Способ настройки дугогасящего реактора и устройство для его осуществления

 

О П И С А H И Е 943983

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ JlbCTBY

CoIo3 Советсиив ,Социалистичесиик республик (51) Дополнительное к авт. свнд-ву

{22) Заявлено 13. 10. 80 (21) 2991147/24-07 с присоединением заявки J% (23) Приоритет(Sl)M. Кл.

Н 02 Н 9/08

1ваураратввавыв

СССР ае двлэи взаарвтевий и атерытк»

Опубликовано 15. 07. 82. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 15. 07. 82 (53 } УД К 621. 316. .925 (088. 8) (72) Автор изобретения

С. Н, Ки слен ко

Институт электродинамики АН Украинской ССР. (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДУГОГАСЯЩЕГО РЕАКТОРА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к распределению электроэнергии и может быть использовано в электрических распределительных сетях.

Известны способы настройки дуго5 гасящих реакторов, основанные на измерении реактивной проводимости контура нулевой последовательности сети, экстремальных зависимостях напряжения нейтрали, фазовых характеристик напряжения нейтрали 111, Недостатком этих способов является сложность технической реализации автоматических регуляторов, необ-1 ходимость применять дополнительное силовое электрооборудование °

Наиболее близким к предлагаемому является способ, основанный на измере-ра нии частоты (периода) свободных колебаний напряжения нейтрали сети, возникающих после самоликвидации однофазного замыкания.

Согласно этому способу в течение переходного процесса после ликвидации однофазного замыкания.на землю измеряют частоту (период) свободных колебаний напряжения на дугогасящем реакторе и по известной зависимости („) =Я -y производят соответственное изменение индуктивности дугогасящего реактора с тем, чтобы частота свЬбодных колебаний совпадала с частотой сети )2J .

Недостатком этого способа является то, что информация о степени. настройки дугогасящего реактора (ДГР)

V поступает в течение кратного промежутка времени только после самоликвидации однофазного замыкания на землю, когда имеет место переходный .процесс восстановления нормального режима работы сети. Несмотря на очевидную простоту, этот способ настройки ДГР самостоятельно не используется. Его применяют лишь в соче3 94398 тании с другими способами, позволяющими производить предварителвную настройку реакторов до:замыкания на землю, а также во время длительного устойчивого однофазного замыкания.

С появлением новых конструкций

ДРГ Я и Я, настраиваемых под напряжением путем переключения ответвлений обмотки тиристорными коммутаторами, возможности применения 1ф способа настройки реакторов, основанного на измерении частоты свободных колебаний, могут быть расширены.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для настройки дугогасяще- ls го реактора является устройство, соДержащее два канала регулирования, один из которых действует при устой" чивом замыканйи на землю, а другой при неустойчивом. Второй канал регулирования работает в режиме горения заземляющей дуги, когда последняя имеет бестоковые паузы. Этот канал включает в себя блокирующий элемент, измеритель частоты свободных колеба- уз ний напряжения смешения нейтрали, ма нитное аналоговое регулируемое запоминающее устройство, исполнительный орган I5).

Недостатком работы этого устройст- за . ва является то, что второй канал ре", гулирования. используется только при бестоковых паузах после обрыва заземляющей дуги.

Цель изобретения - обеспечение настройки реактора в нормальном режиме работы сети., Поставленная цель достигается тем, что согласно способу настройки дугогасящего реактора путем измерения частоты напряжения нейтрали в течение переходного процесса в сети и изменения индуктивности дугогасящего реактора в зависимости от измеренной частоты напряжений указанный переходный процесс создают путем периодического подключения дугогасящего реактора к нейтрали.

С целью обеспечения предварительной настройки компенсации в нормальном режиме работы сети устройство, содержащее блокирующий элемент, подключенный к датчику напряжения нейтра. ли, последовательно соединенные блок измерения частоты, блок регулирования и запоминания. и исголнительный элемент, дополнительно снабжено sarpa. дительным фильтром промышленной час3 ф тоты, подключенным к датчику напряжения нейтрали и блоку измерения частоты, и блоком периодической коммутации, включенным между блокирующим и исполнительным элементами.

