RU2524347C2 - Device for earth fault current compensation in three-phase electrical networks (versions) - Google Patents
Device for earth fault current compensation in three-phase electrical networks (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524347C2 RU2524347C2 RU2012119729/07A RU2012119729A RU2524347C2 RU 2524347 C2 RU2524347 C2 RU 2524347C2 RU 2012119729/07 A RU2012119729/07 A RU 2012119729/07A RU 2012119729 A RU2012119729 A RU 2012119729A RU 2524347 C2 RU2524347 C2 RU 2524347C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- converter
- network
- voltage
- tracking
- Prior art date
Links
Images
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
- Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое техническое решение относится к электротехнике и предназначено преимущественно для компенсации тока замыкания на землю и гашения дуги в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью.The claimed technical solution relates to electrical engineering and is intended primarily to compensate for earth fault current and arc extinction in three-phase electrical networks with isolated neutral.
В трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью допускается работа оборудования при однофазном замыкании на землю (причем однофазные замыкания на землю составляют до 90% общего числа повреждений), но ток замыкания при этом контролируется. Исходя из опыта эксплуатации, токи замыкания на землю не более 5…20 А (в зависимости от величины напряжения сети) являются допустимыми и не требуют немедленного отключения питания.In three-phase electric networks with insulated neutral, equipment is allowed to operate with a single-phase earth fault (moreover, single-phase earth faults account for up to 90% of the total number of faults), but the fault current is monitored. Based on the operating experience, the earth fault currents of not more than 5 ... 20 A (depending on the magnitude of the mains voltage) are permissible and do not require immediate power off.
При коротком замыкании на землю одной из фаз электрической сети (средневольтной: 6, 10, 20 кВ или высоковольтной: более 20 кВ) через место короткого протекает емкостной ток, который может иметь значительную величину и поддерживать горение дуги короткого замыкания. Это явление исследовал Петерсен [1], и он же предложил средство для уменьшения тока дуги короткого замыкания - присоединение нейтрали питающего трансформатора к земле через катушку индуктивности (катушка Петерсена). Индуктивность катушки (или ее проводимость - адмиттанс) подбирается по условию резонанса так, чтобы отстающий ток индуктивности компенсировал опережающий емкостной ток; при точной настройке ток в месте замыкания в установившемся режиме должен становиться нулевым. С тех пор катушка Петерсена широко применяется в средневольтных и высоковольтных электрических сетях. В простых случаях может применяться нерегулируемая катушка. В разветвленных сетях, где емкость на землю может изменяться, применяются катушки с отводами, переключаемыми контакторами [2, 3] либо плунжерные реакторы, индуктивность которых регулируется перемещениями магнитного шунта [4, 5, 6, 7]. Мощность дугогасящего устройства QN зависит от напряжения сети и величины тока компенсации.In the event of a short circuit to ground of one of the phases of the electric network (medium voltage: 6, 10, 20 kV or high voltage: more than 20 kV), a capacitive current flows through the short circuit, which can be significant and maintain the burning of the short circuit arc. This phenomenon was studied by Petersen [1], and he also proposed a means to reduce the short-circuit arc current - by connecting the neutral of the supply transformer to the ground through an inductor (Petersen coil). The inductance of the coil (or its conductivity - admittance) is selected according to the resonance condition so that the lagging inductance current compensates for the leading capacitive current; when fine-tuned, the current at the fault location in steady state should become zero. Since then, the Petersen coil has been widely used in medium and high voltage electrical networks. In simple cases, an unregulated coil can be used. In branched networks, where the capacitance to the ground can vary, coils with taps switched by contactors [2, 3] or plunger reactors are used, the inductance of which is regulated by the movements of the magnetic shunt [4, 5, 6, 7]. The power of the arcing device Q N depends on the mains voltage and the compensation current value.
Недостатком реакторов с отводами является сложность настройки режима компенсации, обусловленная дискретностью изменения индуктивности.The disadvantage of branch reactors is the difficulty in setting the compensation mode, due to the discreteness of the inductance change.
Недостатками плунжерных реакторов являются большие масса и габариты, а также наличие вращающихся и перемещающихся частей, что отрицательно сказывается на надежности и долговечности реактора. Невысокая скорость перемещения подвижной части реакторов плунжерного типа накладывает ограничения на их быстродействие.The disadvantages of plunger reactors are the large mass and dimensions, as well as the presence of rotating and moving parts, which adversely affects the reliability and durability of the reactor. The low speed of the moving part of the plunger type reactors imposes restrictions on their speed.
Известны также реакторы без подвижных частей, регулируемые подмагничиванием [8, 9, 10]. Разработаны устройства, позволяющие производить настройку регулируемых реакторов автоматически, без участия оператора [5, 7, 9, 10]. Для этого применяется вспомогательный преобразователь-генератор тестового сигнала, подаваемого в сеть через дополнительную обмотку реактора. По отклику на тестовый сигнал определяется емкость сети на землю и далее устанавливается соответствующее значение индуктивности реактора.Reactors without moving parts, controlled by magnetization, are also known [8, 9, 10]. Devices have been developed that allow the tuning of controlled reactors automatically without operator intervention [5, 7, 9, 10]. For this, an auxiliary converter-generator of a test signal is applied, supplied to the network through an additional winding of the reactor. The response to the test signal determines the network capacitance to earth and then sets the corresponding value of the reactor inductance.
Однако применение вспомогательного преобразователя существенно увеличивает стоимость дугогасящего устройства в целом.However, the use of an auxiliary converter significantly increases the cost of the extinguishing device as a whole.
Для оценки того или иного дугогасящего устройства принципиальным обстоятельством является то, что устройства эти должны действовать в двух различных классах ситуаций. Катушка Петерсена успешно действует в ситуациях первого класса, когда короткое замыкание на землю устойчиво (металлическое к.з.). В этих ситуациях в установившемся режиме короткого замыкания устанавливается синусоидальный отстающий ток катушки, который компенсирует полностью или с некоторой погрешностью опережающий емкостной ток и уменьшает ток и тепловыделение в промежутке короткого замыкания. Напряжение здоровых фаз относительно земли оказываются завышенными в раз. Однако сеть может продолжать работать некоторое время; немедленного прерывания питания потребителей удается избежать. Возможно также и другое, более благоприятное развитие событий, когда под действием снижения тока в промежутке короткого замыкания его электрическая прочность восстанавливается, и в результате восстанавливается и нормальная работа сети.In order to evaluate an arc suppressing device, a fundamental circumstance is that these devices must operate in two different classes of situations. The Petersen coil successfully operates in first-class situations when a short circuit to ground is stable (metallic short circuit). In these situations, in the steady-state short-circuit mode, a sinusoidal lagging current of the coil is set, which compensates completely or with some error ahead of the capacitive current and reduces current and heat generation in the short-circuit gap. The stresses of healthy phases relative to the earth turn out to be overestimated in time. However, the network may continue to work for a while; immediate interruptions in consumer power are avoided. Another, more favorable development of events is also possible, when under the influence of a decrease in current in the short circuit period, its electric strength is restored, and as a result, the normal operation of the network is restored.
Более типичны, однако ситуации второго класса с повторяющимися пробоями изоляционного промежутка, когда за частичным восстановлением электрической прочности промежутка следует нарастание напряжения на нем, повторный пробой и т.д. Ситуации этого второго класса рассматривались Петерсом и Слепяном [11], Джуварлы Ч.М. [12], Беляевым Н.М. [13]. В ситуациях с повторяющимися пробоями применение катушки Петерсена не дает стабильного положительного эффекта, что и следует ожидать, поскольку действие ее рассчитано на установившийся режим.More typical, however, are situations of the second class with repeated breakdowns of the insulation gap, when a partial restoration of the electrical strength of the gap is followed by an increase in voltage across it, repeated breakdown, etc. The situations of this second class were considered by Peters and Slepyan [11], Juvarly Ch.M. [12], Belyaev N.M. [13]. In situations with repeated breakdowns, the use of the Petersen coil does not give a stable positive effect, which is to be expected, since its action is designed for steady state.
