Патент ссср 433591

 

ОПИСАНИЕп1тмыи

И ЗОБРЕТЕ И ИЯ

Союз Советских

Социалист,ииеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТБДЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 27 ° 03 ° 72 (21)I76822I/24-7 (51) М Кл. с присоединением заявки—

Н 02) 3/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам иэооретений и открытий (32) Приоритет—

Опубликован<25,06 ° 7Мюллетень Ме 23 (45).",Пата опубликования описанияО5е 07 ° 74 (53) тд1 62I ° 3 064 °

° 44.076,2(88.8) (72) Автор изобретения

А.П. Трухан

Институт электродинамики (71) Заявитель

РЕГУЛ 1ТТОР АВТО! 1АТИЧЕСКОИ НАСТРОЙКИ

ЛУГОГАСЯЩИХ РЕК <ТОРОВ

Изобретение относится к области распределения электрической энергии, в частности к устройствам камйенсации емкостных токов замыкания на землю в электрически сетях бе?0,35 кв.

Для настройки плавно регулируемых дугогасящих реакторов, компенсирующих токи замыкания йа землю, в электрических сетях широко йрименяются автоматические рсгуляторы которые обеспечивают оптимальный режим компенсации при изменениях конфигурации электрической сети. В кабельных сетях для этой цели обычно применяются автоматические регуляторы, основанные на измерении фазовых характеристик.

Однако для них характерна низкая помехоустойчивость, в результате чего происходят ложные срабатывания регулятора. При этом ухудшается точность регулирования режима компенсации. ) 2

«для повышения точности и помехоустойчивости в предлагаемом регуляторе к выходу фазочувствительного усилителя подключен ре5 гулятор трехпозиционного релерного усилителя, который имеет характеристику с двойной гистерезис ной петлей и регулирующие элементы для установки оптимальных па1о раметров релейного усилителя.При этом релейный усилитель выполнен бесконтактным по симметричной двухкаскадной схеме с положительной обратной связью в каждом пле15 че. Термическая устойчивость релейного усилителя обеспечивается включением на его входе ограничительной цепочки с двумя встречно включенными. стабилитронами. Применение указанного релейного усилителя позволяет отстроиться от стационарных случай ных помех.

Отстройка регулятора от нестационарных импульсных помех достигнута применением симметричного поляризованного интегрирующего устройства, которое выполнено в виде двух последовательно включенных интегрирующих цепочек„ резисторы которых шунтированы встречно включенными диодами, базы двух транзисторов через стабилитроны подключены к выводам конденсаторов, а эмиттеры — 1о к общеИ точке конденсаторов. В коллекторной цепи транзисторов включены два выходных пеле.

На фиг. I изображена схема предложенного регулятора; на фиг.

2 — диаграмма процессов релейного элемента при напряжении срабатывания реле ного элемента / ср. р. э., равном по величине выходному йапряжению фазочувствительного УсилителЯ У выб, вызываемому инерцией привода дугогасящего реактора; на фиг. 3 — то же, при

Фср.р.э. 2 У выб. na $ r. 4 25 то же с двойной гистерезисной петлей; на фиг. 5 — то же, с двойноИ гистерезисной петлей йри импульсной помехе; на фиг. б — диаг. рамма процессов в поляризованном интегрирующем устройстве и диаграммы напряжений на конденсаторах при воздействии импульсных помех.

Регулятор имеет входное устройство 2 регулятора ИАНК- 2м, которое содержит отсечку по найряжению / „, выполненную на поляризованном реле Pl которое запитано через выпрямительный мостик 4о

ДI, KOHTBKTbl КР этого реле включены в цепь согласующего трансформатора Тр .

Блок уставок 2 выполнен в виде фазосдвигающего моста с резистором RI и конденсатором С, которые включены на симметричную обмотку согласующего трансформатора Тр

Фильтр 3 выполнен по обычноИ двойноИ Т-образной звезде с резисторами 22, Я3, К и конденсаторами

С2 С3 С

Первый формирующиИ преобразователь 4 собран на транзисторе Т> с резонансным контуром в коллекторной pen : конденсатор С вЂ” первичная обмотка трансформатора Тр .

На входе формирующего преобразователя установлена защитная цепочка, выполненная на стабилитронах Д, 9! 4

Л и резисторе 25.