На фиг..1 представлена схема замещения сети, на фиг. 2 - блоксхема устройства для настройки дугогасящего реактора(ДГР) .

Переходные процессы, сопровождающиеся свободной составляющей в напряжении нейтрали, имеют место в контуре нулевой последовательности при любом изменении конфигурации сети.

Однако эти изменения носят случайный характер и не могут быть использованы для уверенного непрерывного управления настройкой компенсации.

В нормальном режиме работы сети индуктивность ДГР 1 (фиг. 11 образует с емкостью сети 2 на землю последова,тельныйрЬС"контур, ток в котором вызывается соответственным напряжением несимметрий от источника 3 напряжения несимметрии промышленной частоты, последовательно с которым включены сопротивление 4, эквивалентное активным потерям в контуре, и исполнительный элемент 5.

При включении исполнительного элемента 5 в контуре имеет место переходный процесс.

Изменяя индуктивность реактора

1 путем переключения ответвлений его обмотки исполнительным элементом 5, добиваются равенства частот свободной и вынужденной составляющих, что соответствует точной настройке компенсации.

Затухание свободной составляющей в реальных сетях происходит за время порядка нескольких секунд. Соответственно этому времени для постоянного контроля за режимом настройки компенсации необходимо периодически отключать и вновь подключать ДГР к нейтрали

Длительность отключенного состояния реактора достаточно выбрать порядка периода напряжения промышленной частоты.

При этом вероятность того, что замыкание на землю произойдет при отключенном реакторе составляет весьма малую величину порядка 0,0080,01.

При появлении замыкания на землю периодические отключения реактора

943983

5 недопустимы. В этом режиме реактор постоянно подключен, что обеспечивает нормальную компенсацию емкостного тока замыкания, а необходимую настройку реактора можно осущест- f вить, измеряя частоту свободных колебаний напряжения нейтрали при обрывах заземляющей дуги.

Предлагаемый способ позволяет постоянно контролировать режим и производить соответствующую настройку дугогасящего реактора, используя естественные электромагнитные процессы в контуре нулевой последовательности сети. 15

Устройство для осуществления спо- . соба содержит датчик 6 напряжения нейтрали, который подключен к заградительному фильтру 7 промышленной частоты и через блок 8 изме- 2ф рения частоты к блоку 9 регулирования и запоминания, выход которого подключен к исполнительному элементу 10, вход блокирующего элемента

11 подключен к датчику напряжения 25 нейтрали, а выход через блок 12 периодической коммутации и исполнительный элемент 10 - к дугогасящему реактору 13

Устройство раб< тает следующим зв образом.

В нормальном режиме работы сети блок 12 периодической коммутации воздействует на исполнительный . элемент 10, представляющий собой тиристорный переключатель ответвлений обмотки дугогасящего реактора 13 °

Реактор 13 периодически подключается на 1 - 2 с и отключается на 0,02 с от нейтрали сети.

При подключении реактора 13 в контуре нулевой последовательности воэ» никает переходный процесс характеризующийся наличием в напряжении нейтрали затухающей свободной периодической, составляющей.

Частота этой составляющей является носителем информации о настройке компенсации, Интервал 50-70 Гц соответствует недокомпенсации, а

0-50 Гц - перекомпенсации.

Напряжение нейтрали от датчика

6 через заградительный фильтр 7 посту. пает на блок 8 измерения частоты.

Фильтр 7 не пропускает напряжение в полосе частот 49-51 Гц, чем исключает влияние вынужденной составляющей.

В соответствии с частотой напряжения на выходе фильтра 7 блок 8 измерения частоты воздействует на блок 9 регулирования и запоминания, выполненный, например, на основе многоразрядного реверсивного сдвигового регистра.

