Устройство для автоматической настройки дугогасящих реакторов

 

(72) Автор изобретения

С. Н. Кисленко

Институт электродинамики AH Украинской CCP (7l) Заявитель. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

НАСТРОЙКИ ДУГОГАСЯЩИХ РЕАКТОРОВ

Изобретение относится к распределению электрической энергии и может быть использовано в электрических распределительных сетях 35 кВ.

Известны устройства для автоматической настройки дугогасящих реакторов, используемые в электрических сетях для компенсации емкостных токов однофазных замыканий на землю (11.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее трансформатор напряжения, блок выбора поврежденной фазы, состоящий из трех реле минимального напряжения, блокирующие элементы, фильтр основной гармоники, фазочувствнтельный усилитель, запоминающее устройство и исполнительный элемент дугогасящего реактора (ДГР). В качестве ДГР используются аппараты с регулируемым воздушным зазором или подмагничиванием магнитопровода постоян.ным током. Работа устройства в режиме замыкания на землю основана на измерении разности фаз между напряжением смещения нейтрали и напряжения поврежденной фазы. Фазочувствитель. иый усижггель преобразует разность фаз двух

:сигналов в соответствующее постоянное напряже- ние. Операция преобразования угол — напряжение требует более 100 мс. Основную задержку регу:лирования создает исполнительный элемент ДГР (2) .

Иэ-за большой постоянной времени обмотки подмагничивания реактора общее время ликвидации расстройки компенсации достигает 5001000 мс. За это время могут произойти значительные разрушения в месте аварии и возникнуть двойное замыкание на землю.

Эффективность устройств компенсации емкостных токов можно значительно повысить, если сократить время их настройки.

Разработаны конструкции ДГР со ступенчатым регулированием быстродействующими тиристорными коммутаторами, время регулирования которых составляет 20-300 мс. При ис. пользовании этих реакторов, основную задержку в процессе настройки компенсации создает измерительный орган автоматического регулятора.

Применение для измерения степени расстройки компенсации фазочувствительного усилителя принципиально не может дать высокого быстродействия.

868917

Целью изобретения является повышение эффективности компенсации емкостных токов однофазных замыканий на землю.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической настройки дугогасящих реакторов, например, со ступенчатым регулированием тиристорным коммутатором, содержащее датчик напряжения нейтрали и последовательно соединенные датчик фазных напряжений сети, блок выбора поврежденной фазы и фильтр основной гармоники, снабжено последовательно соединенными блоком измерения, блоком регулирования и запоминания, блоком управления и исполнительным элементом, при этом к выходам блока измерения подключены соответственно первый выход блока выбора режима работы, фильтр основной гармоники и датчик напряжения нейтрали, причем вход блока выбора режима работы соединен с датчиком напряжения нейтрали, а второй выход — с блоком выбора поврежденной фазы.

Блок измерения содержит источник опорного напряжения, На чертеже представлена блок-схема устройства.

На схеме к датчику 1 напряжения фаз и к датчику 2 напряжения нейтрали присоединены соответственно блок Э выбора поврежденной фазы и блок 4 выбора режима работы. К блоку 3 выбора поврежденной фазы присоединен фильтр 5 основной гармоники, а к блоку 4 ЗО выбора режима работы — блок 6 измерения с источником опорного напряжения, выход которого соединен с блоком 7 регулирования и запоминания, который через блок 8 управления соединен с исполнительным элементом 9. 35

Устройство работает следующим образом.

Информация о режиме работы сети поступает от датчика 2 напряжения нейтрали. Нормальному режиму соответствует уровень напряжения нейтрали не более 0,2 U режиму однов фаэного замыкания на землю — уровень напряжения нейтрали более 0,2 U

При этом на выходе блока 4 выбора режима работы в нормальном режиме работы име45 ется логический нуль, а при замыкании на землю — логическая единица.

На выходе блока 3 выбора поврежденной фазы появляется напряжение при одновременном снижении напряжения на одной из фаз

50 сети ниже уровня 0,2 Оф и повышении напря жения нейтрали выше уровня 0,2 Оф.

Остаточное напряжение поврежденной фазы с выхода блока 3 поступает на фильтр 5 основной гармоники, предназначенный для выделения сигнала частоты 50 Гц при наличии высших и субгармоник.

На входы блока 6 измерения поступают напряжение нейтрали, напряжение поврежденной

4 фазы и сигнал управления "0 или "1 соответственно для нормального режима или режима однофазного замыкания на землю от блока 4 выбора режима работы.

Блок 6 измерения содержит источник опорного напряжения (частота 50 Гц) с регулируемой фазой.

В блоке 6 положительные синусоидальные полуволны напряжения нейтрали, поврежденной фазы и опорного напряжения преобразовываются в прямоугольные импульсы длительностью

10 мс, с частотой 50 Гц и постоянной амплитудой.