Для улучшения процессов при повторяющихся пробоях было предложено комбинированное устройство, в котором к катушке Петерсена присоединяется резистор. Выполненное Ильиных М. с соавторами исследование [14] продемонстрировало полезное демпфирующее действие резистора при повторяющихся пробоях. Вместе с тем резистивное демпфирование связано с некоторым ухудшением показателей установившихся процессов. Таким образом, возникает противоречие. Ток резистора ничем не компенсируется и добавляется к протекающему в промежутке короткого замыкания току. Возможности увеличения проводимости шунтирующего резистора для улучшения динамики ограничены.To improve the processes during repeated breakdowns, a combination device was proposed in which a resistor is connected to the Petersen coil. A study performed by Ilyin M. et al. [14] demonstrated the useful damping effect of a resistor in repeated breakdowns. At the same time, resistive damping is associated with a certain deterioration in the indices of steady-state processes. Thus, a contradiction arises. The resistor current is not compensated by anything and is added to the current flowing in the short circuit period. The possibilities for increasing the conductivity of the shunt resistor to improve dynamics are limited.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение [10], в котором применяется управляемый подмагничиванием электрический реактор (УПЭР) с системой автоматического управления. УПЭР не имеет подвижных частей и обладает относительно высоким быстродействием. Недостатками этого технического решения являются завышенный расход электротехнических материалов (медь, электротехническая сталь), большие масса и габариты, необходимость применения специального устройства для генерации тестовых напряжений на нейтрали трансформатора. Кроме того УПЭР не обеспечивает демпфирование высокочастотных колебаний, возникающих в момент замыкания на землю при повторяющихся пробоях и способствующих возникновению дуги. Система автоматического управления УПЭР не обладает способностью определять момент прекращения однофазного замыкания на землю для выхода из режима компенсации. Это оставляет возможность возникновения резонансных перенапряжений при коммутациях и прочих возмущениях и снижает уровень надежности сети.Closest to the claimed technical solution is a technical solution [10] in which a magnetically controlled electric reactor (UPER) with an automatic control system is used. UPER does not have moving parts and has a relatively high speed. The disadvantages of this technical solution are the overestimated consumption of electrical materials (copper, electrical steel), large mass and dimensions, the need to use a special device to generate test voltages on the transformer neutral. In addition, UPER does not provide damping of high-frequency oscillations that occur at the moment of ground fault during repeated breakdowns and contribute to the appearance of an arc. The UPER automatic control system does not have the ability to determine the moment of termination of a single-phase earth fault to exit the compensation mode. This leaves the possibility of resonant overvoltages during switching and other disturbances and reduces the level of network reliability.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в придании дугогасящей аппаратуре, наряду с основными, дополнительных полезных функций, таких как возможность идентификации сети без применения вспомогательного оборудования, быстрое подавление переходных составляющих тока, в том числе при повторяющихся пробоях, ускоренное снижение тока дуги, при одновременном устранении вышеуказанных недостатков, присущих УПЭР [10].The task to which the claimed technical solution is directed is to provide arc suppressing equipment, along with the main, additional useful functions, such as the ability to identify the network without the use of auxiliary equipment, the rapid suppression of transient current components, including during repeated breakdowns, accelerated current reduction arcs, while eliminating the above disadvantages inherent in the UPER [10].
При решении поставленной задачи достигаемый технический результат заключается в снижении материалоемкости дугогасящего аппарата, в удобстве при эксплуатации, повышении устойчивости сети к замыканиям на землю.When solving this problem, the technical result achieved is to reduce the material consumption of the extinguishing apparatus, in ease of use, and to increase the network's resistance to earth faults.
Суть настоящего технического решения заключается в том, чтобы применить в качестве дугогасящего устройства (вместо регулируемого каким-то способом реактора или комбинации реактора с шунтирующим резистором) активный элемент - следящий широтно-модулированный (pulse-width modulation, PWM) транзисторный конвертор напряжения, далее в тексте обозначаемый как следящий PWM-конвертор. Современный уровень техники позволяет осуществлять такие конверторы с требуемыми для дугогашения параметрами, и такие конверторы при надлежащем управлении ими могут имитировать регулируемую индуктивность. Применение следящего PWM-конвертора соответствует тенденциям современной техники и дает некоторые преимущества уже само по себе, при простом воспроизведении новым способом тех же функций. Однако применение активного элемента - следящего PWM-конвертора - способно дать больше - ослабить противоречие между требованием хорошей точности компенсации при устойчивых замыканиях и требованием хорошего демпфирования при перемежающихся пробоях.The essence of this technical solution is to use an active element as a pulse-width modulation (PWM) tracking transformer, as an arc suppressing device (instead of a reactor controlled in some way or a reactor combination with a shunt resistor), then referred to as PWM converter in the text. The current state of the art makes it possible to carry out such converters with the parameters required for suppression, and such converters, if properly controlled, can simulate an adjustable inductance. The use of the tracking PWM-converter corresponds to the trends of modern technology and gives some advantages by itself, with the simple reproduction of the same functions in a new way. However, the use of an active element - a PWM-tracking servo-converter - can give more - weaken the contradiction between the requirement of good accuracy of compensation for stable faults and the requirement of good damping for intermittent breakdowns.
Кроме отмеченного существует еще одно полезное свойство следящего PWM-конвертора. При предыдущем рассмотрении он рассматривался как устройство для получения отстающего тока, т.е. как аналог регулируемой индуктивности. Однако такие конверторы в равной степени могут выдавать и опережающий ток, так что они должны рассматриваться не как аналог индуктивности или емкости, но как универсальное управляемое реактивное звено. Изменению реакции такого звена с индуктивной на емкостную соответствует смена знака коэффициента проводимости Yn конвертора как двухполюсника. При переходе коэффициента Yn через нуль в сторону отрицательных значений Yn следящий PWM-конвертор будет выдавать опережающий ток, т.е. станет аналогом емкости. При работе в сети такая ситуация может возникнуть, если проводимость реактора на присоединении другого трансформатора окажется больше, чем требуется. Следящий PWM-конвертор при этом автоматически скомпенсирует избыток, переходя в режим с отрицательным коэффициентом проводимости Yn и опережающим током. Никакие переключения или перенастройки для перехода от индуктивного режима к емкостному режиму не требуются. Способность такого конвертора к двустороннему регулированию может применяться при построении дугогасящего устройства по ценовым или другого рода мотивам.In addition to the aforementioned, there is another useful property of the tracking PWM converter. In the previous consideration, it was considered as a device for obtaining a lagging current, i.e. as an analog of adjustable inductance. However, such converters can equally emit a leading current, so they should not be considered as an analog of inductance or capacitance, but as a universal controlled reactive element. A change in the reaction of such a link from inductive to capacitive corresponds to a change in the sign of the conductivity coefficient Yn of the converter as a two-terminal device. When the coefficient Yn passes through zero to the side of negative values of Yn, the PWM servo converter will give a leading current, i.e. will become an analogue of capacity. When working on the network, such a situation may occur if the conductivity of the reactor at the connection of another transformer is greater than required. The tracking PWM converter will automatically compensate for the excess, switching to a mode with a negative conductivity coefficient Yn and a leading current. No switching or reconfiguration is required to switch from inductive mode to capacitive mode. The ability of such a converter to bilateral regulation can be used when building an arcing device for price or other reasons.
Кроме варианта дугогасящего устройства на основе упомянутого конвертора возможны и другие варианты, выбор которых обусловлен технико-экономическими соображениями.In addition to the version of the arc suppression device based on the said converter, other options are possible, the choice of which is due to technical and economic considerations.
Хорошим является вариант, когда в состав дугогасящего устройства вводится нерегулируемая катушка на половинную мощность QN/2 и следящий PWM-конвертор на такую же половинную мощность QN/2. При регулировании конвертора в полном диапазоне ±QN/2 суммарный адмиттанс регулируется в полном диапазоне - от нуля до номинального значения.A good option is when an unregulated coil at half power Q N / 2 and a follow-up PWM converter for the same half power Q N / 2 are introduced into the structure of the suppression device. When adjusting the converter in the full range ± Q N / 2, the total admittance is regulated in the full range - from zero to the nominal value.
Аналогично, по ценовым или другим каким-то мотивам (например, для выполнения конвертора на пониженное напряжение) может оказаться полезным применение согласующего трансформатора.Similarly, for price or other reasons (for example, to perform a converter for low voltage) it may be useful to use a matching transformer.
Может также оказаться целесообразным исполнить этот трансформатор как трансформатор-реактор, с мощностью холостого хода равной половине требуемой номинальной мощности дугогасящего устройства. Требуемая установленная мощность следящего PWM-конвертора при этом тоже составляет половину номинальной мощности.It may also be appropriate to design this transformer as a transformer-reactor, with an idle power equal to half the required rated power of the extinguishing device. The required installed power of the tracking PWM converter is also half the rated power.
Предлагаемый следящий PWM-конвертор по структуре подобен СТАТКОМу (Statkom - static reactive power compensation- статический компенсатор на основе преобразователя напряжения). Главное свойство СТАТКОМ - способность генерировать ток любой фазы относительно напряжения сети. Предлагаемый следящий PWM-конвертор может:The proposed PWM servo converter is similar in structure to STATCOM (Statkom - static reactive power compensation - a static compensator based on a voltage converter). The main property of STATCOM is the ability to generate current of any phase relative to the mains voltage. The proposed PWM servo converter can:
- работать в режиме двухполюсника с управляемым импедансом (адмиттансом), что позволяет осуществлять компенсацию емкостных токов и гашение дуги, причем быстрые регуляторы системы управления в сочетании с практически безинерционными полупроводниковыми силовыми элементами позволяют получить эффективное подавление высших гармоник, благоприятное протекание переходных процессов как при устойчивом замыкании на землю, так и при при перемежающихся пробоях,- work in a two-terminal mode with controlled impedance (admittance), which allows compensation of capacitive currents and arc quenching, and fast control system regulators in combination with practically inertia-free semiconductor power elements allow to obtain effective suppression of higher harmonics, favorable transient processes as with a stable circuit to the ground, and during intermittent breakdowns,
- генерировать на нейтрали трансформатора тестовые сигналы необходимой мощности с любым содержанием гармоник, требуемым для точной идентификации параметров трехфазной сети, при этом не требуется никакого дополнительного оборудования, кроме программной области микропроцессора в системе управления, что при возможностях современных мощных микропроцессоров не требует дополнительных материальных затрат,- generate test signals of the required power with any harmonic content required for accurate identification of the parameters of the three-phase network on the transformer neutral, while no additional equipment is required, except for the microprocessor program area in the control system, which, with the capabilities of modern powerful microprocessors, does not require additional material costs,
- работать в режиме двухполюсника, обладающего свойством нагрузки активного характера, т.е резистора (но при этом без поглощения и рассеивания энергии, за исключением небольших потерь в элементах схемы), что позволяет демпфировать высокочастотные колебания, способствующие появлению перенапряжений,- work in a two-terminal mode, which has the property of an active load, that is, a resistor (but without absorption and dissipation of energy, with the exception of small losses in the circuit elements), which allows damping high-frequency oscillations that contribute to the appearance of overvoltages,
- совмещать при работе любые из вышеперечисленных режимов, например, режим компенсации емкостных токов и режим демпфирования паразитных колебаний и перенапряжений, что неосуществимо при применении пассивного элемента - реактора - любого из вышеупомянутых типов.- combine during operation any of the above modes, for example, the compensation mode of capacitive currents and the damping mode of spurious oscillations and overvoltages, which is not feasible when using a passive element - a reactor - of any of the above types.
В соответствии с предложенным техническим решением указанная задача решается тем, что в известном устройстве компенсации тока замыкания на землю в трехфазных электрических сетях, содержащем двухполюсник, соединяющий нейтраль питающего сеть трансформатора с землей и формирующий отстающий ток для компенсации опережающего емкостного тока однофазного замыкания на землю, а также датчик тока нейтрали, трансформатор напряжения сети, генератор тестовых сигналов для измерения емкости сети и вычислительный блок для определения требуемого адмиттанса упомянутого двухполюсника, согласно заявляемому техническому решению в качестве заземляющего двухполюсника применен следящий широтно-модулированный конвертор напряжения (следящий PWM-конвертор), снабженный в дополнение к обычному набору функциональных блоков блоком задатчика тока, входами которого являются напряжение нейтрали и требуемый адмиттанс, выходом является задание тока, поступающее на вход регулятора тока упомянутого следящего PWM-конвертора, а передаточная функция задатчика тока обеспечивает отстающий сдвиг фазы около 90 градусов на сетевой частоте.In accordance with the proposed technical solution, this problem is solved by the fact that in the known device for compensating the earth fault current in three-phase electric networks, containing a two-terminal network connecting the neutral of the supply network of the transformer to earth and forming a lagging current to compensate for the leading capacitive current of a single-phase earth fault, and also a neutral current sensor, a network voltage transformer, a test signal generator for measuring the network capacitance and a computing unit for determining the required hell according to the claimed technical solution, as a grounding two-terminal, a tracking pulse-width modulated voltage converter (tracking PWM converter) is used, equipped in addition to the usual set of functional blocks with a current sensing unit, the inputs of which are the neutral voltage and the required admittance, the output is the task current supplied to the input of the current regulator of the said PWM-converter, and the transfer function of the current regulator provides a lag phase shift colo 90 degrees at the network frequency.
В соответствии с предложенным техническим решением указанная задача решается также тем, что передаточная функция задатчика в дополнение к реактивной (первой) составляющей содержит демпфирующую, пропорциональную входному сигналу составляющую, которая в действии конвертора проявляется как шунтирующий резистор (виртуальный резистор).In accordance with the proposed technical solution, this problem is also solved by the fact that the transfer function of the setter, in addition to the reactive (first) component, contains a damping component proportional to the input signal, which in the action of the converter appears as a shunt resistor (virtual resistor).
В соответствии с предложенным техническим решением указанная задача решается также тем, что конденсаторы постоянного напряжения следящего PWM-конвертора (накопительные конденсаторы) выполнены «подвешенными» (не присоединены к источнику либо стоку напряжения соизмеримой мощности), а в передаточную функцию задатчика введена дополнительная составляющая (составляющая баланса), вырабатываемая по рассогласованию напряжений накопительных конденсаторов следящего PWM-конвертора и обеспечивающая поддержание их напряжений около номинального уровня.In accordance with the proposed technical solution, this problem is also solved by the fact that the constant voltage capacitors of the tracking PWM converter (storage capacitors) are made "suspended" (not connected to a voltage source or drain of comparable power), and an additional component is introduced into the transfer function of the setter (component balance) generated by the mismatch of the voltages of the storage capacitors of the tracking PWM converter and ensuring the maintenance of their voltages near the nominal level.
В соответствии с предложенным техническим решением указанная задача решается также тем, что в состав заземляющего двухполюсника введена нерегулируемая катушка на половину требуемой реактивной мощности заземляющего двухполюсника (QN/2), подключенная параллельно следящему PWM-конвертору, который при этом также выполнен на такую же половинную мощность (QN/2); причем регулирование следящего PWM-конвертора в полном диапазоне от -QN/2 до +QN/2 (от опережающих на 90 градусов токов до отстающих на 90 градусов токов) обеспечивает регулирование суммарного адмиттанса в полном диапазоне мощности - от нуля до номинального значения QN.In accordance with the proposed technical solution, this problem is also solved by the fact that an unregulated coil is introduced into the grounding two-terminal to half the required reactive power of the grounding two-terminal (Q N / 2), connected in parallel with the tracking PWM converter, which is also performed on the same half power (Q N / 2); moreover, the regulation of the tracking PWM converter in the full range from -Q N / 2 to + Q N / 2 (from 90 degrees ahead of the currents to 90 degrees behind the currents) provides control of the total admittance in the full power range - from zero to the nominal value Q N.
В соответствии с предложенным техническим решением указанная задача решается также тем, что следящий PWM-конвертор подключен через согласующий трансформатор.In accordance with the proposed technical solution, this problem is also solved by the fact that the tracking PWM converter is connected through a matching transformer.
