соответствующим ключом коммутатора любого из них, либо параллельно с возможностью подключения соответствующими ключами коммутатора требуемого по величине набора сопротивлений, при этом фиксированная величина индуктивного сопротивления реактора для измерения емкостного тока сети в нормальном режиме ее работы обеспечивается тем же коммутатором путем замыкания вторичной обмотки реактора накоротко либо на заданное сопротивление, а возможность селективного действия максимальных токовых защит в момент возникновения ОЗЗ обеспечивается тем же коммутатором благодаря кратковременной перекомпенсации при короткозамкнутой вторичной обмотке либо за счет активной составляющей тока реактора при кратковременном подключении к выводам вторичной обмотки активного сопротивления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат - повышение искробезопасности.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и быстродействия.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю в сетях 6-35 кВ путем воздействия на индуктивность дугогасящего реактора, включенного в нейтраль питающего трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля и измерения сопротивления изоляции электрической сети с заземленной нейтралью. .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для обеспечения электробезопасности людей при эксплуатации погружных электронасосов и ддля защиты электронасосов от перегорания при работе в непогруженном в воду состоянии.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение стабильности и надежности системы защиты. При защите от замыкания на землю электрической машины, такой как генератор, вводимый сигнал с частотой fi подается на электрическую машину, чтобы создавать периодическое напряжение смещения на шине электрической машины. Оценивается ответный сигнал для идентификации замыкания. Частота вводимого сигнала адаптируется, то есть регулируется или выбирается в зависимости от системного параметра или системного свойства электрической машины, которые являются характерными для системного шума, взаимодействующего с ответным сигналом или накладывающегося на него. Таким образом, отказываются от выбора неизменной, заранее заданной частоты вводимого сигнала в пользу гибкого подхода, соответствующего самому последнему значению системного параметра электрической машины. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх