RU2222857C1 - Method for automatic adjustment of arc-control reactor - Google Patents
Method for automatic adjustment of arc-control reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2222857C1 RU2222857C1 RU2002112895/09A RU2002112895A RU2222857C1 RU 2222857 C1 RU2222857 C1 RU 2222857C1 RU 2002112895/09 A RU2002112895/09 A RU 2002112895/09A RU 2002112895 A RU2002112895 A RU 2002112895A RU 2222857 C1 RU2222857 C1 RU 2222857C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- network
- reactor
- frequency
- neutral
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности, к устройствам компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью напряжением 6-35 кВ, и может быть использовано для точного измерения ожидаемого емкостного тока замыкания на землю и последующей резонансной настройки дугогасящих реакторов (ДГР) в момент возникновения замыкания. The present invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to devices for compensating capacitive currents of a single-phase earth fault in electric networks with an insulated neutral voltage of 6-35 kV, and can be used to accurately measure the expected capacitive current of a earth fault and subsequent resonant tuning of arc suppression reactors (DGR) at the time of a fault.
Известно большое количество способов и устройств автоматической настройки дугогасящих реакторов [1] . В большинстве практически используемых систем компенсации используется предварительная резонансная настройка компенсирующих устройств без непосредственного измерения емкостных параметров сети, когда дугогасящие реакторы настраиваются до момента возникновения замыкания на землю по естественному либо искусственно созданному смещению напряжения нейтрали сети. There are a large number of methods and devices for automatic tuning of extinguishing reactors [1]. Most practically used compensation systems use a preliminary resonant adjustment of compensating devices without directly measuring the capacitive parameters of the network, when the arcing reactors are tuned until a fault occurs on the earth using a natural or artificially created bias of the neutral voltage of the network.
В этих случаях увеличивается вероятность резонансных перенапряжений и, согласно ПУЭ, необходимо вводить расстройку компенсации не менее 5% от резонанса, что снижает точность компенсации и соответственно увеличивает остаточный ток в месте замыкания. К тому же, такие способы неприменимы для новых типов дугогасящих реакторов, в частности, управляемых подмагничиванием, для которых необходима быстрая и точная настройка в резонанс после возникновения замыкания на землю по замеренному в нормальном режиме работы значению ожидаемого емкостного тока сети. In these cases, the likelihood of resonant overvoltages increases and, according to the EMP, it is necessary to introduce a compensation mismatch of at least 5% of the resonance, which reduces the accuracy of compensation and accordingly increases the residual current at the fault location. In addition, such methods are not applicable to new types of arc suppression reactors, in particular, controlled by magnetization, which require fast and accurate tuning to resonance after an earth fault occurs according to the value of the expected capacitive current of the network measured in normal operation mode.
Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматической настройки дугогасящего реактора, включенного в нейтраль питающего трансформатора, заключающийся в создании на нейтрали искусственного потенциала непромышленной частоты путем введения в нейтраль источника непромышленной частоты, отличающийся тем, что измеряют емкостное сопротивление контура на непромышленной частоте, а в момент возникновения однофазного замыкания на землю запоминают емкостное сопротивление контура, отключают источник непромышленной частоты и осуществляют резонансную настройку реактора в замкнутом контуре автоматического регулирования путем сравнения ранее зафиксированного емкостного сопротивления и текущего сопротивления реактора, определяемого по току реактора и напряжению нейтрали на частоте сети [2]. Closest to the proposed one is a method for automatically setting an arcing reactor included in the neutral of a supply transformer, which consists in creating an artificial potential of non-industrial frequency on the neutral by introducing a non-industrial frequency source into the neutral, characterized in that the capacitance of the circuit is measured at the non-industrial frequency, and at the time of occurrence single-phase earth faults remember the capacitance of the circuit, turn off the source of non-industrial frequency and The resonant tuning of the reactor in a closed loop of automatic control is induced by comparing the previously recorded capacitance and current resistance of the reactor, determined by the current of the reactor and the neutral voltage at the network frequency [2].
При этом используется дополнительно подключаемый на сигнальную обмотку реактора генератор синусоидального сигнала непромышленной частоты, например, пониженной 16,6 Гц. В нормальном режиме работы сети генератор непрерывно обеспечивает смещение нейтрали, которое зависит от величины емкости фаз сети на землю и фиксируется на выходе обмотки трансформатора напряжения, соединенной в открытый треугольник. В момент возникновения замыкания устройство переходит из режима измерения в режим автоматической настройки реактора, обеспечивая точную компенсацию сравнением на входе пропорционально-интегрального регулятора замкнутого контура ранее вычисленного значения емкостного сопротивления сети с текущим индуктивным сопротивлением дугогасящего реактора. In this case, a generator of a sinusoidal signal of non-industrial frequency, for example, a reduced 16.6 Hz, is additionally connected to the signal winding of the reactor. In the normal mode of operation of the network, the generator continuously provides a neutral offset, which depends on the magnitude of the capacitance of the phases of the network to ground and is fixed at the output of the voltage transformer winding connected in an open triangle. When a short circuit occurs, the device switches from the measurement mode to the automatic reactor tuning mode, providing accurate compensation by comparing the previously calculated value of the capacitance of the network with the current inductance of the arc-extinguishing reactor at the input of the proportional-integral controller of the closed loop.