В соответствии с предложенным техническим решением указанная задача решается также тем, что следящий PWM-конвертор подключен через согласующий трансформатор (трансформатор-реактор) с мощностью холостого хода QN/2.In accordance with the proposed technical solution, this problem is also solved by the fact that the tracking PWM converter is connected through a matching transformer (transformer-reactor) with an open-circuit power Q N / 2.
В соответствии с предложенным техническим решением указанная задача решается также тем, что следящий PWM-конвертор параллельно с выполнением основной функции (компенсации емкостного тока) осуществляет вливание (инжекцию) в нейтраль сети тестового тока или тестового напряжения, а требуемый адмиттанс вычисляется в системе управления по отклику тестовой частоты в напряжении нейтрали.In accordance with the proposed technical solution, this problem is also solved by the fact that the tracking PWM converter simultaneously with the implementation of the main function (capacitive current compensation) injects (injects) the test current or test voltage into the neutral network, and the required admittance is calculated in the response control system test frequency in neutral voltage.
В соответствии с предложенным техническим решением указанная задача решается также тем, что передаточная функция задатчика наряду с реактивной (компенсационной), демпфирующей и балансной составляющими содержит дополнительную составляющую - тестовый сигнал с частотой (ωtest), отличной от сетевой (ωs) (например, ωtest=0,5ωs), генерируемый в системе управления следящего PWM-конвертора.In accordance with the proposed technical solution, this problem is also solved by the fact that the transfer function of the setter, along with the reactive (compensation), damping and balance components, contains an additional component - a test signal with a frequency (ωtest) different from the network (ωs) (for example, ωtest = 0.5ωs) generated in the control system of the tracking PWM converter.
В соответствии с предложенным техническим решением указанная задача решается также тем, что тестовый сигнал представляет собой сумму двух или более гармонических составляющих разной частоты, отличающейся от сетевой.In accordance with the proposed technical solution, this problem is also solved by the fact that the test signal is the sum of two or more harmonic components of different frequencies, different from the network.
В соответствии с предложенным техническим решением указанная задача решается также тем, что система управления следящего PWM-конвертора, выполненная на основе мощного сигнального процессора, совмещает выполнение функций, специфичных для устройств компенсации тока замыкания на землю в трехфазных электрических сетях (как то: генерация тестовых сигналов, обработка откликов на тестовые сигналы и вычисление требуемых показателей), с неспецифичными (обычными) функциями управления следящим PWM-конвертором, исключая тем самым необходимость в применении дополнительной аппаратуры.In accordance with the proposed technical solution, this problem is also solved by the fact that the control system of the tracking PWM converter, based on a powerful signal processor, combines the performance of functions specific to earth fault current compensation devices in three-phase electrical networks (such as: generating test signals , processing responses to test signals and calculating the required indicators), with non-specific (normal) control functions of the tracking PWM converter, thereby eliminating the need for hostname additional hardware.
Для пояснений представлены следующие иллюстрации.The following illustrations are provided for clarification.
На фиг.1 представлена схема замещения (рис.1 из книги [3]) трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью с дугогасящим реактором в нейтрали.Figure 1 shows the equivalent circuit (Fig. 1 from the book [3]) of a three-phase electric network with an isolated neutral with an arcing reactor in the neutral.
На фиг.2а представлена известная однофазная мостовая схема конвертора напряжения с тремя уровнями переменного напряжения.On figa presents a well-known single-phase bridge circuit of a voltage converter with three levels of AC voltage.
На фиг.2б представлена известная однофазная пятиуровневая схема конвертора напряжения.On figb presents a well-known single-phase five-level circuit voltage Converter.
На фиг.3а и 3б представлены известные варианты конвертора напряжения, выполненные по модульной многоуровневой схеме.On figa and 3b presents the known options for the voltage Converter, made by a modular multi-level scheme.
На фиг.4 представлена схема активного дугогасящего устройства, выполненного на основе однофазного следящего PWM-конвертора.Figure 4 presents a diagram of an active extinguishing device based on a single-phase servo PWM converter.
На фиг.5 изображена структурная схема трехкомпонентного DCB (D - демпфирование, С - компенсация, В - баланс) задатчика тока, функциональные блоки которого реализованы на основе мощного сигнального процессора.Figure 5 shows the structural diagram of a three-component DCB (D - damping, C - compensation, B - balance) of the current generator, the functional blocks of which are implemented on the basis of a powerful signal processor.
На фиг.6 представлен один из возможных вариантов реализации блока регулятора баланса, входящего в состав задатчика тока.Figure 6 presents one of the possible options for the implementation of the block of the balance regulator, which is part of the current setter.
На фиг.7а изображена сеть с двумя питающими трансформаторами с дугогасящей катушкой на первом из них и со следящим PWM-конвертором на втором.On figa shows a network with two power transformers with an arc suppression coil on the first of them and with a tracking PWM converter on the second.
На фиг.7б изображена схема замещения по нейтрали сети, представленной на фиг.7а.On figb depicts a neutral equivalent circuit of the network shown in figa.
На фиг.8 изображен вариант дугогасящего устройства с параллельной работой нерегулируемого дросселя и следящего PWM-конвертора.On Fig depicts a variant of an arcing device with parallel operation of an unregulated throttle and servo PWM-converter.
На фиг.9 изображен вариант дугогасящего устройства с подключением следящего PWM-конвертора через согласующий трансформатор или трансформатор-реактор.Figure 9 shows a variant of an extinguishing device with the connection of a tracking PWM converter through a matching transformer or transformer-reactor.
На фиг.10 представлена схема автоматически подстраивающегося дугогасящего устройства со следящим PWM-конвертором.Figure 10 presents a diagram of an automatically adjusting arc suppression device with a tracking PWM converter.
На фиг.11а представлена функциональная схема для определения резистивной Gn и емкостной Yn составляющих проводимости сети, а также требуемого коэффициента Yz проводимости компенсации.On figa presents a functional diagram for determining the resistive Gn and capacitive Yn components of the conductivity of the network, as well as the desired coefficient of conductivity Yz compensation.
На фиг 11б, представлена схема замещения сети на тестовой частоте fI, отличающейся от сетевой частоты f.On figb, presents the equivalent circuit of the network at a test frequency f I different from the network frequency f.
На фиг.12 представлена функциональная схема для определения резистивной Gn и емкостной Yn составляющих проводимости сети, а также требуемого коэффициента Yz проводимости компенсации для случая, когда следящий PWM-конвертор работает параллельно с нерегулируемым дугогасящим реактором в схеме вида фиг.7а или в схемах вида фиг.8, фиг.9.On Fig presents a functional diagram for determining the resistive Gn and capacitive Yn components of the conductivity of the network, as well as the required compensation conductivity coefficient Yz for the case when the tracking PWM converter works in parallel with an unregulated arc suppression reactor in a circuit of the form of figa or in circuits of the form of fig. .8, Fig. 9.
Схема замещения сети с дугогасящим реактором [3], представленная на фиг.1, иллюстрирует основной принцип компенсации тока замыкания на землю и гашения дуги. Дугогасящий реактор подключают к нулевой точке сети и к земле. Паразитные емкости фаз относительно земли обозначены Ca, Cb, Cc.The equivalent circuit of the network with an extinguishing reactor [3], presented in figure 1, illustrates the basic principle of compensation of the earth fault current and arc extinction. The extinguishing reactor is connected to the zero point of the network and to the ground. The stray capacitances of the phases relative to the earth are designated Ca, Cb, Cc.
Устройство заявляемого технического решения - следящего PWM-конвертора - в его статическом состоянии может быть описано с использованием иллюстраций, представленных на фиг.2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12.The device of the claimed technical solution - tracking PWM-converter - in its static state can be described using the illustrations presented in figure 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12.
