Устройство для автоматической настройки дугогасящей катушки

 

Союз Советских

Социвлнстическнх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ЕЛЬС ВУ (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 28,09,77 (21) 2527010/24-0 с присоединением заявки И

Ваудлрстееииы0 кемитет

СССР ве делен изебретеиий и открытий (23) Приоритет

Опублнковано05.12.79. Бюллетень М45

Дата опубликования описания 05.12.79.

Д, Н. Степанчук, В. Ф, Солдатов и В. П. Кобазев (72) Авторы изобретения

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙ КИ

ДУГОГАСЯШЕЙ КАТУШКИ

Изобретение относится к области электроэнергетики и предназначено для использования в высоковольтных электрических сетях, оборудованных дугогасящими катушками для компенсации ем% костных токов замыкания на землю„

Известно устройство для автоматической настройки дугогасящих катушек в резонанс с емкостью сети, содержащее блокирующий орган на входе, выход которого подключен к первичной

l обмотке входного трансформатора, фазочувствительный усилитель, вход которого через фазовращающий ор ган связан со вторичной обмоткой входного трансформатора, а выход под ключен к выходному органу,(1).

Большая погрешность настройки ду«, гогасящих катушек, обусловленная наличием естественной несимметрии, огра- * ничивает их область применения лишь кабельными сетями с незначительной несимметрией.

I

Указанный недостаток устранен в устройстве автоматической настройки дугогасящих катушек, построенном на принципе экстремального per óïêðàââния системы со вспомогательной модуляцией (2).

Известное устройство для автоматической настройки дугогасящих катушек с подмагничиванием в резонанс с емкостью сети содержит выпрямитель на входе, выход которого связан со входом фильтра низкой частоты, входной усилитель, вход которого подключен к выходу фильтра низкой частоты, интегрирующий усилитель, генератор прямоугольных колебаний, выход которого связан со входом усилителя мощности, фазосдвигающий блок, один вход которого подключен к генератору прямоугольных колебаний, другойк интегрирующему усилителю, измеритель расстройки, один вход которого соединен с фазосдвигающим блоком, другой - со входным усилителем, а з 70 выход связан с интегрирунмпим усилителем. Причем измеритель расстройки состоит из последовательно включенных множительного блока, усилителя, демодулятора и сумматора.

В этом устройстве вспомогательные колебания прямоугольной формы имеют одинаковые длительности импуль- са и паузы, что приводит к значительным. погрешностям регулирования настройки дугогасящих катушек, обусловленным свободными колебаниями в контуре нулевой последовательности компенсированной электрической сети.

Йель изобретения — повышение точности настройки.

Для этого в устройстве для автоматической настройки дугогасящей катушки, имеющей дополнительные обмотки, содержащем выпрямитель, вход которого предназначен для подключения K напряжению нейтрали, а выход через фильтр низкой частоты соединен со вход ным усилителем, измеритель расстройки, к первому входу которого подключен выход входного усилителя, ко второму входу подключен выход фаэосдвигающего блока, а к выходу присоединен интегральный усилитель, выход интегрального усилителя соединен с усилителем мощности и первым входом фазосдвигающего блока, оно дополнительно содержит делитель частоты, усилитель прямоугольных импульсов, формирователи узких.и широких импульсов и по два запускающих мультивибратора, тиристорных ключа.и модулирующих дрооселя, при этом вход делителя частоты предназначен для подключения к напряжению сети, первый выход через усилитель прямоугольных импульсов подключен ко второму входу фазосдвит ающего блока, первый и второй цыходы присоединены к входам формирователя узких импульсов, а второй и третий выходы присоединены к входам формирователя широких импульсов, выход каж дого из формирователей соединен с одним из модулирующих дросселей через соответствующие последовательно соединенные запускающий мультивибратор и тиристорный ключ, объединенные выхо ды модулирующих дросселей предназначены для подключения к дополнительной, обмотке дугогасящей катушки.