Такие устройства успешно работают и обеспечивают точную резонансную настройку современных дугогасящих реакторов, управляемых подмагничиванием. Однако указанный способ имеет ряд недостатков. Such devices operate successfully and provide accurate resonant tuning of modern arc suppression reactors controlled by magnetization. However, this method has several disadvantages.
Во-первых, область применения указанного способа и устройства ограничена в целом ряде типовых схем и режимов, в частности, при наличии параллельно включенных дугогасящих реакторов (нерегулируемых - "базовых") или при подключении на параллельную работу соседней секции шин со своим дугогасящим реактором. Это вызвано существенным снижением уровня ответного сигнала источника непромышленной частоты на параллельных индуктивностях реакторов, обладающих малым сопротивлением на пониженной частоте. Firstly, the scope of this method and device is limited in a number of typical schemes and modes, in particular, in the presence of parallel-connected arc suppression reactors (non-regulated - "base") or when a neighboring section of tires is connected to parallel operation with its own arc suppression reactor. This is caused by a significant decrease in the response signal of the non-industrial frequency source at parallel inductors of reactors with low resistance at a low frequency.
Во-вторых, в таких устройствах используется резонансная настройка сравнением индуктивности дугогасящего реактора на промышленной частоте (для России - 50 Гц) с ранее замеренной емкостной проводимостью сети на непромышленной частоте (16,6 Гц), для чего необходимо проводить опыт искусственного однофазного замыкания при наладке на реальной подстанции, в процессе которого подбирают соответствующие этим частотам коэффициенты. Secondly, in such devices resonance tuning is used by comparing the inductance of an arc suppression reactor at an industrial frequency (for Russia - 50 Hz) with the previously measured capacitive conductivity of the network at an non-industrial frequency (16.6 Hz), for which it is necessary to conduct an experiment of artificial single-phase short circuit during commissioning at a real substation, during which the coefficients corresponding to these frequencies are selected.
В-третьих, использование этих устройств автоматической настройки исключает возможность повышения быстродействия настройки современных управляемых ДГР, в частности, за счет их предварительного (до возникновения замыкания) подмагничивания стабилизированным током величиной, существенно меньшей (на порядок), чем требуется для полной настройки в резонанс с емкостью сети. При этом, сохраняя условия значительной расстройки компенсации в нормальном режиме, ДГР выходит на режим точной компенсации при замыкании за время менее 1 периода частоты сети. Однако при этом малое собственное сопротивление ДГР на пониженной частоте практически исключает использование генератора 16,6 Гц. Thirdly, the use of these automatic tuning devices eliminates the possibility of increasing the tuning speed of modern controlled GDRs, in particular, due to their preliminary (before the occurrence of a short circuit) magnetization by a stabilized current of a value significantly lower (by an order of magnitude) than that required for full tuning to resonance network capacity. At the same time, preserving the conditions of a significant detuning compensation in the normal mode, the GDR enters the exact compensation mode when the circuit is closed for less than 1 period of the network frequency. However, the low intrinsic resistance of the GDR at a reduced frequency virtually eliminates the use of a generator of 16.6 Hz.
В четвертых, существующие устройства не производят непосредственное измерение ожидаемого емкостного тока сети при замыкании на землю (что и необходимо для контроля оперативным персоналом), а лишь отслеживают соотношение текущего емкостного сопротивления сети и индуктивного сопротивления реактора при возникновении замыкания. Fourth, existing devices do not directly measure the expected capacitive current of the network during an earth fault (which is necessary for monitoring by operating personnel), but only monitor the ratio of the current capacitive resistance of the network and the inductive reactance of the reactor when a short circuit occurs.
Все эти недостатки можно исключить, если в качестве источника непромышленной частоты использовать генератор переменной частоты (с диапазоном изменения от 20 до 80 Гц) и, сканируя им сеть, найти частоту резонанса реакторов с емкостью сети. Поскольку при найденном резонансе текущей емкости сети как с подмагниченным реактором, так и с параллельным "базовым", потребление генератора минимально, а ответный сигнал с нейтрали сети максимален, указанные выше проблемы исключаются. При этом из простых соотношений, как это показано ниже, определяется ожидаемый ток замыкания на промышленной частоте и исключается тем самым необходимость проведения опыта искусственного однофазного замыкания при настройке на подстанции. All these disadvantages can be eliminated by using a variable frequency generator (with a range of variation from 20 to 80 Hz) as a source of non-industrial frequency and scanning the network with it to find the resonance frequency of reactors with network capacity. Since when the resonance of the current capacity of the network is found with both a magnetized reactor and a parallel “base” one, the generator consumption is minimal, and the response signal from the network neutral is maximum, the above problems are eliminated. Moreover, from the simple relations, as shown below, the expected short-circuit current at the industrial frequency is determined and thereby eliminates the need for an artificial single-phase short circuit test when setting up at a substation.
Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа и обеспечение универсальности применения устройств на его основе, повышение быстродействия и точности настройки компенсации во всех возможных режимах работы сети, а также упрощение процесса наладки на подстанциях. The aim of the invention is to expand the functionality of the method and ensure the versatility of the use of devices based on it, increase the speed and accuracy of compensation settings in all possible network modes, as well as simplify the process of commissioning at substations.
Указанная цель достигается тем, что дугогасящий реактор подмагничивают стабилизированным током величиной существенно ниже необходимой для его резонансной настройки, в качестве источника непромышленной частоты используют генератор переменной частоты и измеряют величину ожидаемого емкостного тока однофазного замыкания на землю сканированием нейтрали сети генератором переменной частоты через сигнальную обмотку дугогасящего реактора, нахождением частоты резонанса индуктивности реактора и текущей емкости сети на землю на непромышленной частоте, и последующим вычислением величины ожидаемого емкостного тока металлического однофазного замыкания на землю по формуле:
где Iзам - ожидаемый емкостной ток при металлическом однофазном замыкании на землю;
Iдгр - известная величина тока управляемого дугогасящего реактора на данной секции шин;
Iбаз - известная величина тока параллельно включенного нерегулируемого базового реактора (при его отсутствии это значение равно нулю);
f50 - номинальная промышленная частота сети (для России 50 Гц);
fp - найденная частота резонанса индуктивности подключенных реакторов с текущей емкостью сети на землю.This goal is achieved by the fact that the arcing reactor is magnetized with a stabilized current substantially lower than necessary for its resonant tuning, a variable frequency generator is used as a non-industrial frequency source, and the value of the expected capacitive current of a single-phase earth fault is measured by scanning the neutral of the network with a variable frequency generator through the signal winding of the arcing reactor , finding the resonance frequency of the inductance of the reactor and the current capacitance of the network to earth at a non-industrial constant frequency and then calculating the expected value of the capacitive current metal single phase ground fault according to the formula:
where I Deputy - the expected capacitive current with a metal single-phase earth fault;
I dgr is the known current value of the controlled arc suppression reactor on this section of tires;
I bases - the known value of the current in parallel connected unregulated base reactor (in its absence, this value is zero);
f 50 - rated industrial frequency of the network (for Russia, 50 Hz);
f p is the found resonance frequency of the inductance of the connected reactors with the current network capacity to ground.
Указанный способ основан на том, что при резонансе параллельно включенных емкости и индуктивности их сопротивления Xc = 1/ωC = 1/2πfC и Xp = ωL = 2πfL равны (Xр=Xс), напряжение на них максимально, а ток источника минимален (теоретически равен нулю). Для полной компенсации емкостного тока однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью должна быть обеспечена точная резонансная настройка индуктивности реактора с емкостью контура нулевой последовательности сети в режиме однофазного замыкания на промышленной частоте Хр=Хс, откуда
2πfL = 1/2πfC,
a C = 1/4π2f2L,
где С - емкость всех фаз сети на землю;
L - индуктивность дугогасящего реактора;
f - частота напряжения на нейтрали сети;
ω - круговая частота.The indicated method is based on the fact that when the capacitance and inductance of their resistance are parallel connected, X c = 1 / ωC = 1 / 2πfC and X p = ωL = 2πfL are equal (X p = X s ), the voltage on them is maximum, and the source current minimal (theoretically equal to zero). To fully compensate for the capacitive current of a single-phase earth fault in a network with an isolated neutral, an accurate resonant adjustment of the reactor inductance with the capacity of the zero-sequence circuit of the network in a single-phase circuit at an industrial frequency X p = X s must be provided, whence
2πfL = 1 / 2πfC,
a C = 1 / 4π 2 f 2 L,
where C is the capacity of all phases of the network to the ground;
L is the inductance of the arcing reactor;
f is the voltage frequency at the neutral of the network;
ω is the circular frequency.
Как указано ранее, в известных способах автоматической настройки дугогасящих реакторов традиционных конструкций в нормальном режиме работы сети осуществляется постоянная резонансная настройка реактора на промышленной частоте по максимуму естественного или искусственного напряжения смещения нейтрали, либо по фазовым характеристикам контура нулевой последовательности сети (при резонансе фазы тока и напряжения совпадают). As indicated earlier, in the known methods for automatic tuning of extinguishing reactors of traditional designs in the normal mode of operation of the network, the reactor is constantly resonantly tuned at the industrial frequency to the maximum of the natural or artificial voltage of the neutral bias, or according to the phase characteristics of the zero-sequence circuit of the network (with resonance of the phase of the current and voltage match).
Однако для современных управляемых подмагничиванием дугогасящих реакторов такой способ неприменим, поскольку они настраиваются в резонанс после возникновения однофазного замыкания, а в нормальном режиме работы сети имеют значительно более высокое сопротивление на промышленной частоте сети. Это является одним из основных преимуществ таких реакторов, поскольку в нормальном режиме работы сети отсутствуют резонансные перенапряжения при коммутациях и других возмущениях. However, for modern arc-controlled magnetizing reactors, this method is not applicable, since they are tuned to resonance after a single-phase fault occurs, and in normal operation of the network they have much higher resistance at the industrial frequency of the network. This is one of the main advantages of such reactors, since in normal operation of the network there are no resonant overvoltages during switching and other disturbances.
Тем не менее, резонанс реактора и емкости сети возможно получить и зафиксировать на соответствующей, отличной от промышленной, частоте напряжения на нейтрали сети. Если от генератора переменной частоты обеспечить достаточное для измерения смещение нейтрали (порядка двух-трех процентов), то при изменении частоты генератора в требуемом диапазоне всегда, при любом переменном значении емкости сети, найдется резонансная частота, при которой 2πfpL = 1/2πfpC. Здесь fp - резонансная частота, которая при неизменной и большой индуктивности реактора (при отсутствии подмагничивания или при незначительном подмагничивании) зависит только от емкости сети и как правило меньше промышленной частоты (при снижении частоты, соответственно, сопротивление емкости растет, а реактора снижается).Nevertheless, the resonance of the reactor and the capacitance of the network can be obtained and recorded at the corresponding voltage frequency at the neutral of the network, which is different from the industrial one. If we provide a neutral offset sufficient for measurement from the generator of variable frequency (of the order of two to three percent), then when the generator frequency changes in the required range always, for any variable value of the network capacitance, there will be a resonant frequency at which 2πf p L = 1 / 2πf p C. Here f p is the resonant frequency, which, with a constant and large reactor inductance (in the absence of magnetization or with a slight magnetization) depends only on the network capacity and is usually less than the industrial frequency (when reducing often you, respectively, the resistance of the capacitance increases, and the reactor decreases).
Если таким образом реактор настроен в резонанс с емкостью сети на непромышленной частоте, и эта частота зафиксирована (известными способами по максимуму напряжения на нейтрали, минимуму тока генератора либо совпадению фаз тока и напряжения), то далее для определения ожидаемого емкостного тока замыкания от ранее полученного выражения для емкости сети C = 1/4π2f
Iзам = UωC = 2πf50U/4π2f
откуда после умножения числителя и знаменателя на 2πf50 и с учетом, что в схеме могут присутствовать два реактора, получаем
где токи реакторов на промышленной частоте известны.If in this way the reactor is tuned in resonance with the capacitance of the network at a non-industrial frequency, and this frequency is fixed (by known methods for the maximum voltage on the neutral, the minimum current of the generator or the coincidence of the phases of the current and voltage), then to determine the expected capacitive fault current from the previously obtained expression for network capacity C = 1 / 4π 2 f
I deputy = UωC = 2πf 50 U / 4π 2 f
whence, after multiplying the numerator and denominator by 2πf 50 and taking into account that two reactors can be present in the circuit, we obtain
where currents of reactors at an industrial frequency are known.
Далее при возникновении однофазного замыкания на землю достаточно сохранить последнее замеренное значение тока и настроить в соответствии с ним ДГР регулятором в замкнутом контуре автоматического регулирования. При этом быстродействие настройки компенсации обеспечивается указанной выше величиной тока предварительного подмагничивания, а в случаях замыкания на землю через переходные сопротивления уставка регулятора корректируется в соответствии с отношением реального напряжения на нейтрали и номинального фазного напряжения сети. Further, in the event of a single-phase earth fault, it is sufficient to save the last measured current value and adjust the DDR regulator in accordance with it in a closed loop of automatic control. In this case, the speed of the compensation setting is ensured by the pre-magnetization current indicated above, and in case of an earth fault through transient resistances, the regulator setting is adjusted in accordance with the ratio of the real neutral voltage and the nominal phase voltage of the network.
Таким образом, сущность изобретения состоит в том, что способ автоматической настройки дугогасящего реактора, включенного в нейтраль питающего трансформатора, заключающийся в создании на нейтрали сети в нормальном режиме ее работы искусственного потенциала непромышленной частоты путем введения в нейтраль источника непромышленной частоты и измерении параметров контура нулевой последовательности сети на непромышленной частоте, а в момент возникновения однофазного замыкания на землю - запоминании результата измерения, отключении источника непромышленной частоты и резонансной настройке дугогасящего реактора в замкнутом контуре автоматического регулирования путем сравнения ранее измеренных параметров сети с текущими параметрами реактора на частоте сети, отличается тем, что дугогасящий реактор подмагничивают стабилизированным током величиной существенно ниже необходимой для его резонансной настройки. Thus, the essence of the invention lies in the fact that the method of automatic tuning of an arcing reactor included in the neutral of the supply transformer, which consists in creating an artificial potential of non-industrial frequency on the network neutral in the normal mode of its operation by introducing a non-industrial frequency source into the neutral and measuring the parameters of the zero sequence circuit networks at a non-industrial frequency, and at the time of a single-phase earth fault - remembering the measurement result, turning off the source of non-industrial frequency and resonant tuning of the arc suppression reactor in a closed loop of automatic control by comparing the previously measured network parameters with the current parameters of the reactor at the network frequency, differs in that the arc suppression reactor is magnetized by a stabilized current substantially lower than that necessary for its resonant tuning.
