Способ автоматической компенсации емкостного тока утечки
»с» » - f ",!блат» тб то1 Е Д ОПИСАН И Е(!!! ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07,08.78 (21) 2653753/24-07 (51) М Кч 3 Н 02Н 9/08 Н 02Н 3/16 Н 02J 3/18 с присоединением заявки № Гасударственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.10.80, Бюллетень ¹ 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (53) УДК 621.316.925 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения В. С. Прудников (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНОГО ТОКА УТЕЧКИ Изобретение относится к способам автокомпенсации емкостного тока утечки и предназначено в основном для повышения эффективности компенсации емкостной составляющей токов утечки в электрических 5 сетях с изолированной нейтралью трансформатора. Известен способ автокомпенсации, в котором измеряют емкость сети с помощью тока оперативного источника, преобразуют I0 сигнал, пропорциональный измеренной емкости, в ток подмагничивания компенсирующего дросселя и настраивают его индуктивную проводимость указанным током в резонанс с емкостью сети (1). !5 Однако та кой способ автокомпенсации при настройке индуктивной проводимости дросселя пе учитывает индукцию в его магнитопроводе и напря кение на нем, которос в зависимости от вида и величины 20 утечки колеблется от нуля до фазного напряжения сети. В связи с этим требуемый ток управления для настройки индуктивной проводимости дросселя в резонанс с емкостью сети, при различных сопротивле- 25 ниях утечки изменяется в широком пределе. Это приводит к тому, что указанный способ настройки обеспечивает приемлемую точность компенсации в узком диапазоне изменения активных утечек в сети. 30 Для широкого диапазона изменения активных проводимостей изоляции сети, например в кабельных электрических сетяхпредприятий угольной, горно-рудной и химической про::ышленности, точность компенсации емкостных токов утечки по указанно- му способу недостаточно высока. Известен также способ автокомпенсации, в котором замкнутая на вспомогательный дроссель насыщения система автоматического регулирования настраивает указанный дроссель в резонанс с емкостью сети на оперативной частоте током, который вводят в обмотку управления компенсирующего дросселя, настраивая последний в резонанс с емкостью сети на рабочей частоте сети (2). Этот способ характеризуется таким же недостатком, TBK I 3K замкнутой cIIcTeMQH автоматического регулирования не охватывается компенсирующий дроссель, не контролируется его состояние. Неучет напряжения на компенсирующем дросселе и индукции в его магнитопроводе приводит к существенным погрешностям при настройке компснспру!още!! цепи, так как требуемый ток управления для ее точной настройки при разл!!чных видах и величинах активной утечки изменяется в зависимости от состояния компенсирующего дроссе769676 )О 3 ля в широких пределах. В связи с этим отработка системой автоматического регулирования тока управления с учетом изменения только величины емкости сети не обеспечивает достаточной точности компенсации емкостного тока утечки. Известен также способ автокомпенсации (3), который заключается в измерении емкости сети и эквивалентной индуктивности компенсирующего дросселя с помощью наложенного на рабочую сеть и обмотку указанного дросселя тока оперативного источника и настройки компенсирующей цепи в резонанс с емкостью сети на рабочей частоте замкнутой на компенсирующий дроссель системой автоматического регулирования, отрабатывающей сигнал рассогласования изменением индуктивности компенсирующей цепи. Такой метод автокомпенсации не имеет указанных недостатков, так как в нем наряду с измерением емкости осуществляется контроль состояния компенсирующего дросселя. Его недостаток заключается в следующем. Условием настройки в резонанс семкостью сети на промышленной частоте ю индуктивности L p рабочих обмоток компенсирующего дросселя является настройка индуктивности L измерительных обмоток дросселя в резонанс с емкостью сети на частоте «о„оперативного источника, т. е. необходимо выполнение следующего соот2 L,ð "О ношения =, . Такое соотношение 1-из обеспечивается выбором соответствующего числа витков между рабочими и измерительными обмотками и частоты оперативного источника. При этом для настройки компенсирующей цепи ток оперативного источника накладывают на емкость сети и па рабочие и измерителньые обмотки дросселя. В связи с этим ток управления датчика настройки — фазочувствительного детектора определяется не только емкостью сети и индуктивностью измерительных обмоток дросселя, но и индуктивностью рабочих его обмоток. Кроме того, электрическая связь между измерительными и рабочими обмотками дросселя обуславливает необходимость включения в цепь измерительных обмоток дополнительного дросселя с воздушным зазором и фильтра присоединения, цепи измерения индуктивности к земле для исключения влияния напряжения смещения нейтрали промышленной частоты на работу системы автоматического регулирования. Разброс параметров цепи измерения пндуктивности, особенно изменение параметров дросселей с воздушным зазором при изготовлении (штамповка, термообработка магнитопроводов) и в процессе эксплуатации (колебание напряжения в сети, старение, механические воздейЗо 40 .) 