Следящий PWM-конвертор - для применения в дугогасящем устройстве может быть выполнен по любой из известных схем конверторов напряжения:Tracking PWM converter - for use in an arc suppression device, it can be performed according to any of the known voltage converter circuits:
- по однофазной мостовой схеме с тремя уровнями переменного напряжения (фиг.2а);- on a single-phase bridge circuit with three levels of AC voltage (figa);
- по однофазной пятиуровневой схеме (фиг.2б);- according to a single-phase five-level scheme (figb);
- по модульной многоуровневой схеме [15], (фиг.3а, 3б).- according to a modular multi-level scheme [15], (figa, 3b).
Выбор той или иной из них определяется условиями применения. Широтная модуляция должна быть достаточно высокочастотной. Пульсации широтной модуляции подавляются LC-фильтром (на фиг.2 и 3 не показан). Реактанс X=ωSL и адмиттанс Y=ωSC фильтра на сетевой частоте ωS пренебрежимо малы. Следящий PWM-конвертор оснащается обычным набором блоков для осуществления следящей PWM: драйверами транзисторов, датчиками и достаточно мощным сигнальным процессором. Последний осуществляет функции модулятора и требуемые дополнительные функции. Существенными свойствами следящего PWM-конвертора являются следующие. Выходное напряжение конвертора vae(t) с достаточной точностью повторяет сигнал задания vz(t); отвлекаясь от масштаба можно записатьThe choice of one or another of them is determined by the conditions of use. Latitudinal modulation should be sufficiently high frequency. The pulse width modulation is suppressed by the LC filter (not shown in FIGS. 2 and 3). The reactance X = ω S L and admittance Y = ω S C of the filter at the network frequency ω S are negligible. The servo PWM converter is equipped with the usual set of blocks for the implementation of servo PWM: transistor drivers, sensors and a fairly powerful signal processor. The latter carries out the functions of a modulator and the required additional functions. The salient features of the PWM servo converter are as follows. Converter output voltage v ae (t) with sufficient accuracy repeats the reference signal v z (t); distracting from the scale can be written
Кроме того, сам по себе конвертор является не накапливающим и не рассеивающим энергию звеном (non-energetic; non-dissipativ); мощность на выходе конвертора Pae(t) совпадает с мощностью, проходящей в звено постоянного напряжения Pd(t):In addition, the converter itself is a non-energy-accumulating and non-energy-dispersing unit (non-energetic; non-dissipativ); the power at the output of the converter P ae (t) coincides with the power passing to the DC link Pd (t):
(здесь обозначены vd, id - напряжение и ток в звене постоянного напряжения конвертора, iae - выходной ток конвертора).(v d is indicated here, i d - voltage and current in the DC link of the converter, i ae - converter output current).
Для модульной многоуровневой схемы где накопительных конденсаторов несколько, в последнее выражение войдет сумма ; при укрупненном рассмотрении вместо суммы можно рассматривать некий эквивалентный конденсатор. Для дальнейшего рассмотрения активный элемент - следящий PWM-конвертор - это управляемый четырехполюсник с двумя портами: переменного тока vae, iae и постоянного тока vd, id, описываемый уравнениями (1, 2).For a modular multi-level circuit where there are several storage capacitors, the last expression will include the sum ; when enlarged, instead of the sum, we can consider a certain equivalent capacitor. For further consideration, the active element - the tracking PWM converter - is a controllable four-terminal with two ports: alternating current v ae , i ae and direct current v d , i d described by equations (1, 2).
Активное дугогасящее устройство образуется (см. фиг.4) путем присоединения порта переменного напряжения однофазного следящего PWM-конвертора 1 между нейтралью питающего сеть трансформатора 2 и заземлением 3 последовательно с датчиком тока 4. По отношению к трехфазной сети переменного тока (на фиг.4 в однолинейном представлении) оно является управляемым двухполюсником. Порт (или порты) постоянного напряжения при применении следящего PWM-конвертора 1 в дугогасящем устройстве присоединяются только к накопительному конденсатору 5 (конденсаторам). Присоединения к источнику или стоку постоянного напряжения соизмеримой мощности не требуется; достаточно иметь присоединение к маломощному зарядному устройству для подготовительного заряда конденсаторов 5. При применении в дугогасящем устройстве следящий PWM-конвертор 1 содержит помимо неспецифических функциональных блоков, таких как модулятор 6 (mdl), регулятор 7 тока (regi), специфический функциональный блок - задатчик 8 отстающего тока iz(t), обозначенный geniz. На фиг.4 представлены также входящие в состав следящего PWM-конвертора 1:An active arcing device is formed (see Fig. 4) by connecting the AC port of a single-phase
- собственно конвертор 9 напряжения (силовая часть, выполненная в соответствии с одним из вариантов, изображенных на фиг.2 и 3),- actually the voltage converter 9 (power unit, made in accordance with one of the options depicted in figure 2 and 3),
- LC-фильтр 10, подавляющий пульсации широтной модуляции,-
- сумматор 11,-
- блок 12 питания собственных нужд (bpsn), для электропитания системы управления,- auxiliary power supply unit 12 (bpsn), for powering the control system,
На фиг.4 изображены также сборные шины 13 трехфазной электрической сети с коммутационными аппаратами 14 как со стороны питающего трансформатора 2, так и со стороны потребителей (на фиг.4 потребители не показаны) и трансформатор 15 напряжения сети.Figure 4 also shows the
На фиг.5 изображена структурная схема трехкомпонентного DCB (D - демпфирование, С - компенсация, В - баланс) задатчика 8 тока iz(t), функциональные блоки которого реализованы на основе мощного сигнального процессора.Figure 5 shows a structural diagram of a three-component DCB (D - damping, C - compensation, B - balance) of the
Структурная схема включает в себя:The block diagram includes:
- сумматоры 16, 17, 18,-
- блоки умножения 19, 20, 21,-
- интеграторы 22, 23,-
- блок 24 регулятора баланса,- block 24 of the balance regulator,
- блок 25 регулятора напряжения или энергии накопительных конденсаторов 5 конвертора 9 напряжения.- block 25 of the voltage or energy regulator of the
Входными сигналами задатчика 8 тока являются сигналы, вычисляемые в системе управления:The input signals of the
- vn - напряжение смещения нейтрали,- vn is the neutral bias voltage,
- Gdemp - коэффициент проводимости демпфирования,- Gdemp - damping conductivity coefficient,
- Yz - требуемый коэффициент проводимости компенсации,- Yz is the required conductivity coefficient of compensation,
- εz - номинальный (расчетный) уровень энергии накопительного конденсатора (конденсаторов) 5,- εz is the nominal (calculated) energy level of the storage capacitor (s) 5,
- ud - текущее (измеренное) значение напряжения накопительного конденсатора (конденсаторов) 5.- ud - current (measured) value of the voltage of the storage capacitor (s) 5.