В качестве источника непромышленной частоты используют генератор переменной частоты и измеряют величину ожидаемого емкостного тока однофазного замыкания на землю сканированием нейтрали сети генератором переменной частоты через сигнальную обмотку дугогасящего реактора, нахождением частоты резонанса индуктивности реактора и текущей емкости сети на землю на непромышленной частоте, и последующим вычислением величины ожидаемого емкостного тока металлического однофазного замыкания на землю по формуле:
где Iзам - ожидаемый емкостной ток при металлическом однофазном замыкании на землю;
Iдгр - известная величина тока управляемого дугогасящего реактора на данной секции шин;
Iбаз - известная величина тока параллельно включенного нерегулируемого базового реактора (при его отсутствии это значение равно нулю);
f50 - номинальная промышленная частота сети (для России 50 Гц);
fp - найденная частота резонанса индуктивности подключенных реакторов с текущей емкостью сети на землю.A variable frequency generator is used as a non-industrial frequency source, and the value of the expected capacitive current of a single-phase earth fault is measured by scanning the neutral of the network with a variable frequency generator through the signal winding of the arcing reactor, finding the resonance frequency of the reactor inductance and the current network capacity to earth at the non-industrial frequency, and then calculating the value the expected capacitive current of a metal single-phase earth fault according to the formula:
where I Deputy - the expected capacitive current with a metal single-phase earth fault;
I dgr is the known current value of the controlled arc suppression reactor on this section of tires;
I bases - the known value of the current in parallel connected unregulated base reactor (in its absence, this value is zero);
f 50 - rated industrial frequency of the network (for Russia, 50 Hz);
f p is the found resonance frequency of the inductance of the connected reactors with the current network capacity to ground.
Затем при возникновении однофазного замыкания автоматическую настройку дугогасящего реактора осуществляют регулятором путем сравнения уставки, соответствующей ранее измеренному емкостному току сети, с текущим значением тока управляемого дугогасящего реактора по обратной связи от встроенного в реактор трансформатора тока, при этом ускорение выхода управляемого реактора на требуемое значение тока компенсации обеспечивают его предварительным подмагничиванием, а переходные сопротивления при неметаллическом замыкании учитывают путем коррекции уставки по току в соответствии с отношением текущего значения напряжения на нейтрали сети в режиме замыкания к его номинальному фазному значению по следующей формуле:
где Iуст - уставка по току регулятора управляемого дугогасящего реактора;
Uн тек - текущее напряжение на нейтрали сети в режиме однофазного замыкания на землю;
Uфаз - номинальное фазное напряжение сети, соответствующее смещению нейтрали сети при однофазном металлическом замыкании на землю.Then, when a single-phase fault occurs, automatic control of the suppression reactor is carried out by the regulator by comparing the setting corresponding to the previously measured capacitive current of the network with the current value of the controlled arc suppression reactor by feedback from the current transformer built into the reactor, while accelerating the output of the controlled reactor to the required compensation current value provide it with preliminary magnetization, and transition resistance with non-metallic circuit take into account put we correct current settings in accordance with the ratio of the current voltage value at the neutral of the network in the circuit mode to its nominal phase value according to the following formula:
where I mouth - current setting of the controller of the controlled arc suppression reactor;
U n tech - current voltage on the neutral of the network in the mode of a single-phase earth fault;
U phases - the nominal phase voltage of the network, corresponding to the displacement of the neutral of the network during a single-phase metal fault to earth.
Для пояснения принципа действия на чертеже приведена одна из возможных функциональных схем устройства, использующего предлагаемый способ. В данном случае схема содержит электрическую сеть с изолированной нейтралью напряжением 6-35 кВ, подключенный к ее нейтрали через питающий трансформатор 2 дугогасящий реактор 1 с сигнальной обмоткой и встроенными трансформатором тока и преобразователем тока подмагничивания (ПТ), емкости фаз сети на землю 3, трансформатор напряжения с обмоткой "открытый треугольник" 4, генератор переменной частоты 5, подключенный к сигнальной обмотке дугогасящего реактора через блок блокировки 6. С обмотки разомкнутого треугольника типового трансформатора напряжения 4 через блок измерения 7 в схему определения частоты резонанса 8 и далее в блок деления и вычисления тока 9 подается напряжение смещения нейтрали. С выхода блока 9 вычисленное значение тока замыкания подается в блок долговременной памяти 10 и далее на вход пропорционально-интегрального регулятора 11, вторым входом которого является информация от встроенного в реактор трансформатора тока через блок сопряжения 13. Выходной управляющий сигнал регулятора через блок формирования управляющих импульсов 12 поступает на встроенный преобразователь ПТ реактора, с которым связан также блок предварительного подмагничивания 14. To explain the principle of operation, the drawing shows one of the possible functional diagrams of a device using the proposed method. In this case, the circuit contains an electric network with an isolated neutral voltage of 6-35 kV, connected to its neutral via a supply transformer 2, an arcing reactor 1 with a signal winding and built-in current transformer and a magnetizing current converter (PT), the capacitance of the mains phase to ground 3, a transformer voltage with an open triangle winding 4, a variable frequency generator 5 connected to the signal winding of the arcing reactor through the blocking unit 6. From the open triangle winding of a typical transformer apryazheniya measuring unit 4 through 7 in the circuit determining the frequency of resonance of 8 and further to the dividing unit 9 and calculate the current offset voltage is applied to neutral. From the output of block 9, the calculated value of the fault current is supplied to the long-term memory block 10 and then to the input of the proportional-integral controller 11, the second input of which is information from the current transformer built into the reactor through the interface unit 13. The output control signal of the controller through the control pulse generation unit 12 enters the built-in converter PT of the reactor, which is also associated with the block of preliminary bias 14.
