Устройство для защиты шунтовой конденсаторной батареи, включенной на фазу линии электропередачи

Авторы патента:

О П И С А Н И Е (ii) 609164

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со)оз Советских

Социалистических

Реслублик

--;- ф " )) yj (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.09.76 (21) 2397676/24-07 с присоединением заявки № (51) М. Кл.-" Н 02Н 7/06

Н 02Н 3/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621.316.925 (088.8) (43) Опубликовано 30.05.78. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 10.05.78 (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Е. В. Лысенко

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей «Энергосетьпроект» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ШУНТОВОЙ

КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, ВКЛЮЧЕННОЙ НА ФАЗУ

ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в релейной защите энергосистем.

На энергообъектах высокого напряжения применяют шунтовые конденсаторные батареи, включенные на фазу линии электропередачи самостоятельно или в составе частотных фильтров, предназначенных для подавления высших гармонических слагающих в кривой напряжения. Упомянутая конденсаторная батарея состоит из нескольких десятков рядов, включенных последовательно, а каждый ряд состоит из нескольких конденсаторов, включенных параллельно. При повреждении (пробое) одного из конденсаторов ряда, его предохранитель перегорает и отключает его от неповрежденных. Однако из-за уменьшения общей емкости ряда напряжение на нем возрастает, что может вызвать повреждение других конденсаторов.

Наиболее опасным является перекрытие предохранителя конденсатора при его пробое, когда в нем продолжает гореть дуга, определяемая током, протекающим через батарею.

Такой режим соответствует короткому замыканию одного ряда батареи и может привести к разрыву корпуса конденсатора и другим более тяжелым последствиям.

Известно устройство для защиты шунтовой конденсаторной батареи, позволяющее зафиксировать пробой одного из конденсаторов ряда (1). Недостатком этого устройства является необходимость большого числа защитных элементов, близкого к числу рядов ба5 тареи.

Наиболее близким к изобретению является устройство защиты, основанное на измерении полного сопротивления ряда конденсаторов каким-либо измерительным (выявительным)

10 органом и включении сигнализации при его уменьшении (2). Ввиду существенных изменений емкости батареи при колебаниях температуры окружающей среды устройство защиты, основанное на измерении ее полного

15 сопротивления, оказывается недостаточно чувствительным для фиксации пробоя одного ряда батареи.

Цель изобретения вЂ” повышение чувствительностити защиты. Поставленная цель дости20 гается тем, что устройство для защиты шунтовой конденсаторной батареи, включенной на фазу линии электропередачи, содержащее трансформатор тока, первичная обмотка которого через измерительный трансформатор

25 тока включена в цепь защищаемой конденсаторной батареи, и трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена к трансформатору напряжения ЛЭП, а их вторичные обмотки через элемент сравнения

30 подключены к последовательно включенным

609164 реагирующему элементу и элементу времени, согласно изобретению снабжено следящим элементом, вход которого включен на вход реагирующего элемента, а выход вЂ” в рассечку между элементом сравнения и реагирующим элементом, Следящий элемент может быть выполнен в виде интегрирующего операционного усилителя.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Вторичные обмотки трансформатора тока

1 и трансформатора напря>кения 2 черсз элемент сравнения 3, выполненный на принципе сравнения выпрямленных напряжений, подсоединены к последова ельно вкл(оченным ре- 15 агирующему элементу 4 и элементу времени

5. Выход элемента 5 является выходом устройства. Следящий элемент выполнен в виде операционного усилителя б, входы которого через резисторы 7 и 8 включены на вход реагирующего элемента 4, а выход при помощи резисторов 9 и 10 включен в рассечку между элементом сравнения 3 и реагирующим элементом 4. Операционный усилитель является интегрирующим благодаря конденсатору 11 цепи обратной связи.

В нормальном режиме на выходе элемента сравнения 3 имеется некоторый выходной сигнал (положительный или отрицательный), который практически полностью компенсирует- З ся выходным сигналом следящего элемента, а на входе реагирующего элемента 4 имеется весьма малое входное напря>кение, которое значительно ниже уровня его срабатывания.

При изменении (плавном или скачкообразном) напряжения фазы, на которую включена батарея, или при ее включении под напряжение, пропорционально меняется и ток в цепи батареи. Изменения ее полного сопротивления не происходит и выходной сигнал эле- 40 мента сравнения не должен меняться. Однако из-за переходных процессов в цепи батареи, в трансформаторах тока и напряжения и в самом элементе сравнения на его выходе может появиться кратковременный сигнал, ко- 45 торый может привести также к кратковременному срабатыванию реагирующего элемента

4, но выходной сигнал не образуется благодаря наличию элемента времени 5. При изменении температуры окружающей среды и под 50 влиянием процессов старения полное сопротивление конденсаторной батареи заметно (до

15 ) меняется, что приводит к соответствующему изменению выходного сигнала элемента сравнения 3. Однако поскольку упомянутые 55 изменения происходят в течение часов или суток, что на несколько порядков больше постоянной времени следящего элемента, входной сигнал реагирующего элемента остается компенсированным и он не работает.

При пробое одного или нескольких рядов батареи ее полное сопротивление скачкообразно уменьшается и на выходе элемента сравнения скачкообразно меняется выходной сигнал. Ввиду значительной постоянной времени следящего элемента, полное изменение выходного сигнала элемента сравнения передается на вход реагирующего элемента, который срабатывает. Из-за большой постоянной времени следящего элемента уменьшение входного сигнала реагирующего элемента происходит медленно и он остается в состоянии срабатывания достаточно долго для действия элемента времени и подачи сигнала о пробое ряда батареи.

Для уменьшения влияния на работу элемента сравнения высших гармоник тока батареи он может подключаться к трансформаторам тока и напряжения через частотные фильтры, обеспечивающие затухание гармонических компонентов с частотой, близкой к промышленной.

Испытания предлагаемого устройства подтвердили увеличение чувствительности по сравнению с известными устройствами, которая позволяет фиксировать пробой одного ряда батареи из нескольких десятков.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты шунтовой конденсаторной батареи, включенной на фазу линии электропередачи, содержащее трансформатор тока, первичная обмотка которого через измерительный трансформатор тока включена в цепь защищаемой конденсаторной батареи, и трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена к трансформатору напряжения ЛЭП, а их вторичные обмотки через элемент сравнения подключены к последовательно включенным реагирующему элементу и элементу времени, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, оно дополнительно снабжено следящим элементом, вход которого включен на вход реагирующего элемента, а выход вЂ” в рассечку между элементом сравнения и реагирующим элементом.

2. Устройство по п. 1, отл и ча ющеес я тем, что следящий элемент выполнен в виде интегрирующего операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №218207, кл. Н 02Н 3/08, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 243447, кл. Н 02Н 3/08, 1970.

L л нзнерателью у лщающ рatomerg muu

Составитель В. Зимаков

Корректор И. Позняковская

Техред Н. Рыбкина

Редактор Н. Громов

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 692/11 Изд. Ко 434 Тираж 892