ФазовращающиИ мост 5 установки нуля собран на обычной мостовой схеме с резисторами 2б R„ и конденсаторами Сб, С>.

Второй формирующий преобразователь б выполнен на транзисторе

Т2 и трансформаторе Тр3 по схеме, аналогичной схеме первого формирующего преобразователя. Однако в отличие от трансформатора Тр2 трансформатор Тр содержит две симметричные вторичные обмотки, которые подключены ко входу фазочувствительного усилителя.

Фазочувствительный усилитель

7 собран по двухтактноИ симметричной трансформаторноИ схеме на транзисторах Т,, и T с ограничительными резис орамй 28, 2> (в цепи без транзисторов), трансформаторе Тр„ и на сглаживающих конденсатораХ С„СС, Цля выравнивания потенциалбв параллельно конденсаторам включены резисторы

RIOR RIIПоляризованный релейный усилитель 8 подключен к выходу фазочувствительного усилителя 7 и собран по симметричной двухкас- кадной схеме на транзисторах Т>, Тб в одном плече и транзисторах

Т, Т в другом. Величина положительной обратной связи между ка скадами и в плечах регулируется резисторами 2 2 К . Общая цепь смещения: диод и резистор К „ ,цля ограничения уровня сигнала фазочувствительного усилителя на входе релейного усилителя установлена цепочка со встречно включенными стабилитронами Л,,ц„ и резистором К Выходно напряжение переменно полярности снимается с коллекторов транзисторов Тб и Тц, Симметричное поляризованное интегрирующее устройство 9 выполнено в виде двух последовательно включенных интегрирующих цепочек: резистор RI, конденсатор GIO и резистор RID конденсатор С, причем параллельно резисторам интегрирующих цепочек подключены встречно включенные диоды Л и Дд. Напряжения с конI

43359 J

1 денсаторов С о и С через стабилитроны Д9 и IO поданы на базы выходных транзисторов Т9 и TI(), эмиттеры которых присоединены к общей точке конденсаторов. Между базами и эмиттерами транзисторов

Тс, и TTä установлены соответственно стабилитроны Д и Д .

В коллекторной цепи транзисторов

Т9 и Т о включены выходные исполнительные реле Р> и Р>, контакты

КР, КР которых управляют приводом дугогасящего реактора.

Регулятор работает следующим образом.

Z Напряжение К сигнала с трансформатора напряжейия, установленного параллельно дугогасящему реактору, поступает во входное устойство, которое выполняет две ункции: защитное отключение регулятора от сети при возникновении замыканий на землю; согласование и гальваническая развязка входной цепи регулятора с цепями вторичной коммутации.

Если напряжение на входе регулятора превысит установленный предельный уровень, стабилитрон Д открывается и срабатывает поляризованное реле Р>, которое своими контактами КР> размыкает выходную цепь регулятора. В нормальном режиме работы напряжение н через трансформатор Тр поступает на фазосдвигающиИ мост (резистор RI, конденсатор С>, в котором в зависимости от уставки настройки происходит сдвиг напряжения (f Ä по фазе. Далее напряжение Д „ фильтруется фильтр-пробкой третьей гармоники (резисторы Ы, R, R<, конденсаторы С,С, С ) и поступает на вход первого формирующего преобразователя. Формирующий преобразователь фильтрует гармоники и выдает на выходе синусоидальное напряжение, амплитуда которого не зависит от амплитуды входного напряжения.

Формирующий преобразователь работает следующим образом. Благодаря детектирующим свойствам перехода база — эмиттер транзистора

Т положительные полуволны входноI го напряжения образуются, а отрица5 тельные ограничиваются уровнем насыщения транзистора Т, который открывается отрицательными полуволнами, и в его коллекторной цепи вознйкают прямоугольные импульсы в фазе с коммутирующим напряжением. При этом в каждом периоде п ..ленноИ частоты возникает ударйое возбуждение резонансного контура в коллекторной цепи транзистора Т . При определенных соотношениях частоты коммутирующего напряжения, добротности и собственной резонансной частоты контура

15 на выходе трансформатора Тр> формируется синусоидальное напряжение промышленной частоты фаза которого определяется фазой коммутирующего напряжения, а его амплитуда

2о относительно не зависит от амплиту ды коммутирующего напряжения. Преобразованное напряжение / сдвигается по фазе фазовым мостом