Приведенная на чертеже схема работает следующим образом. В нормальном режиме работы сети при отсутствии однофазного замыкания реактор 1 подмагничивается стабилизированным током от блока 14, и схема находится в режиме измерения ожидаемого емкостного тока замыкания на землю. При этом от генератора 5 через блок 6 и сигнальную обмотку реактора 1 в нейтраль сети подается напряжение переменной непромышленной частоты. В процессе сканирования (изменения) частоты генератора 5 в необходимом диапазоне (в общем случае от 10 до 100 Гц, практически - от 20 до 60 Гц) схема определения резонанса 8 по напряжению нейтрали и току от генератора 5 (или по их фазовым характеристикам) определяет момент резонанса и фиксирует резонансную частоту. The diagram shown in the drawing works as follows. In the normal mode of operation of the network in the absence of a single-phase fault, the reactor 1 is biased by a stabilized current from block 14, and the circuit is in the mode of measuring the expected capacitive earth fault current. In this case, a voltage of a variable non-industrial frequency is supplied from the generator 5 through the block 6 and the signal winding of the reactor 1 to the neutral of the network. In the process of scanning (changing) the frequency of the generator 5 in the required range (in the general case from 10 to 100 Hz, practically from 20 to 60 Hz), the circuit for determining the resonance 8 from the neutral voltage and current from the generator 5 (or from their phase characteristics) determines resonance moment and fixes the resonant frequency.
После этого блок 9 вычисляет значение ожидаемого тока по соответствующей формуле. При возникновении однофазного замыкания последнее вычисленное значение является уставкой для регулятора 11, обеспечивающего подмагничивание реактора через блок 12 в соответствии с найденным значением емкостного тока сети, откорректированным в соответствии со второй формулой в блоке 10. After that, block 9 calculates the value of the expected current according to the corresponding formula. When a single-phase circuit occurs, the last calculated value is the setting for the controller 11, which provides magnetization of the reactor through block 12 in accordance with the found value of the capacitive current of the network, corrected in accordance with the second formula in block 10.
При возникновении замыкания генератор 5 отключается от сигнальной обмотки реактора блоком 6, последнее значение емкостного тока запоминается блоком 10. Одновременно на БФУИ 12 от ПИ-регулятора 11 поступает сигнал управления, соответствующий рассогласованию между измеренным ранее током сети и текущим током реактора, получаемым с выхода блока 13. В первый же момент времени после замыкания ток реактора благодаря предварительному подмагничиванию устанавливается близким к номинальному, а остаточное рассогласование сводится к нулю ПИ-регулятором соответствующим углом открытия тиристоров встроенного преобразователя ПТ, обеспечивая тем самым скорейший выход реактора в резонансный режим. По достижении требуемого значения тока реактора, равного зафиксированному ранее току емкостного контура сети, сигнал рассогласования на ПИ-регуляторе становится нулевым и далее поддерживаются параметры резонансной настройки до исчезновения или ликвидации персоналом однофазного замыкания. When a short circuit occurs, the generator 5 is disconnected from the signal winding of the reactor by block 6, the last value of the capacitive current is stored by block 10. At the same time, a control signal corresponding to the mismatch between the previously measured network current and the current reactor current obtained from the output of the block 13. At the very first time after the closure, the reactor current due to preliminary magnetization is set close to the nominal, and the residual mismatch is reduced to zero. PI-regulated ohm respective opening angle of the thyristors mounted transmitter PT, thereby providing early reactor output in resonant mode. Upon reaching the required value of the reactor current equal to the previously recorded current of the capacitive network loop, the error signal at the PI controller becomes zero and then the resonance tuning parameters are maintained until the personnel disappears or eliminates the single-phase circuit.