° В нормальном режиме работы сети в блоке

6 измерения определяется разность фаз напряжения нейтрали и опорного напряжения, Опорное напряжение подбирается так, что при точной настройке компенсации разность фаз составляет 90 эл. град. При этом на выходе блока 6 измерения имеют место прямоугольные импульсы длительностью 5 мс, следующие с частотой

50 Гц.

При замыкании на землю в блоке 6 измерения определяется разность фаз между напряжением поврежденной фазы и нейтрали. При точной настройке компенсации разность этих напряжений также составляет 90 эл. град., что достигается специальной фазовой коррекцией напряжения поврежденной фазы, На выходе блока 6 измерения также, как и в нормальном режиме, имеют место прямоугольные импульсы длительностью 5 мс.

Изменению расстройки компенсации на+ 100% в обоих режимах работы соответствует изменение длительности импульса на выходе блока 6 от 0 до 10 мс.

Длительность импульса на выходе блока 6 является носителем информации о степени расстройки компенсации.

Основным элементом блока 7 переключения и запоминания является многоразрядный однотактный реверсивный сдвиговый регистр. Количество разрядов регистра равно количеству ступеней переключения дутогасящего реактора, Логическая единица может находиться только в одном из разрядов регистра, во всех остальных разрядах нули Каждому разряду регистра соответствует определенная индуктивность дугогасящего реактора, причем при сдвиге логической единицы из первого разряда до W-го индуктивность реактора изменяется монотонно.

При точной настройке компенсации, когда длительность импульса на входе блока 7 равна

5 мс, в одном иэ разрядов регистра находится логическая единица. С возникновением в сети расстройки компенсации определенного знака длительность импульса на входе блока 7 становится соответственно больше или меньше

5 мс. При этом в каждый период происходит

868917 последовательный сдвиг логической единицы влево или вправо. Направление сдвига выбирают таким образом, что соответственное изменение индуктивности дугогасяшего реактора приводит к восстановлению точной настройки компенсации.

Под воздействием логической единицы каждого разряда регистра в блоке 8 управления формируются мощные высокочастотные импульсы, управляющие соответствующими тиристорами исполнительного элемента 9.

Исполнительный элемент 9 представляет собой тиристорный коммутатор, осуществляющий переключение ответвлений обмотки дутогасящего реактора и, соответственно, ступенчатое регулирование его индуктивности. Коммутирование ответвления обмотки происходит в моменты перехода тока реактора через нулевое значение.

Предлагаемое устройство обладает более высокой, в сравнении с другими аналогичныьщ аппаратами, скоростью регулирования компенсации вследствие применения быстродействующего измерительного органа и соответствующего исполнительного элемента. Отклонение

2» расстройки компенсации в сети выявляется блоком измерения в течение максимум двух периодов напряжения промышленной частоты, т.е. 40 мс из-за отсутствия промежуточного преобразования угол — напряжение.

Для обеспечения требуемого по правилам

30 отклонения от точной настройки не более 5% и глубины регулирования 2, дугогасяший реактор должен иметь по меньшей мере 15 стуленей регулирования индуктивности. При этом для последовательного перебора всех значений З5 индуктивности реактора с тиристорным коммутатором. требуется 300 мс.

Таким образом, д,пя ликвидации возникшей в сети максимальной расстройки требуется время, не превышающее 340 мс, что в несколько раз меньше, чем у аналогичных устройств, использующих реакторы с подмагничиванисм и на два порядка меньше чем при использовании реакторов с регулируемым воздушным зазором, Указанное быстродействие предлагаемого устройства создает значительные преимущества при настройке компенсации в режиме однофазного, особенно дугового, замыкания на землю.

Уменьшается ущерб от аварий, вызванных замыканиями на землю, повышается надежность электроснабжения потребителей.

Формула изобретени я

Устройство для автоматической настройки дутогасяших реакторов, например, со ступенчатым регулированием тиристорным коммутатором, содержащее датчик напряжения нсйтрали и последовательно соединенные датчик фазовых напряжений сети, блок выбора поврежденной фазы, фильтр основной гармоники и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффективности компенсации емкостных токов однофаэных замыканий на землю, в него введены последовательно соединенные блок измерения, блок регулирования и запоминания, блок управления, соединенный с исполнительным элементом, при этом к входам блока измерения подключены соответственно первый выход блока выбора режима работы, фильтр основной гармоники и датчик напряжения нейтрали, причем вход блока выбора режима работы соединен с датчиком напряжения нейтрали, а второй выход — g блоком выбора поврежденной фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экснертизе

1. Авторское свидетельство СССР 1Р 672700, кл. Н 02 J 3/18, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР b 564680, кл. Н 02 J 3/12, 1973.

868917

Составитель Г. Дамская

Редактор Ю. Ковач Техред А. Бабинец Корректор A. Ферени

Заказ 8348/79 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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