Устройство для автоматической компенсации емкостных токов в электрических сетях с изолированной нейтралью

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ве ке Л

<11765921

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 3005„78 (21) 2620895/24-07 (51)М. Кл.з с присоединением заявки М

Н 02 3 3/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230980. Бюллетень Й9 35 (53) УДК 6213316. .932(088.8) Дата опубликования описания 250980 (72) Автор изобретения

В.С. Прудник ов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ABTOMATH×ÅÑÊÎÉ КОИПЕНСАЦИИ EMKOCTHblX

ТОКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

1 2

Изобретение относится к электро- ных видах и величинах сопротивления технике, в частности к устройствам утечки. для автоматической настройки дугога- Известно устройство для автоматисящих катушек в резонанс с сетью на ческой компенсации емкостных токов, промышленной частоте. 5 работа которого заключается в измеИзвестно устройство для автомати- ренин емкости сети и эквивалентной ческой компенсации емкостных токов в индуктивности компенсирующего дроссеэлектрических сетях с изолированной ля с помощью наложенного на рабочую нейтралью, в котором системой автома- сеть и обмотки укаэанного дросселя тического регулирования, замкнутой lo тока оперативного источника и настна вспомогательный дроссель насьхве- ройке компенсирующей цепи в резония, включенный через систему фильт- нанс с емкостью сети на рабочей часров между фазами сети и землей, ука- тоте, замкнутой на компенсирующий эанный вспомогательный дроссель наст- дроссель системой автоматического рераивается в резонанс с емкостью сети $5 гулирования, отрабатывающей сигнал на оперативной частоте током, который рассогласования изменением индуктиввводится в обмотку управления компен- ности компенсирующей цепи P2). сируищего дросселя, настраивая послед- Недостаток известного устройства ний в резонанс с емкостью сети на заключается s том, что для настройрабочей частоте сети(11. 20 ки компенсирухщей цепи ток оперативНедостаток этого устройства заклю- ного источника накладывается на емчается в том,. что в замкнутой системе кость сети, на рабочие и на измеритель« автоматического регулирования не ох- ные обмотки компенсирующего дроссеватывается компенсирующий дроссель, ля. Наложение тока оперативного источне контролируется его состояние,а 25 ника и на рабочие и на измерительные также не учитывается напряжение на ; обмотки приводит к тому, что ток упкомпенсирующем дросселе и индукция, равления фаэочувствительного детекв его магнитопроводе, что приводит тора определяется не--только емкоск существенным погрешностям при наст- тью сети и индуктивностью измеритель" ройке компенсирукщей цепи при раэлич"30 ной обмотки компенсирукщего дросселя, 765921 но и индуктивностью рабочих его обмоток.

Кроме того, электрическая связь между измерительными и рабочими обмотками дросселя обусловливает необходимость дополнительных мероприятий для исключения влияния напряжения смещения нейтрали промышленной частоты на работу системы автоматического регулирования и уменьшения влияния изменения индуктивности рабочих обмоток на индуктивность измерительных обмоток, а именно, включения в цепь измерительных обмоток дополнительного дросселя с воздушным зазором и фильтра присоединения их к "земле" .

Однако такое техническое решение 15

У наряду с усложнением устройств компенсации, не позволяет получить ста бильные характеристики настройки цепи компенсации. Это вызвано тем, что дроссели, особенно с регулируемым воз- Щ душным зазором, имеют, как правило, значительный разброс параметров,которые изменяются, как при изготовлении (штамповка, термообработка магнитопроводов}, так и в процессе эксплуатации (колебание напряжения в сети, старение, механические воздействия). Если изменение параметров при изготовлении может быть учтено индивидуальной настройкой устройств компенсации, то изменение параметров в процессе эксплуатации учесть не представляется возможным. Этот недостаток особенно проявляется при настройке цепи компенсации, так как условием настройки в резонанс с емкостью сети на промышленной частоте

43 индуктивности L p рабочих обмоток компенсирующего дросселя является настройка индуктивности Lä измерительных обмоток в резонанс с ем- 40 костью сети на частоте Ые оперативного источника ЯР î

Х -иь

В результате чего даже небольшая расстройка индуктивности в цепи измерительных обмоток приводит к существенным погрешностям в настройке компенсирующего дросселя.