25 уставки нуля (резисторы Rgq Rq конденсаторы С, С> и поступает на . второй формирующий преобразователь, которыИ компенсирует амплитудные изменения напряжения .Г, вызываемые изменением уставки последнего фазового моста. С выхода трансформатора ТрЭ напряжение сигнала поступает на фазочувствительныИ усилитель, на который также подается опорйое напряжение Д оп

В зависимости от соотношения фаз напряжений сигн " Von

4о выходе фазочувствительного усилителя возникает положительное, отрицательное или равное нулю выходное напряжение. При сдвиге фаз напря*ений U сигн. " Lt on. pe 45 ном 90, напряжение / фазочувствительного усилителя равняется нулю. Путем подбора фазы опорного напряжения и уставок фазовых мостов регулятор настраивается на эту точку при оптимальном режиме компенсации сети. В случае отклонения настройки компенсации от оптимальной на выходе фазочувствительного усилителя возникает напряжение соответствующей полярности, которое через ограничительную цепочку, резистор R-, стабилитроны Д5,Дб поступает на вход поляризованного релеИного усилителя. Если напряжение сигнала на входе релейного усилителя (релейного элемента) меньше напряжения его срабатывания /вх.р.э транзисторы Т5 и Т7 Отср.р-э крыты и соответственно транзисторы Тб и Т8 закрыты. В этом режиме

5 напояжение выхода релейного элемента К равно нулю, пос° ° кольку является суммой двух равных и противоположно направленных нап-,о ряжений коллектор-эмиттер транзисторов Тб и Тд. Когда напряжение

У х р э > ср с э закРывается, транзрстор первого каскада в соответствующем плече и открывается транзистор второго каскада, в то ж время режим другого плеча релейного элемента остается без изменений, при этом на Выходе релейного эле 20 мента возникает напряжение соответ; ствующей полярности, равное по Величине напряжению / „ другого плеча. Регулировкой резисторов ц трехпозиционныИ режим релейного эл( мента с гистерезисной характеристикой в каждом плече.

На фиг. 2 показана характеристика релейного элемента с напряже- зо /Вых P g = f ((,1 Вх P э с зоной нечувствительности +

Дср р при оптимальных условиян ср.р.э согласования зоны нечувствительно 35 . ти релейного элемента с постоянно1 времени привода дугогасящего реакUcp.p.à Увыб гдеУвыб

ВеЛИЧИНа измеНения ВЫХОДНОго Нап 4о ряжения фазочувствительного усилителя на линейном участке его фаэовой характеристики с момента отключения контактора до остановки двигателя привода дугогасящего реактора, По оси абсцисс на характе- 4 у напряжения" (вых

/ (/„) наложена типичная реализацря случайного процесса выходного напряжения <,азочувстви- 50 тельного усилителя в ункции вреКвых.ф.у

По оси ордИнат наложена последовательность случайных импульсов,бвых р э („ ), построеннан по реализации стационарного флуктуационного процесса / вых ф у (i ) и характеристике релеЙного элемента (см. фиг. 2). Следователь но, под воздействием флуктуационной помехи в моменты времени, 4ььы 7

Возникают случаИные импульсные срабатывания регулятора обеих полярностей, которые характеризуют низкую помехоустоИчивость системы автоматической настройки компенсации. При этом следует заметить, что ввиду оптимальных условиИ йастройки характеристики релейного элемента асср р

4 Д

cNcT8MB аВтоматического регулирования после каждого такого срабатывания сводит напряжение Ивы, ф () до нуля, т.е. точность регулирования компенсации остается достаточно высокой.

На фиг. = для тех же условий показаны процессы в релейном элементе при увеличеннор в два раза зоне нечувствительности ср р ср.р.э

= 2 / „О При атом удается отстроиться от случайных помех одной из полярностей, однако помехоустойчивость для другой полярности остается без изменения и, кроме того, возникает систематйческая ошибйа настройки компенсации, выражаемая величиной у ср р

Д б, т.е. ухудшается точность системы автоматического регулирования, Следовательно, увеличение зоны йечувствительности релейного элемента не приводит к положительному эффекту.

