Устройство для автоматической компенсации тока и напряжения однофазного замыкания на землю

 

и 936204

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 18.04.80 (21) 2912279/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (51)M. Кл.

Н 02 1 9/08

3Ьнударнтнанвй квинтет

СССР нв денни нзейрвтеннй н атнрытнй

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 15 06 82 (53) УДК 621.З18.43(088.8) (72) Авторы изобретения

Д.Н.Степанчук, А.А.Чупайленко и В.Н.Задирака

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ

ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим устройствам компенсации тока замыкания на землю, и предназначено для использования в первую очередь в шахтных высоковольтных кабель- 3 ных сетях, специфика эксплуатации которых требует повышенной безопасности работы компенсированной сети.

Известно устройство для автоматической компенсации тока замыкания на землю, состоящее иэ дугогасящего реактора, блока выбора напряжения, однофазного трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выходу блока выбора напряжения, а вторичная обмотка служит для под" ключения к нейтрали сети, а также трехфазного трансформатора, две группы вторичных обмоток которого соеди?в нены по схеме зигзаг и подключены к выходу блока выбора напряжения, а первичная обмотка служит для подключения на напряжения сети (11.

Известное устройство обладает рядом существенных недостатков, а именно: требуется два специальных трансформатора; устройство трудно поддается автоматизации; низкая точность настройки; не компенсируется напряжение на поврежденной фазе; не обеспечивается безопасность эксплуа- тации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, которое состоит иэ присоединительного трансформатора с основной вторичной обмоткой, трансформатора компенсации, трансформатора напряжения, блока управления компенсацией, основной триады тиристоров, причем нулевая точка первич° ной обмотки присоединительного трансформатора соединена с одним концом первичной обмотки компенсирующего трансформатора, а второй конец обмотки соединен с землей, нулевая точка основной вторичной обмотки

3 93620 присоединительного трансформатора соединена с концом вторичной обмотки компенсирующего трансформатора, а второй конец обмотки соединен с одними концами основной триады тиристоров, другие концы триады тиристоров соединены со вторичной обмоткой присоединительного трансформатора. 8ыход трансформатора напряжения соединен со входом блока управления компенсацией, а выход блока соединен с цепями управления основной триады тиристоровГ2 l.

Однако эффективность работы дан;"ного устройства резко снижается с ростом величины емкостного тока сети, а при больших емкостных токах устройство не компенсирует ток в мес-те замыкания на землю, не гасит устойчивую дугу, а также не обеспечивается безопасность эксплуатации компенсированной сети при широком изменении емкостного тока сети.

Цель изобретения - повышение безопасности эксплуатации компенсированной сети.

Поставленная цель достигается в устройстве для автоматической компенсации тока и напряжения однофазного замыкания на землю, содержащем трехфазный присоединительный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети, соединена в звезду, нейтраль которой соединена с землей через первичную обмотку однофазного компенсирующего трансформатора, вторичная обмотка присоединительного трансформатора соединена в звезду, к нейтрали которой подключена вторичная обмотка компен о сирующего трансформатора, первый трехфазный тиристорный. выключатель, одной стороной подключенный к фазам вторичной обмотки присоединительного трансформатора, а на другой стороне соединенный в звезду, и трансформатор напряжения, подключенный к сети, к выходам которого подлючен блок управления компенсацией, введены дополнительная вторичная обмотка присоединлтельного трансформатора, соединенная в звезду, два трехфазных тиристорных выключателя и ос. новной и дополнительный блоки регулирования, каждый из которых состоит из блока подмагничивания, регулируемого и нерегулируемого дросселей, при этом питающие входы блоков подмагничивания подключены к фазам

4 соответствующих вторичных обмоток присоединительного транформатора, управляемые входы подключены к индивидуальным выходам блока управления компенсацией, а управляющие выходы подключены к обмотке подмагничивания соответствующего регулируемого дросселя, рабочая обмотка регулируемого дросселя основного блока регулирования включена между общей точкой первого тиристорного выключателя .и нерегулируемым дросселем, второй конец которого соединен с первым концом вторичной обмотки трансформатора компенсации, к точке соединения дросселей подключена общая точка второго тиристорного выключателя, второй стороной подключенного к фазам доI пол нитель ной вторичной обмотки при соединительного трансформатора, к кото рым подключен также третий тиристорный выключатель, между общей точкой другой стороны которого и нерегулируемым дросселем дополнительного блока регулирования включена рабочая обмотка регулируемого дросселя этого блока, второй конец нерегулируемого дросселя подключен к общей точке дополнительной вторичной обмотки, а к точке соедиНения регулируемого и нерегулируемого дросселей аополнительного блока регулирования подключен второй конец вторичной обмотки трансформатора компенсации.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Схема состоит из присоединительного трансформатора 1, который подключается к сети 2. Присоединительный трансформатор имеет первичную обмотку 3, основную 4 и дополнительную вторичные обмотки. Нерегулируемый дроссель 6 основного делителя напряжения 7 подключен к нулевой точке основной вторичной обмотки 4 присоединительного трансформатора 1, а регулируемый дроссель 8 с подмагничиванием подключен к общей точке тиристорного выключателя 9. Основной блок подмагничивания 10, подключенный к основной вторичной обмотке 4 присоединительного трансформатора 1, своим входом соединен с блоком управления кдмпенсацией 11, а выходом — с о6моткой подмагничивания 12 регули!

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет обеспечить компенсацию не только тока замыкания на землю, но и компенсацию напряжения на поврежденной фазе, при любой емкости сети, а также повысить безопасность эксплуатации компенсированных сетей, что особенно важно для шахтных сетей, и сократить простои от перерыва электроснабжения.

Формула изобретения

5 93620 руемого дросселя 8 основного делителя напряжения 7.