Цель изобретения - повышение точности компенсации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической компенсации емкостного тока в электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее. компенсирующий дроссель с измерительными и регулировочными обмотками, блок автоматической настройки, подключенный к регулиро- 60 вочным обмоткам и управляемый блоком сравнения, соединенный с измерительными обмотками компенсирующего дросселя, к которым подключен также опера-. тивный источник тока, введен колеба- 65 тельный контур, собственная частота которого не выше частоты оперативного источника тока, состоящий из последовательно соединенных емкостного фильтра, предназначенного для подключения к фазам сети, конденсатора и измерительного датчика тока, выход которого подключен к блоку сравнения.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит компенсирующий дроссель 1 с рабочими 2, измери- . тельными 3 и регулировочными 4 обмотками, который подключен в нейтраль трансформатора 5, соединенного с фазами. сети б, обладающими собственными емкостями 7, изменяющимися в зависимости от переключений в сети б. Источник 8 оперативного тока электрически связан с измерительными обмотками 3 компенсирующего дросселя 1, к которым также подключен блок 9 сравнения. Второй вход блока 9 сравнения связан с выходом измерительного датчика 10 тока в цепи вновь введенного колебательного контура 11, который помимо датчика 10 содержит последовательно соединенные емкостный фильтр

12 и конденсатор 13. Результат сравнения с выхода блока 9 поступает на вход блока 14 автоматической настройки, который через регулировочные обмотки 4 компенсирующего дросселя 1 изменяет степень компенсации емкостных токов в сети б.

Устройство работает следующим образомм.

Источник 8 оперативного тока постоянно подает ток в два контура: один образован измерительными обмотками 3 и блоком 9 сравнения, а второй — колебательный контур 11. При изменении емкости сети 7 изменяется сигнал, снимаемый с датчика 10 в блок 9 сравнения. Этот сигнал сравнивается с сигналом, поступающим в блок 8 от измерительных обмоток 3 и являицимся функцией индуктивности компенсирующего дросселя. Сигнал их рассогласования с помощью блока 14 автоматической настройки управляет током подмагничивания компенсирующего дросселя 1 в его обмотках регулирования 4 ° При появлении сигнала рассогласования, например, из-за увеличения емкости сети б, включается постоянный ток в обмотках регулирования, в результате чего обеспечиваетя подмагничивание магнитопровода дросселя 1 и индуктивность рабочих обмоток 2 уменьшается. Вследствие этого ток в измерительных обмотках 3 увеличивается до тех пор, пока не достигнет тока, пропорционального сигна лу, снимаемому с колебательного контура 11, являющемуся функцией измеря-. емой емкости сети б. Сигнал рассогла-. сования в этом случае становится равным нулю и прекращается ток в обмотках регулирования. В результате индук765921 тивМость компенсирующего дросселя 1 увеличивается, а следовательно, ток в измерительных обмотках 3 уменьша.ется. При этом на выходе блока 9 сравнения опять появляется сигнал рассогласования, включающий постоянный ток в обмотках регулирования.

Цикл повторяется.

Таким образом, условием резонансной настройки с емкостью сети.б цепи компенсации является равенство тока, пропорционального сигналу, являкщего ся функцией емкости сети б и тока, пропорционального индуктивности измерительных обмоток 3.

Гальваническое разделение цепи измерения емкости сети и индуктивности компенсирующего дросселя позволяет значительно упростить устройство, так как в нем отсутствуют специальные фукциональные узлы для устранения влияния смещения нейтрали промышленной частоты на параметры измерительных обмоток. При этом измерение емкости сети осуществляется точно, и сигнал, являкщийся функцией измеряемой емкости, при внесении в контур активных проводимостей изоляции в широком диапазоне их изменения практически остается неизменным.Это объясняется тем,что вйесение в контур активных проводимостей изоляции сети не оказывает существенного влияния íà его добротность. В то же время цепь измерения индуктивности учитывает состояние дросселя (напряжения на дросселе, индукцию в его магнитопроводе).

Разработанное устройство повннает эффективность компенсации емкостей составлякщей токов утечки в сетях с изолированной нейтралью трансформатора.

Формула изобретения

Устройство для автоматической компенсации емкостных токов в электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее компенсирующий дроссель с измерительными и регулировочными обмотками, блок автоматической настройки, подключенный к регулировочным обмоткам и управляемый блок сравнения, соединенный с измеритель" ными обмотками компенсирующего дросселя, к которым подключен оперативный источник тока, о т л и ч а ю щ е е—

20 с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен колебательный контур, собственная частота которого не выше частоты оперативного источника тока, состоящий из последовательно соединенных емкостйого фильтра, предназначенного для подключения к фазам сети, конденсатора и измерительного датчика тока, выход которого подключен к блоку сравнения.

Источники информации принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ð 235162, кл. Н 02 J 3/18, 1965.

2 ° Авторское свидетельство CCCP

Р 390620, кл. Н 02 J 3/18, 22 ° 02. 71.

М ю к

765921

Составитель Г. Дамская

Техред И. Кузьма Корректор И- Кос а

Редактор И.Мырдина

°

Заказ 6927/18

Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4