3 6О 65 ствия), приводит к тому, что выдержать указанное соотношение между индуктивностями рабочих и измерительных обмоток оказывается затруднительным. В результате чего даже небольшая расстройка индуктивности в цепи измерительных обмоток приводит к существенным погрешностям в настройке компенсирующего дросселя. Цель изобретения — повышение точности компенсации емкостного тока утечки. Это достигается тем, что согласно способу автоматической компенсации емкостного тока утечки, заключающемуся в измерении емкости сети и индуктивностп дросселя цепи компенсации с помощью наложения оперативного тока первой непромышленной частоты, измерении электрического параметра, характеризующего состояние компенсируемой сети, сравнении его с эталонной величиной и в случае отклонения формировании сигнала настройки для изменения индуктивности компенсирующей цепи, осуществляют дополнительное наложение оперативного тока второй непромышленной частоты, а в качестве электрического параметра, характеризующего состояние компенсируемой сети, используют разность токов указанных частот. На чертеже представлена блок-схема соединений функциональных узлов для реализации предложенного способа автоматической компенсации емкостного тока утечки. Источник 1 оперативного напряжения рабочей частоты с помощью преобразователей частоты, соответственно умножителя 2 и делителя 3 частоты, преобразуется в сигналы в одинаковое число раз повышенной и пониженной относительно частоты оперативного источника. Токи 1 и 12, пропорциональные этим сигналам, через входныеэлементы 4 и 5 сравнивающего устройства 6 накладываются на цепь, состоящую из присоединительного фильтра 7, емкости 8 сети, и компенсирующий дроссель 9. Сигнал рассогласования токов I> и I2, формируемый в сравнивающем устройстве 6, подается на релейный элемент 10, который отрабатывает рассогласование изменением индуктивпости компенсирующего дросселя 9 путем подмагничпвания его магпитопровода током в обмотках управления 11. Условием настройки в резонанс индуктивной проводимости компенсирующего дросселя и эквивалентной емкостной проводимости на рабочей частоте сети «о является равенство токов I и 12. При одинаковой амплитуде формируемых преобразователями частоты сигналов токиl и I2 будут соответственно определяться суммой проводимости эквивалентной емкости 8 и индуктивности L дросселя, которые образуют параллельную цепь, т. е. проводимость це769676 Откуда 3О 50 СССР СССР иЬи СССР 1 пи для тока 1 определяется пас+ па1. с и а для 1 +, где n — кратность преuоL образования частоты. Вследствие этого, если I, — 1„òî иас+: +— n L n юЛ вс и — — = и —— Следовательно, при равенстве токов li и l соблюдается условие резонанса на рабочей частоте эквивалентной емкости и индуктивности компенсирующего дросселя. При этом наличие активных проводимостей изоляции сети, а также величина напряжения смещения нейтрали, зависящая от вида и величины утечки в сети, не оказывают влияния на точность настройки цепи компенсации, так как система автоматического регулирования отрабатывает разность между токами, абсолютные приращения которых, обусловленные указанными причинами, одинаковы. Вследствие этого устройства, реализующие предлагаемый способ автокомпенсации, значительно упрощаются, так как отсутствуют измерительные обмотки и специальные функциональные узлы для исключения влияния напряжения смещения нейтрали рабочей частоты на работу системы автоматического регулирования. При этом повышается точность компенсации, так как условием настройки является стабильный параметр — разность токов, пропорциональных сигналам в одинаковое число раз повышенной и пониженной частоты относительно рабочей частоты, на которой осуществляется настройка цепи компенсации. Согласно предлагаемому способу автокомпенсации относительная нестабильность преобразуемой частоты оперативного источника при умножении или делении частоты остается неизменной. Если в принимает значение о+Лв, то выходная частота умножителя станет иа+ +иЬа, а делителя co/и+Аж/п. Следовательно, 5 10 ! 25 т. е. абсолютные сдвиги входной частоты преобразуются так же, как и сами частоты, поэтому относительные нестабильности неизменны. Таким образом, данный способ автоматической компенсации ем костного тока утечки осуществляет точную настройку цепи компенсации на рабочей частоте, так как учитывает состояние компенсирующего дросселя, зависящее от величины и вида утечки, При этом без дополнительных, функциональных узлов исключается влияние наличия активных проводимостей изоляции в сети и напряжения смещения нейтрали на работу системы автоматического регулирования. Предложенный способ позволяет расширить зону автоматической компенсации емкостных токов, так как глубина автоматического регулирования определяется не пределом возможного измерения емкости, а параметрами компенсирующего дросселя, диапазоном регулирования его индуктивH0CTIi. Формула изобретения Способ автоматической компенсации емкостного тока утечки, заключающийся в измерении емкости сети и индуктивности дросселя цепи компенсации с помощью наложения оперативного тока первой непромышлепной частоты. измерения электрического параметра, характеризующего состояние компенсируемой сети, сравнения его с эталонной величиной и в случае отклонения формирования сигнала настройки для изменения индуктивности компенсирующей цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности компенсации, осуществляют дополнительное наложение оперативного тока второй непромышленной частоты, кратной первой, а в качестве электрического параметра, характеризующего состояние компенсируемой сети, используют разность токов указанных частот. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство ¹ 493857, кл. Н 02,1 3/18, 1976. 2. Авторское свидетельство № 235162, кл. Н 02Н 9, 02, 1966. 3. Авторское свидетельство № 390620, кл. Н 02Н 3/16, 1971. 769676 Составитель В. Васькова Техред В. Серякова Редактор Т. Загребельная Корректор 3. Тарасова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2267/15 Изд. ¹ 527 Тираж 798 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