Общая точка тиристорного выключателя 13 подключена к средней точке основного делителя напряжения .7.

Тиристорные выключатели 13 и 14 и дополнительный блок подмагничивания 15 подключены к дополнительной вторичной обмотке 5 присоединительного трансформатора 1. Нерегулируемый дроссель 16 дополнительного делителя напряжения 17 присоединен к нулевой точке дополнительной вторичной обмотки 5 присоединительного трансформатора l.

А регулируемый дроссель 18 с подмагничиванием соединен с общей точ° кой тиристорного выключателя 14.

Дополнительный блок подмагничивания 15 своим входом соединен с выходом блока управления компенсацией

11, а выходом подключен к обмотке подмагничивания 19. Вход блока управления компенсацией 11 соединен с вы <одом трансформатора напряжения 20.

Первичная обмотка 21 компенсирующего трансформатора 22 включена между землей и нулевой точкой первичной обмотки 3 присоединительного трансформатора 1. А вторичная обмотка 23 компенсирующего трансформатора 22 включена между средней точкой дополнительного делителя напряжения 17 и нулевой точкой вторичной обмотки 4 присоединительного трансформатора 1.

Вторичные обмотки присоединительного трансформатора 4 и 5 включены встречными звездами. Основная компенсирующая электродвижущая сила снима" ется с одной из фаз прямой звезды 5 через соответствующий тиристорный выключатель 13, Цепи управления от блока управления компенсацией ll к тиристорам не показаны. Для случая, когда замыкается на земле фаза А, включенные тиристорные выключатели заштрихованы. Элементы под номерами

7, 10 и 12 объединяются в один общий блок под названием основной блок регулирования 24, а элементы под но50 мерами 15, 17 и 19 объединяются в один общий блок под названием дополнительный блок регулирования 25.

Чтобы полностью исключить ток в поврежденной фазе и компенсировать ее

55 потенциал до нуля при любом значении сопротивления заземления необходимо к вектору компенсирующей электродвижущейся силы ЭДС) приба4 6 вить некоторое корректирующее напряжение.

Величина тока замыкания изменяется в зависимости от емкости сети, т.е. величину корректирующего напряжения надо регулировать. !(орректирующее напряжение содержит продольную и поперечную составляющие, причем продольная составляющая больше поперечной составляющей. Соотношение этих составляющих зависит от величин индуктивной и активной составляющих сопротивления компенсирующего трансформатора 22. Поперечная составляющая корректирующего напряжения снимается посредством дополнительного делителя напряжения 17 с отстающей фазы прямой звезды 5, а продольная составляющая - посредством делителя напряжения 7 с одноименной фазы обратной звезды 4 (-А).

Реактивные делители напряжения

7 и 17 состоят из линейных низкоомных дросселей 6 и 16 на выходе, с которых снимается малое напряжение (не более 20 В при 0 =220 В) . !

Входными сопротивлениями этих регулируемых делителей напряжения являются дроссели 8 и 18 с подмагничиванием, которые через блоки подмагни- чивания 10 и 15 управляются регулятором 11. Регулятор 11 устанавливает корректирующие напряжения такими, чтобы обе составляющие напряжения поврежденной фазы относительно земли были равны нулю.

Устройство для автоматической комI йенсации тока и напряжения однофазного замыкания на землю, содержащее трехфазный присоединительный трансформатор, первичная обмотка которого, подключенная к сети, соединена в звезду, нейтраль которой соедине93620

7 на с землей через первичную обмот-. ку однофаэного компенсирующего трансформатора, вторичная обмотка присоединительного трансформатора соединена в звезду, к нейтрали которой 5 подключена вторичная обмотка компенсирующе го трансформатора, первый трехфазный тиристорный выключатель, одной стороной подключенный к фазам вторичной обмотки присоединительного 16 трансформатора, а на другой стороне .соединенный в звезду„и трансформатор напряжения, подключенный к сети, к выходам которого подключен блок управления компенсацией, о т л ич а ю щ е е с я тем, что с целью повышения безопасности эксплуатации сети, в него введены дополнительная вторичная обмотка присоединительного трансформатора, соеди- 20 ненная в звезду, два трехфаэных тиристорных выключателя и основной и дополнительный блоки регулирова ния, каждый из которых состоит иэ блока подмагничивания, регулируе- 25 мого и нерегулируемого дросселей, при этом питающие входы блоков подмагничивания подключены к фазам соответствующих вторичных обмоток присоединительного трансформатора, 5О

:управляемые входы подключены к индивидуальным выходам блока управления компенсацией, а управляющие выходы . подключены к обмотке подмагничивания соответствующего регулируемого дросселя, рабочая обмо% ка регулируемого дросселя основного блока регулирования включена между общей точкой первого тиристорного выключателя и нерегулируемым дросселем, второй конец которого соединен с первым концом вторичной обмотки трансформатора компенсации, к точке соединения дросселей подключены общая точка второго тиристорного выключателя, второй стороной подключенного к фазам дополнительйой вторичной обмотки присоединительного трансформатора, к которым подключен также третий тиристорный выключатель, между общей точкой другой стороны которого и нерегулируемым дросселем дополнительного блока .регулирования включена рабочая обмотка регулируемого дросселя этого блока, второй конец нерегулируемого дросселя подключен к общей точке дополнительной вторичной обмотки, а к точке соединения регулируемого и нерегулируемого дросселей дополнительного блока регулирования подключен второй конец вторичной обмотки трансформатора компенсации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство CCCP

N 559325, кл. H 02 H 9/08, 1977.

2. Иузалевский А.А . Иетод глубокого снижения потенциала аварийной фазы относительно земли в электроустановках с изолированной нейтралью.

"Уголь", 1978, Н 8, с. 49-51 (ппо оти гт 1 .