На фиг.6 представлен один из возможных вариантов реализации блока 24 регулятора баланса. Блок 24 регулятора баланса содержит быстродействующий ПИД (пропорционально-интегрально-дифференциальный) регулятор 26, и фильтр 27 второй гармоники. ПИД-регулятор включает в себя интегральное 28, пропорциональное 29 и дифференциальное 30 звенья с постоянными времени tint, t1, tdif соответственно. Выходы звеньев 28, 29, 30 суммируются сумматором 31 с соответствующими коэффициентами 1, Kpr, Kdif. Для уменьшения пульсаций дополнительно отфильтровывается вторая гармоника с помощью синхронной фильтрации. С этой целью выходной сигнал GbalI сумматора 31 поступает на вход фильтра 27 второй гармоники. Выходной сигнал Gbal блока 24 регулятора баланса поступает на один из входов блока 21 умножения (см. фиг.5).Figure 6 presents one of the possible embodiments of the
На фиг.7а изображена сеть с двумя питающими трансформаторами 32 и 2 с дугогасящей катушкой 33 на первом из них и со следящим PWM-конвертором 1 на втором. На фиг.7б изображена схема замещения по нейтрали, используемая для идентификации параметров сети в системе управления следящего PWM-конвертора 1, заземляющего нейтраль второго трансформатора 2. Схема замещения (фиг.7б) состоит из включенных параллельно L, С, и R значения которых вычисляются в системе управления (на схеме in и vn - ток и напряжение нейтрали).Fig. 7a shows a network with two
На фиг.8 изображен вариант дугогасящего устройства с параллельной работой нерегулируемого дросселя 34, выполненного на половину требуемой реактивной мощности заземляющего двухполюсника (QN/2) и следящим PWM-конвертором 1 на такую же мощность (QN/2).On Fig shows a variant of an extinguishing device with parallel operation of an
На фиг.9 изображен вариант дугогасящего устройства с подключением следящего PWM-конвертора 1 через согласующий трансформатор 35.Figure 9 shows a variant of an extinguishing device with the connection of a
Еще одним возможным вариантом (схема такая же, как на фиг.9) является выполнение согласующего трансформатора 35 в виде трансформатор-реактора, с мощностью холостого хода равной половине требуемой номинальной мощности дугогасящего устройства (QN/2). Требуемая установленная мощность следящего PWM-конвертора 1 при этом тоже составляет половину номинальной мощности (QN/2).Another possible option (the circuit is the same as in Fig. 9) is to make the matching
На фиг.10 представлена схема автоматически подстраивающегося дугогасящего устройства со следящим PWM-конвертором 1. Функции автоподстройки выполняются блоком 36 автоподстройки микропроцессорной системы управления, включающим в себя:Figure 10 presents a diagram of an automatically adjusting arc suppression device with a
- субблок 37 вычисления требуемого аддмитанса (коэффициента проводимости нейтрали) для активного двухполюсника - следящего PWM-конвертора 1,- a
- генератор 38 тестового сигнала.-
В составе системы управления для целей автоподстройки имеется сумматор 39.The control system for auto tuning has an
На фиг.11а представлена функциональная схема для определения резистивной Gn и емкостной Yn составляющих проводимости сети, а также требуемого коэффициента YZ проводимости компенсации.On figa presents a functional diagram for determining the resistive Gn and capacitive Yn components of the conductivity of the network, as well as the desired coefficient of conductivity YZ compensation.
На фиг.11а обозначены:On figa designated:
- генератор 40 (genθ), вырабатывающий ортогональную синусоидальную пару переменных cosθ и sinθ, имеющую частоту fI отличающуюся от сетевой частоты f,a generator 40 (genθ) generating an orthogonal sinusoidal pair of variables cosθ and sinθ having a frequency f I different from the network frequency f,
- блоки умножения 41, 42, 43, 44,-
- сумматор 45,-
- фильтры 46, 47 нижних частот,- low pass filters 46, 47,
- блок 48 вычисления резистивной GnI и емкостной YnI составляющих проводимости сети на тестовой частоте fI отличающейся от сетевой частоты f,-
На фиг 11б, представлена схема замещения сети на тестовой частоте fI, отличающейся от сетевой частоты f.On figb, presents the equivalent circuit of the network at a test frequency f I different from the network frequency f.
На фиг.12 представлена функциональная схема для определения резистивной Gn и емкостной Yn составляющих проводимости сети, а также требуемого коэффициента YZ проводимости компенсации для случая, когда следящий PWM-конвертор 1 работает параллельно с нерегулируемым дугогасящим реактором в схеме вида фиг.7а или в схемах вида фиг.8, фиг.9. Схема построена аналогично схеме на фиг.11а, отличаясь от нее двойным набором умножителей (добавлены блоки умножения 49, 50, 51) и фильтров нижних частот (добавлены фильтры 52, 53), а также введенным сумматором 54.On Fig presents a functional diagram for determining the resistive Gn and capacitive Yn components of the conductivity of the network, as well as the required compensation conductivity coefficient YZ for the case when the tracking
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Как отмечено выше, следящий PWM-конвертор 1 содержит (см. фиг.4) обычно применяемые в подобных устройствах функциональные блоки: модулятор 6 и регулятор 7 тока. Для применения в качестве дугогасящего устройства в следящий PWM-конвертор 1 вводится специфический функциональный блок-задатчик 8 отстающего тока iz(t).As noted above, the tracking
Регулятор 7 тока, построение которого при достаточно высокой частоте модуляции затруднений не вызывает, обеспечивает равенство выходного тока следящего PWM-конвертора 1 заданию: iae=iz;The
Задатчик 8 тока формирует переменную iz(t), которая в установившемся режиме отстает от напряжения смещения vn на угол около 90º.The
где слагаемые в скобках суть напряжения фаз сети, измеряемые трансформатором 15 напряжения сети.where the terms in parentheses are the mains phase voltages measured by the
Для получения такой отстающей переменной можно использовать в качестве передаточной функции задатчика 8 тока просто функцию адмиттанса катушки ПетерсенаTo obtain such a lagging variable, it is possible to use the function of admittance of the Petersen coil as the transfer function of the
где Lo, Ro - индуктивность и сопротивление катушки. При этом следящий PWM-конвертор 1 функционировал бы как пассивный двухполюсник. Однако применение следящего PWM-конвертора 1 позволяет сделать два шага вперед. Во-первых, следящий PWM-конвертор 1 может имитировать в силовой цепи не только катушку индуктивности, но и комбинированную схему, составленную из индуктивности и шунтирующего резистора R00 where Lo, Ro are the inductance and resistance of the coil. In this case, the
Эти индуктивность и резистор являются виртуальными; они осуществляются не более как пара операторов в микропроцессорной системе управления следящего PWM-конвертора 1, но в силовой схеме проявляют себя как дроссель и резистор. В дугогасящих устройствах, описанных в [14] демпфирующий резистор R00 комбинированной схемы дугогашения остается действовать и в установившемся режиме, когда он уже не нужен, и портит характеристики режима. В следящем PWM-конверторе 1 можно сделать следующий шаг усовершенствования, и снимать действие виртуального демпфирующего резистора по мере того как он становится ненужным. Этот шаг в системе с активным дугогашением является не только возможным, но и необходимым. Энергия, поглощаемая виртуальным резисторомThese inductors and resistors are virtual; they are carried out no more than a couple of operators in the microprocessor control system of the tracking
передается конвертором 9 напряжения в звено постоянного напряжения (накопительному конденсатору 5). В предложенной схеме дугогашения звено постоянного напряжения не подключено к какому-то источнику соизмеримой мощности, но только к накопительным конденсаторам 5. Для поддержания напряжения (Ud) накопительных конденсаторов 5 в окрестности номинального напряжения (Udz) к заданию тока iz должна быть добавлена третья составляющая - составляющая баланса ibal. Составляющая баланса действует по направлению основной гармоники напряжения нейтрали vn. Уровень воздействия определяется коэффициентом проводимости баланса Gbal:transmitted by the
, ,
который в свою очередь определяется регулятором напряжения или энергии накопительных конденсаторов конвертораwhich in turn is determined by the voltage or energy regulator of the converter capacitors
где F(p) - функция преобразования блока 24 регулятора баланса,where F (p) is the conversion function of the
Ez и Ed - номинальный (расчетный) и измеренный (вычисленный) уровни энергии накопительного конденсатора (конденсаторов) 5 соответственно.Ez and Ed are the nominal (calculated) and measured (calculated) energy levels of the storage capacitor (s) 5, respectively.
Таким образом получена система задатчика тока для активного дугогасящего устройства в которой ток задания складывается из трех составных частей (фиг.5):Thus, a current setter system for an active arcing device is obtained in which the task current is composed of three components (Fig. 5):
- компенсационная составляющая, действующая по ортогональному направлению напряжения нейтрали с коэффициентом проводимости компенсации Yz- compensation component acting along the orthogonal direction of the neutral voltage with a conductivity coefficient of compensation Yz
- демпфирующая составляющая, действующая по всем компонентам напряжения нейтрали с коэффициентом проводимости демпфирования- damping component acting on all components of the neutral voltage with a damping conductivity
- балансная составляющая, действующая по направлению основной гармоники напряжения нейтрали с коэффициентом проводимости баланса Gbal, который определяется регулятором баланса напряжения (энергии) накопительных конденсаторов (6, 7).is the balanced component acting in the direction of the main harmonic of the neutral voltage with the conductivity coefficient of the balance Gbal, which is determined by the voltage balance (energy) regulator of the storage capacitors (6, 7).