При этом измеритель расстройки может быть выполнен в виде двухполу2447 4 периодного фазочувствительного детектора.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, функциональная схема; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип поисковой модуляции тока дугогасящей катушки.

Устройство содержит выпрямитель 1, подключенный к напряжению нейтрали

10 U, соединенные с ним последовательно фильтр 2 низкой частоты и входной усилитель 3. Выход входного усилитля 3 включен на первый вход измерителя 4 расстройки, который через ин15 тегральный усилитель 5 и усилитель 6 мощности регулирует ток подмагничивания дугогасящей катушки 7. Вновь введенный делитель8 частоты, включенный на напряжение сети, передает выработанные импульсы через усилитель 9 прямоугольных импульсов на вход фазосдвигающего блока 10 и на формирователи широких 11 и узких 12 импульсов. С этих формирователей через запускающие мультивибраторы 13 и тиристорные ключи 14 импульсы подаются на модулирующие дроссели 15, соединенные с дополнительной обмоткой дугогасящей катушки 7, предназначенной для компенсации емкости 16 сети, На фиг. 2 приведены временные . диаграммы, поясняющие принцип поисковой модуляции тока дугогасящей катушки. Напряжение сети с частотой

50 Гц в делителе 8 частоты преобразуется в прямоугольные импульсы U< с частотой 3,125 Гц. На входе формирователей широких и узких импульсов

40 суммируются импульсы, поступающие с делителя частоты, причем на входе фор-: мирователя 11. суммируются импульсы полупериодов частоты 3,125 Гц с импульсами первого полупериода частоты

6,25 Гц, а на входе формирователя 12импульсы второго полупериода 3,125 Гц с теми же импульсами 6,25 Гц.

В результате на выходе формирсва50 теля 11 формируются широкие импульсы Uш длительностью в 3/4 периода, а на выходе формирователя 12 — узкие импульсы U> длительностью в

1/4 периода. - .

При работе тиристорных ключей 14 в дросселях 15 протекают пульсирующие токи широкими (3>) и узкими (3 ) импульсами. Наложение этих индуктивных токов на первичный ток

15

30

50

55-низкой частоты соединен со входным усилителем, измеритель расстройки, к

5 70 дугогасяшей катушки 7 создает положительные и отрицательные выбросы рабочего тока относительно среднего уровня (3y ). Длительность атих выбросов в 2 раза меньше длительности импульсов коммутирукяцего напря жения

U . Эти выбросы и впадины тока дугогасящей катушки 7 длительностью в

1/4 периода поисковой частоты располагаются вначале каждого полупериода, апаузы,,следующие за ними, также имеют длительность в 1/4 пе риода. Длительность коммутирукяцих импульсов равна 1/2 периода поисковой частоты. Во время пауз, следующих за каждым положительным или отрицательным выбросом тока; дугогасяшей катушки, свободная составляющая напряжения нейтрали успевает затухнуть до уровня, практически не вызывающего погрешности, Такое расщепление модулирукяцих импульсов с созданием четверть-периодной паузы в каждом полу периоде поисковой частоты позволило устранить погрешности устройства от свободных колебаний в контуре нулевой

I последовательности компенсированной сети.

В основе принципа работы автоматического устройства лежит свойство статической резонансной характеристики объекта регулирования, т.е, зависимость амплитуды напряжения нейтрали от индуктивной проводимости дугогасящей катушки 7: U. = Х(Ь|, ), имеющей явно выраженный экстремум в резонансной точке, изменять величину и знак

° производной амплитудного значения на.пряжения нейтрали по регулируемому параметру 3 при переходе этого па раметра через экстремальную точку.

Для косвенного измерения этой производной применяются непрерывные периодические поисковые колебания регулируемого параметра ф1 с малой . амплитудой и малой частотой, по крайней мере, ниже восьмой субгармоники промышленной частоты.