Блок 9 воздействует на исполнительный элемент 10, который переключает ответвления обмотки дуго" гасящего реактора 13.

Тиристорный переключатель может осуществить процесс переключения за время порядка О,1 - 0,3 с.

При последовательном переключе" нии каждого ответвления обмотки частота свободной составляющей приближается к значению 50 Гц.

При достижении этой частоты фильтр 7 не пропускает сигнал на вход блока 8 измерения частоты.

Блок 9 запоминает последнее значение индуктивности реактора 13 и оста навливает процесс переключения от-! ветвлений исполнительным элемейтом

10. По истечении 1 - 2 с блок 12 периодической коммутации воздействует на исполнительный элемент 10 и отключает реактор 13 от нейтрали.

Через 0,02 с реактор 13 вновь подключается к нейтрали.

Далее процесс повторяется. Изменению емкости сети соответствует изменение индуктивности дугогасящего реактора, чем обеспечивается эффективная компенсация емкостного тока при возникновении замыкания на землю. Блокирующий элемент 11 при этом обеспечивает непрерывное подключение реактора к нейтрали.

При обрыве заземляющей дуги процесс регулирования осуществляется так же, как и при использовании известного способа.

Предлагаемое устройство отличается простотой технической реализации, особенно при, использовании современной ми кроэле ктронной базы. Исполнительный элемент - тиристорный переключатель ответвлений используется не только. непосредственно по назначению для изменения индуктивности реактора, но и для создания в контуре нулевой последовательности необходимого переходного процесса. Единый блок измерения частоты работает как в нормальном, так и в аварийном режимах. Благодаря высокому коэффи;

7 943983 8 циенту использования, функциональных минания и исполнительный элемент, блоков устройства обеспечивается о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, непрерывная готовность системы пре- с целью обеспечения предварительдотвратить последствия однофазного, ной настройки компенсации в нормаль;замыкания на землю и тем самым cno- y ном режиме работы сети, оно допол собствовать надежному электроснаб- нительно снабжено заградительным жению потребителей. фильтром промышленной частоты, подДля обеспечения процесса по пред- ключенным к датчику напряжения нейлагаемому способу не требуется спе- трали и к блоку измерения частоты, циальное силовое электрооборудование 10 и блоком периодической коммутации, и соответственно уменьшаются прямые включенным между блокирующим и исматериальные затраты при его реали- полнительным элементами. зации.

Формула изобретения

1. Способ настройки дугогасящего реактора путем измерения частоты напряжения нейтрали в течение пере-. 30 ходного процесса и изменения индуктивности дугогасящего реактора в зависимости от измеренной частоты напряжений, отличающийся тем, что, с целью обеспечения настрой05 ки реактора в нормальном режиме работы сети, указанный переходный процесс создают путем переодического подключения дугогасящего реактора к нейтрали. 30

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее блокирующий элемент, подключенный к датчику напряжения нейтрали, последова. тельно соединенные блок измерения частоты, блок регулирования и запоИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Трухан А. П. Автоматическая компенсация токов замыкания на землю в электрических сетях, Кие в, "Наукова думка", 1968.

2. Брызгин О. P Некоторые способы измерения расстройки компенсации емкостного тока при дуговых замыканиях на землю. Сб. "Проблемы технической электродинамики", вып.21, Киев, "Наукова думка", 1969.

3. Мастрюков Л. А. Порудоминс".. кий В. В., Ракитский А. Н. Заземляющие дугогасящие реакторы с бесконтактным тиристорным управлением.—

"Электротехника", 1978, 11 10.

4. Кисленко С. Н. Дискретное регулирование дугогасящих реакторов.Сб. "Электрические сети и системы".

Львов, изд. ЛГУ, 1978, У 14.

5. Авторское свидетельство СССР

N 296189, кл. Н 02 Н 9/08, !967.

943983

Составитель Г. Дамская

Редактор Л. Алексеенко Техред Т. Маточка Корректор И. Муска

Заказ 5143/69 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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