Па фиг. 4 показана диаграмма процессов в релейном элементе с двойной гистерезисной петлей аналогично фиг. 2,3 (в том же масштабе). Условия настройки релейного е"та Pср.р.э 5 Гвыб / выб. yOT„p.ç . Следовательно, при прочих равных условиях флуктуационная помеха на релейный

GJI8MGHT не воздействует, т.е. помехоустойчивость повышается, при этом точность регулированйя не ухудшается, хотя чувствительноств регулятора несколько уменьшается

У /ср. э, Увыб

Однако при нысокон добротности контура нулевой последовательности сети (большая крутизна фазовоИ характеристики) последнее обстоятельство вполне допустимо.

На фиг. 5 показана диаграмма процессов в релейном элементе для прочих равных условий при воздействии импульснои помехи с большой амплитудой. При этом в момент

43359!

- 3 воздействия импульсной помехи релейныИ элемент срабатывает, однако в дальнейшем действие флуктуационных помех исключается. Для сравнения на этой же фигуре пункб тиром показан процесс увы

У вых.ф.у. () Ллн характериотики релейного элемента, изображенного на фиг. 3.

После отработки импульсной помехи 10 в этом олтчае в моменты времени

J.I и g 9 Опять проявляется Воздействие флуктуационноИ помехи.

Таким образом, применение ре- 15 лейного элемента с двойной гисте- . резисной петлей позволяет отстроиться от флуктуационных помех при высокой точности регулирования режима компенсации. 20

Напряжение выхода релейного усилителя поступает на вход симметричного поляризованного интегрирующего устройства. Нри этом в зависимости от полЯРности,Гвых р э 25

В01Х Ô ° (6) происходит заряд одного из конденсаторов Ы о или Ы . Когда напряжение на конденсаторе превысит напряжение стабилизации соответствующего стабилитрона Д или

Д о, транзистор в этом плече открывается, срабатывает реле в его коллекторной цепи и своими контактами включает исполнительные орга- З5 ны привода дугогасящего реактора.

На фиг. 6 показаны упрощенные. характеристики интегрирующего устl)c>> j Гвых.р.э ), у = f (Д „ ), на которые наложена случайная последов ател ьнос ть имп льсов напряжения 45

))вых. р. э (4Ф

11а фиг. бб пред ставле ны диаграммы напряжений на конденсаторах при воздействии импульсных помех, соответствующих фиг. ба. Следова- 50 тельно, когда длительность импульсной помехи невелика, напряжения на конденсаторах С о .и С не успевают возрасти до напряжений

55 срабатыванйя реле е2 и r3, и импульсная помеха через интегрирующее устройство не проходит.

Предмет изобретения

I. Регулятор автоматической настроЙки дугогасящих реактОрОв содержащий входное устройство, блок уставок, фильтр, фазосдвйгающий мост, формирующие преобразователи, фазочувствительный усилитель, соединенные последовательно ,и включенные в цепи управления привода дугогасящего реактора, отличающийся тем, что, с целью повышения его точности и помехоустойчивости, он снабжен бесконтактным поляризованным релейным усилителем с трехпозиционной характеристикой и двойной гистерезисноИ петлей и симметричным поляgNBoBBHHblM интегрирующим устройством, подключенным к выходу релейного усилителя, а контакты выходных реле указанного интегрирующего устройства включены в цепи управления привода дугогасящего реактоPB °

2. Регулятор по и. I, о т— л и ч а ю шийся тем, что поляризованный релейный усйлитель выполнен по симметричной двухкаскадной схеме с положительной обратной связью в каждом плече, причем параллельно его входу подключена цепочка из резистора и двух встречно включенных стабилитронов.

3. Регулятор по п. I, о тл и ч а þ щ и И с я тем, что симметричное поляризованное интегрирующее устройство выполнено в виде двух последовательно включенных интегрирующих КС-звеньев с общеИ точкой конденсаторов, резисторы интегрирующих звеньев шунтированы соответственно встречно включенными диодами, причем к выводам интегрирующих конденсаторов через стабилитроны подключены базы двух транзисторов, эмиттеры которых присоединены -к общей точке конденсаторов, а в коллекторные цепи этих транзисторов включены два выходных реле.

2

Составитель T. ЩЕГОЛЬКОВЯ .РедакторТЗАГРЕщкдя

Техред Г, ЬЯСИЛЬЕВЯ

Подписное

Заказ И д. й,й Тираж

ЦНИИПП Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, П3035, Раушская иаб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24