Для поиска экстремальной точки в резонансной кривой напряжения нейтрали.,Оо-" НЬ ), r ge Ь 1, — индуктивная проводимость дугогасящей катушки 7, с помошью тиристорных ключей

14 создаются принудительные поисковые колебания индуктивной проводимости ф дугогасящей катушки 7 с частотой 3,125 Гц путем периодического подключения и отключения к допол-!

2447 б нительной обмотке дугогасвлей катушки то одного, то двух одновременно дросселей 15. Благодаря периодическому изменению проводимости Ь ь на небольшую величину Ь Ь относительно среднего значения b< в напряжении нейтрали Ц появляется периодическая амплитудная модуляция с той же частотой 3,125 Гц. Глубина атой амплитудной модуляции и ее фаза зависят от степени расстройки дугогасящей катушки от резонансного положения.

Амплитудно-модулированное напряжение нейтрали Q подается на аво томатический регулятор. С помощью выпрямителя 1 и фильтра 2 низкой частоты из напряжения 0 выделяется низкочастотная огибакяцая сигнала частоты 3,125 Гц, которая усиливается входным усилителем 3 и подается на один вход измерителя расстройки 4„

На второй вход измерителя 4 после соответствующего сдвига по фазе подаются прямоугольные импульсы коммутирующего напряжения 0 от делителя 8 частоты. На выходе измерителя расстройкн 4 появляется выпрямленное напряжение, величина которого зависит от степени расстройки дугогасящей катушки 7, а знак от направления расстрой- ки (недокомпенсация или перекомпенсация). Интегральный усилитель 5 при появлении сигнала на его входе изменяет ток подмагничивания, а следовательно, и регулируемую величину )Ь в сторону уменьшения расстройки компенсацы, Таким образом, данное устройство за счет повышения точности настройки дугогасящей катушки в резонанс с сетью снижает раэрушение изоляции, перенапряжения и увеличивает надеж,ность самопогасания дуги.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической настройки дугогасящей катушки, имеющей дополнительные обмотки, содержашее выпрямитель, вход которого предназначен для подключения к напряжению нейтрали, а выход через фильтр первому входу которого подключен выход входного усилителя, ко второму входу подключен выход фазосдвигаюше7 702447 8 го блока, а к выходу присоединен вход рова, широких импульжв, выход l интегрального усилителя, выход инте- каждого из формирователей соедийен с грального усилителя соединен с усили- одним из модулирующих дросселей четелем мощности и первым входом фа- рез соответствующие последовательно зосдвигающего блока, о т л и ч а ю- > соединенные запускающий мультивибращ е е с я тем, что, с пелью повыше- тор и тиристорный ключ, объединенные ния точности настройки, оно дополни- выходы модулирующих дросселей пред-тельно содержит делитель частоты, уси- назначены для подключения к дополнилитель прямоугольных импульсов, фор- тельной обмотке дугогасящей катушки. мирователи узких и широких импульсов о 2. Устройство по п. 1, о т л и ч аи по два запускающих мультивибратора, ю щ е е с я .тем, что измеритель растиристорных ключа и модулирутащих стройки выполнен в виде двухполупедросселя, при этом вход делителя час- риодного фазочувствительного детектототы предназначен для подключения к PG, напряжению сети, первый выход через 1 Источники информации, усилитель прямоугольных имйульсов под- принятые во внимание при экспертизе ключен ко второму входу фазосдвига- . 1. Авторское свидетельство СССР ющего блока, первый и второй выходы ¹ 150156, кл. Н 02 Н 1/02, 1961.

Я. присоединены к входам формирователя 2. Авторское свидетельство СССР .2 узких импульсов, а второй и третий 20 № 491180, кл, Н 02 Н 1/02, 1971 выходы присоединены к входам форми- (прототип) .

7Ог447

1Л/ц

125 ail

tN н

Составитель Л, Рамская

Редактор Ю, Челюканов Техред О. Андрейко Корректор Н. Задерновская

Заказ 7604/50 Тираж 857 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и рткрытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4