Задание тока iz есть сумма (сумматор 16 на фиг.5)The current reference iz is the sum (
Основная гармоника и ортогональная составляющая vn,ort могут быть получены с помощью фильтра второго порядка, изображенного на фиг.5 (блоки 17, 22, 23),Fundamental harmonic and the orthogonal component v n, ort can be obtained using the second-order filter shown in Fig.5 (
либо каким-то иным способом.or in some other way.
Активное дугогасящее устройство, выполненное на основе следящего PWM-конвертора 1 с трехкомпонентным задатчиком тока DCB (D - демпфирование, С - компенсация, В - баланс) обеспечивает демпфирование не хуже, чем комбинированная схема дугогашения, описанная в [14] (реактор с резистором), но при этом обеспечивает полную компенсацию емкостного тока в установившихся режимах замыкания.An active arc suppression device made on the basis of a
Как отмечено выше, при применении в разветвленных сетях регулируемые дугогасящие устройства оснащаются системой автоматической настройки. Действие их основывается на том, что к основным составляющим тока или напряжения нейтрали примешивается тестовый сигнал, который имеет частоту отличную от сетевой частоты. По отклику на тестовый сигнал определяются параметры схемы замещения сети по нейтрали, и по этим параметрам определяется требуемый коэффициент проводимости заземляющего устройства. С этой целью в дугогасящих устройствах с плунжерными реакторами или в управляемых подмагничиванием реакторах применяется специальная дополнительная обмотка и специальный блок генератора тестовых сигналов и анализатора отклика [5, 7, 9, 10]. При применении предлагаемого устройства задачи автоматической подстройки существенно упрощаются. Следящий PWM-конвертор 1 может осуществлять вливание в нейтраль сети тестового тока или тестового напряжения параллельно с выполнением основной функции без всяких добавок к нему. Желательный тестовый сигнал itest примешивается к сигналу задания тока iz конвертора при помощи сумматора 39:As noted above, when used in branched networks, adjustable arc suppression devices are equipped with an automatic tuning system. Their action is based on the fact that the test signal, which has a frequency different from the mains frequency, is mixed with the main components of the neutral current or voltage. Based on the response to the test signal, the parameters of the neutral equivalent circuit of the network are determined, and the required conductivity coefficient of the grounding device is determined by these parameters. For this purpose, in arc suppression devices with plunger reactors or in bias-controlled reactors, a special additional winding and a special block of the test signal generator and response analyzer are used [5, 7, 9, 10]. When using the proposed device, the tasks of automatic tuning are greatly simplified. The tracking
, ,
как это показано на фиг.10. Регулятор 7 тока и конвертор 9 напряжения обеспечивают поступление тока, равного заданию, в нейтраль сети, т.е. в составе тока нейтрали появляется составляющая тестовой частоты, смешанная с составляющей сетевой частоты.as shown in FIG. 10. The
, ,
Таким образом, следящий PWM-конвертор 1 попутно с выполнением основной функции выполняет функцию мощного усилителя низкой частоты, который в дугогасящих устройствах с катушками индуктивности [5, 7, 9, 10] является отдельным дополнительным устройством. Получение тестового сигнала в предлагаемой системе не требует никакого дополнительного оборудования вовсе; сигнал itest генерируется микропроцессорной системой управления следящего PWM-конвертора 1 и усиливается самим следящим PWM-конвертором 1 без каких бы то ни было аппаратных добавок. Анализ отклика на тестовый сигнал так же осуществляется микропроцессорной системой управления следящего PWM-конвертора 1, опять же не требуя применения выделенных дополнительных устройств в системе дугогашения. Все необходимые для этого переменные в системе управления следящего PWM-конвертора 1 уже имеются для исполнения его основной функции, а вычислительные возможности современных сигнальных процессоров легко позволяют совместить расчеты отклика и их обработку с выполнением базовых функций. Осуществление задачи автоматического определения требуемого коэффициента проводимости дугогасящего устройства (блоки 37 и 38, на фиг.10) может осуществляться по какому-нибудь из известных применяемых алгоритмов.Thus, the tracking
На фиг.11 представлена одна из возможных функциональных схем для определения требуемого коэффициента Yz проводимости, построенная по принципу синхронной фильтрации. Генератор 40 (genθ) вырабатывает ортогональную синусоидальную пару переменных cosθ и sinθ, имеющую частоту fI отличающуюся от сетевой частоты f:Figure 11 presents one of the possible functional schemes for determining the required conductivity coefficient Yz, constructed on the basis of synchronous filtering. Generator 40 (genθ) generates an orthogonal sinusoidal pair of variables cosθ and sinθ having a frequency f I different from the network frequency f:
f′≠f, .f ≠ f, .
Величина напряжения нейтрали vn вычисляется сумматором 45 в соответствии с выражением (3).The value of the neutral voltage v n is calculated by the
Тестовый сигнал itest(t) получается при помощи блока 41 умноженияThe test signal itest (t) is obtained using the
itest=Itest×cosθ′,itest = Itest × cosθ ′,
где Itest - выбранная амплитуда тестового тока. В системе ортогональных координат комплексная амплитуда тестового тока равнаwhere Itest is the selected amplitude of the test current. In the system of orthogonal coordinates, the complex amplitude of the test current is
Itest=Id+j·Iq, Iq=0.Itest = Id + jIq, Iq = 0.
Комплексная амплитуда откликаComplex response amplitude
Vtest=Vd′+j·Vq′Vtest = Vd + jVq
выделяется из напряжения нейтрали vn по методу синхронной фильтрации умножением vn на опорные переменные cosθ и sinθ (блоками умножения 42 и 43) и затем фильтрами нижних частот 46 и 47. Резистивная GnI и емкостная YnI составляющие проводимости вычисляются блоком 48 вычисления составляющих проводимости сети из компонентов комплексных амплитудis extracted from the neutral voltage v n by the method of synchronous filtering by multiplying v n by the reference variables cosθ and sinθ (multiplication blocks 42 and 43) and then by low-
По емкостной проводимости на тестовой частоте f′ затем определяется требуемый коэффициент Yz проводимости на сетевой частоте (блоком умножения 44)The capacitive conductivity at the test frequency f ′ then determines the required conductivity coefficient Yz at the network frequency (multiplication unit 44)
Все действия по схеме фиг.11 выполняются микропроцессорной системой управления следящего PWM-конвертора 1; никакие аппаратные добавления не требуютсяAll actions according to the scheme of Fig. 11 are performed by the microprocessor control system of the tracking
При работе конвертора параллельно с нерегулируемым дугогасящим реактором в схеме вида фиг.7а или в схемах вида фиг.8, фиг.9 схема замещения по нейтрали становится цепью второго порядка (фиг.7б). Алгоритм автоподстройки с тестовым сигналом частоты f′≠f в этих условиях оказывается недостаточным. Однако алгоритм этот без труда может быть модифицирован. Для идентификации параметров более сложной схемы замещения в блоке 36 автоподстройки (фиг.10) должна быть предусмотрена генерация двухчастотного тестового сигнала с частотами f′, f″, отличающимися друг от друга и от сетевой частоты fWhen the converter is operating in parallel with an uncontrolled extinguishing reactor in a circuit of the type of FIG. 7a or in schemes of the type of FIG. 8, FIG. 9, the neutral equivalent circuit becomes a second-order circuit (FIG. 7b). The auto-tuning algorithm with a test signal of frequency f ′ ≠ f under these conditions is insufficient. However, this algorithm can be easily modified. To identify the parameters of a more complex equivalent circuit in the
f′≠f″≠f.f ′ ≠ f ″ ≠ f.
Тестовый сигнал вырабатывается генератором 40 и сумматором 54 в виде:The test signal is generated by the
itest=Id1·cosθ′+Id2·cosθ″,itest = Id 1 · cosθ ′ + Id 2 · cosθ ″,
, . , .