При замыканиях через переходные сопротивления, когда напряжение смещения нейтрали меньше фазного, соответственно меньше будут напряжение на реакторе и его рабочий ток, поддерживаемый замкнутым контуром регулирования таким образом, чтобы сохранить резонансную настройку по откорректированной уставке. После устранения замыкания и снижения напряжения смещения нейтрали ниже заданной уставки блок 6 с выдержкой времени возвращает схему в исходное состояние для замера текущих значений емкостного тока сети. In the case of short circuits through transition resistances, when the neutral bias voltage is less than the phase voltage, the voltage at the reactor and its operating current, supported by a closed control loop, will be correspondingly lower in such a way as to maintain a resonant setting at the adjusted set point. After eliminating the short circuit and reducing the neutral bias voltage below the specified setting, the time delay unit 6 returns the circuit to its original state to measure the current values of the capacitive current of the network.
Реализация устройств автоматической настройки компенсации с применением описанного способа дает целый ряд преимуществ по сравнению с прототипом:
1. Возможность автоматической настройки ДГР при наличии параллельно базового реактора.The implementation of automatic compensation compensation devices using the described method gives a number of advantages compared to the prototype:
1. The ability to automatically configure the GDR in the presence of a parallel base reactor.
2. Возможность работы с реактором, подмагниченным в нормальном режиме работы сети. 2. Ability to work with a reactor magnetized in normal network operation.
3. Возможность продолжения измерения тока замыкания при параллельной работе секций. 3. The ability to continue measuring the fault current during parallel operation of the sections.
4. Повышение быстродействия выхода на режим компенсации за счет подмагничивания. 4. Improving the speed of access to the compensation mode due to magnetization.
5. Упрощение наладки на объекте без проведения опыта однофазного замыкания. 5. Simplification of commissioning at the facility without conducting a single-phase circuit.
Следует подчеркнуть, что на чертеже приведена в общем виде схема лишь одного из многих возможных вариантов реализации предлагаемого изобретения. В частности, можно отказаться от использования трансформатора напряжения, используя вместо этого информацию со вторичных обмоток ДГР. При реализации способа на цифровой элементной базе ряд функциональных блоков схемы может быть совмещен или заменен программной реализацией. Частоту резонанса, как уже отмечалось, можно находить разными способами - по соответствующему максимуму напряжения на нейтрали сети, по минимуму тока от генератора или по совпадению соответствующих фаз тока и напряжения. В свою очередь, максимум напряжения на нейтрали или минимум тока от генератора можно искать в процессе плавного изменения частоты генератора во всем диапазоне или методом "золотого сечения", что ускоряет процесс. It should be emphasized that the drawing shows in general terms a diagram of only one of the many possible embodiments of the invention. In particular, you can refuse to use a voltage transformer, using instead information from the secondary windings of the GDR. When implementing the method on a digital element base, a number of functional blocks of the circuit can be combined or replaced by software implementation. The resonance frequency, as already noted, can be found in different ways - by the corresponding maximum voltage at the neutral of the network, by the minimum current from the generator, or by the coincidence of the corresponding phases of the current and voltage. In turn, the maximum voltage in the neutral or the minimum current from the generator can be sought in the process of smoothly changing the frequency of the generator in the entire range or by the "golden ratio" method, which speeds up the process.
Существенными отличительными признаками предлагаемого способа являются:
- использование генератора переменной частоты для поиска резонанса реактора с емкостью сети на частоте, отличной от промышленной,
- подмагничивание ДГР в нормальном режиме стабилизированным током заданной величины, обеспечивающей необходимый диапазон резонансной частоты, отличной от промышленной, а также повышение быстродействия при автоматической настройке реактора,
- непосредственное измерение (и возможность индикации для персонала) ожидаемого тока замыкания, что позволяет также упростить наладку на подстанции,
- регулирование реактора в режиме замыкания с обратной связью по току и коррекцией уставки в соответствии с реальным напряжением на нейтрали.Salient features of the proposed method are:
- the use of a variable frequency generator to search for resonance of a reactor with a network capacity at a frequency different from the industrial one,
- magnetization of the GDR in normal mode with a stabilized current of a given value, providing the necessary range of the resonant frequency, different from the industrial one, as well as increasing the speed with automatic tuning of the reactor,
- direct measurement (and the ability to display for personnel) the expected fault current, which also makes it easier to commission at the substation,
- regulation of the reactor in the closed circuit mode with current feedback and correction of the set point in accordance with the real voltage on the neutral.
Предлагаемый способ реализован автором в макетных образцах и проверен совместно с сетью. Испытания подтвердили описанные характеристики и функциональные возможности. Реализация способа не представляет затруднений как на дискретной полупроводниковой, так и на цифровой элементной базе. The proposed method is implemented by the author in prototypes and tested together with the network. Tests confirmed the described characteristics and functionality. The implementation of the method is not difficult both on a discrete semiconductor and on a digital element base.
Источники информации
1. А. А. Черников. Компенсация емкостных токов в сетях с незаземленной нейтралью. - М.: Энергия, 1974, с.83-84.Sources of information
1. A. A. Chernikov. Compensation of capacitive currents in networks with non-earthed neutral. - M .: Energy, 1974, p. 83-84.
2. Патент РФ 2130677. Брянцев А.М., Долгополов А.Г. Способ автоматической настройки дугогасящего реактора и устройство для его осуществления. Опубл. БИ 14, 1999. 2. RF patent 2130677. Bryantsev AM, Dolgopolov AG A method for automatically adjusting an extinguishing reactor and a device for its implementation. Publ. BI 14, 1999.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002112895/09A RU2222857C1 (en) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | Method for automatic adjustment of arc-control reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002112895/09A RU2222857C1 (en) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | Method for automatic adjustment of arc-control reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002112895A RU2002112895A (en) | 2003-12-20 |
| RU2222857C1 true RU2222857C1 (en) | 2004-01-27 |
Family
ID=32091111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002112895/09A RU2222857C1 (en) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | Method for automatic adjustment of arc-control reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2222857C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2508584C1 (en) * | 2012-09-06 | 2014-02-27 | Андрей Геннадьевич Долгополов | Automatic adjustment method of arc-suppression reaction coil |
| RU2618519C1 (en) * | 2015-12-30 | 2017-05-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method of automatic adjusting compensation of arc suppression reactors controlled by magnifying |
| RU2644582C1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-02-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Adjustment method of compensation of capacitance fault-to-ground currents in electric networks |
| RU2646221C1 (en) * | 2016-11-02 | 2018-03-02 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Setting method of compensation capacitance current earth fault current |
| RU2754360C1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-09-01 | Общество с ограниченной ответственностью "НИР Энерго" | Method for configuration of arc suppressing reactor and apparatus for implementation thereof |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455742C1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью Внедренческое предприятие "Наука, техника, бизнес в энергетике" | Method for automatic tuning of plunger arc-suppressing coil and device for automatic tuning of plunger arc-suppressing coil |
-
2002
- 2002-05-17 RU RU2002112895/09A patent/RU2222857C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2508584C1 (en) * | 2012-09-06 | 2014-02-27 | Андрей Геннадьевич Долгополов | Automatic adjustment method of arc-suppression reaction coil |
| RU2618519C1 (en) * | 2015-12-30 | 2017-05-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method of automatic adjusting compensation of arc suppression reactors controlled by magnifying |
| RU2646221C1 (en) * | 2016-11-02 | 2018-03-02 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Setting method of compensation capacitance current earth fault current |
| RU2644582C1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-02-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Adjustment method of compensation of capacitance fault-to-ground currents in electric networks |
| RU2754360C1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-09-01 | Общество с ограниченной ответственностью "НИР Энерго" | Method for configuration of arc suppressing reactor and apparatus for implementation thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2475915C2 (en) | Adjustment method of compensation of capacitance fault-to-ground currents in electric networks | |
| EP2302648A1 (en) | Self power-acquiring quickly responsive controllable electric reactor | |
| US8502545B2 (en) | Apparatus and method for reactive power compensation of a test transformer | |
| US11307265B2 (en) | Earth leakage circuit breaker | |
| EP3563934B1 (en) | Method for controlling the power supply to electrodes of an coalescer | |
| Tarkiainen et al. | Identification of grid impedance for purposes of voltage feedback active filtering | |
| RU2222857C1 (en) | Method for automatic adjustment of arc-control reactor | |
| CN110927515B (en) | Power distribution network single-phase earth fault line selection method and system based on grounding transformer tap grounding | |
| CN109884436B (en) | Online monitoring method for power capacitor complete equipment | |
| CN100543482C (en) | Phase-controlled arc-extinguishing coil fault detecitng method | |
| JP2019082462A (en) | OCR tester | |
| RU183180U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC COMPENSATION OF SINGLE-PHASE EARTH CURRENT CURRENT IN ELECTRIC NETWORKS WITH INSULATED NEUTRAL | |
| RU127536U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC ADJUSTMENT OF COMPENSATION OF CAPACITIVE CIRCUIT CURRENT CIRCUITS TO EARTH | |
| RU2170938C1 (en) | Method measuring capacitance of network for automatic adjustment of arc control reactors ( versions ) | |
| RU2130677C1 (en) | Method and device for automatic adjustment of blow-out reactor | |
| Kuznetsov et al. | The resonant overvoltage in non-sinusoidal mode of main electric network | |
| CN104836219B (en) | A kind of arc suppression coil tuning new method of variable step | |
| RU2148833C1 (en) | Methods for measuring capacitance of circuit with insulated neutral wire | |
| RU2508584C1 (en) | Automatic adjustment method of arc-suppression reaction coil | |
| Wang et al. | A new phase selection method for single-phase grounding faults in distribution networks with full compensation arc suppression technology | |
| RU2002112895A (en) | Method for automatic tuning of an extinguishing reactor | |
| RU88221U1 (en) | COMPENSATION AUTOMATIC SETTING SYSTEM | |
| RU156454U1 (en) | CONTROL CURRENT SUPPLY DEVICE | |
| SU672700A2 (en) | Arrangement for automatic control of compensation current at alternating arc short-circuiting to the ground in high-voltage ac network | |
| RU2169375C2 (en) | Device measuring capacitance of network with insulated neutral |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20050124 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110518 |