В функциональной схеме, изображенной на фиг.12, для обработки отклика используется двойной набор блоков умножения (41, 42, 43, 49, 50, 51) и фильтров нижних частот (46, 47, 52, 53), выходами которых являются компоненты отклика (на тестовый сигнал) Vd′, Vq′, Vd″, Vq″. По этим величинам с учетом Iq′=0, Iq″=0, в блоке 48 (calc) вычисляются Ln, Cn, Rn и затем определяется требуемый коэффициент Yz проводимости нейтрали для следящего PWM-конвертора 1.In the functional diagram shown in Fig. 12, a double set of multiplication blocks (41, 42, 43, 49, 50, 51) and low-pass filters (46, 47, 52, 53) are used to process the response, the outputs of which are the response components (per test signal) Vd ′, Vq ′, Vd ″, Vq ″. Based on these values, taking into account Iq ′ = 0, Iq ″ = 0, in block 48 (calc), L n , C n , R n are calculated and then the required neutral conductivity coefficient Yz for the tracking
Работу заявляемого управляемого полупроводникового конвертора иллюстрируют графики процессов при компенсации емкостного тока и идентификации сети, полученные математическим моделированием в пакете MathCad (фиг.14 - фиг.23).The operation of the inventive controllable semiconductor converter is illustrated by process graphs for capacitive current compensation and network identification obtained by mathematical modeling in the MathCad package (Fig. 14 - Fig. 23).
Для целей сравнительного исследования возможностей активного дугогашения приведены результаты моделирования комбинированной системы дугогашения [14], в которой используется дугогасящая катушка с индуктивностью Lo и демпфирующий резистор с сопротивлением Roo. Рассматривается сеть с напряжением 6.3 кВ мощностью 5.6 МВА, в которой установившийся емкостной ток на землю составляет около 100 А. Номинальный реактанс дугогасящей катушки составляетFor the purposes of a comparative study of the possibilities of active arcing, the results of modeling a combined arcing system [14], in which an arcing coil with inductance Lo and a damping resistor with resistance Roo are used, are presented. A network with a voltage of 6.3 kV and a power of 5.6 MVA is considered, in which the steady-state capacitive current to earth is about 100 A. The nominal reactance of an arc suppression coil is
ωs·Lon=36.75Ω.ω s · Lon = 36.75Ω.
Фактически устанавливаемая индуктивность катушки Lo может заметно отличаться от требуемого значения, рассматриваемый диапазон начинается отThe actual Lo coil inductance may differ markedly from the required value, the range in question starts from
(перекомпенсация) и заканчивается с(overcompensation) and ends with
(недокомпенсация). Рассматриваемые в этой части процессы дают базу для последующей оценки системы с активным дугогашением. Процессы рассматриваются в простейшей схеме замещения (фиг.13).(undercompensation). The processes considered in this part provide the basis for the subsequent evaluation of a system with active suppression. The processes are considered in the simplest equivalent circuit (Fig.13).
На графиках Arc 02 19 (фиг.14) показан процесс при большом сопротивлении шунтирующего резистора.The graphs of
, ,
так что работает только дугогасящая катушка. Индуктивность дугогасящей катушки взята с перекомпенсациейso only the arc suppression coil works. Arcing coil inductance taken with overcompensation
. .
На верхних графиках показаны напряжения на пробивающемся промежутке vd(·) и напряжение на заземляющем двухполюснике v0(·). Выведен так же график критического напряжения vkrit, при достижении которого наступает пробой промежутка. На средних графиках даны ток дуги id(·) и ток заземляющего двухполюсника i0(·). На нижних графиках показаны фазные напряжения относительно земли va(·), vb(·), vc(·).The upper graphs show the breakdown voltage vd (·) and the voltage at the earthing bipolar v0 (·). The critical stress graph vkrit is also derived, at which a gap breakdown occurs. The average graphs show the arc current id (·) and the current of the grounding two-terminal circuit i0 (·). The lower graphs show the phase voltages relative to the ground va (), vb (), vc ().
Графики показывают, что при большом сопротивлении шунтирующего резистора процесс совершенно неудовлетворителен. На интервале t=600 мс следуют друг за другом повторяющиеся пробои. Перенапряжения достигают кратности , a выделяющаяся в дуге энергия достигает Endu=5.2 кДж.The graphs show that with a large resistance of the shunt resistor, the process is completely unsatisfactory. In the interval t = 600 ms, repeated breakdowns follow one after another. Overvoltages reach multiplicity , and the energy released in the arc reaches Endu = 5.2 kJ.
На графиках Arc 02 20 (фиг.15) показано, что введение шунтирующего резистора с меньшим сопротивлениемThe graphs of
исправляет процесс. После пяти следующих друг за другом пробоев прочность изоляционного промежутка восстанавливается и устанавливается нормальный режим сети. Максимальное перенапряжение снижается до =2.45, а выделяющаяся энергия в месте пробоя снижается до 1.9 кДж.corrects the process. After five successive breakdowns, the strength of the insulation gap is restored and the normal network mode is established. The maximum overvoltage decreases to = 2.45, and the energy released at the breakdown point decreases to 1.9 kJ.
На графиках Arc 02 23 (фиг.16) показаны те же процессы что и выше, но при недокомпенсацииThe graphs of
. .
Результаты аналогичны описанным выше: при промежуточном значении проводимости шунтирующего резистора после нескольких пробоев восстанавливается нормальная работа сети.The results are similar to those described above: with an intermediate value of the conductivity of the shunt resistor, after several breakdowns, the normal operation of the network is restored.
На графиках Arc 02 26 (фиг.17) показаны процессы при точной настройке компенсацииThe
Восстанавливающееся напряжение при точной настройке нарастает медленно и шунтирующий резистор в этих условиях не способствует улучшению процесса. Тем не менее применение шунтирующего резистора полезно, поскольку он смягчает влияние неизбежных погрешностей настройки.The fine-tuning voltage rises slowly during fine tuning, and the shunt resistor under these conditions does not improve the process. Nevertheless, the use of a shunt resistor is useful because it mitigates the effect of unavoidable tuning errors.
Выполненное выше (см. фиг.14, 15, 16, 17) рассмотрение комбинированной схемы дугогашения [14] является вспомогательным. Назначение его - дать основу для оценки предлагаемого активного дугогасящего устройства. Анализируется схема по фиг.4, в которой задатчик тока 8 выполнен по схеме фиг.5. Схема замещения сети та же (фиг.13), что использовалась при рассмотрении комбинированного устройства дугогашения [14]. Сохраняются так же параметры схемы замещения и параметры модели дуги.The above (see Fig. 14, 15, 16, 17) consideration of the combined arcing circuit [14] is auxiliary. Its purpose is to provide a basis for evaluating the proposed active extinguishing device. The circuit of FIG. 4 is analyzed, in which the
На графиках Arc 05 01, 02, 03, (фиг.18, 19, 20) показаны процессы активного дугогасящего устройства при перекомпенсации , при недокомпенсации и точной настройке . Резистор Roo в активном дугогасящем устройстве является виртуальным. Его проводимость взята равной Roo=1.5×ωSLon.The
Переменные и обозначения на графиках Arc 05 01, 02, 03 те же, что и выше. Сравнение графиков активного дугогасящего устройства Arc 05 01, 02, 03 (фиг.18, 19, 20) с графиками комбинированного дугогасящего устройства Arc 02 20, 23, 26 (фиг.15, 16, 17) показывает, что каждое из этих устройств в рассматриваемых условиях дает после серии пробоев восстановление нормальной работы сети. Весьма близки и количественные показатели процессов, как видно из следующей таблицы:The variables and notation on the
Таким образом, активное дугогасящее устройство в условиях восстанавливающихся пробоев эквивалентно комбинированному дугогасящему устройству [14], составленному из реактора и резистора. Различие между функциональными характеристиками этих устройств проявляется в другом классе ситуаций, когда устанавливается и сохраняется короткое замыкание на землю. Система баланса энергии накопительных конденсаторов в этих ситуациях сводит активную составляющую тока к нулю, уменьшая тем самым ток в промежутке короткого замыкания; при точной настройке последний сводится к нулю, как это показано на графиках Arc 05 04, 04 (фиг.21, 22). Комбинированная же схема [14] при устойчивом коротком замыкании вливает остаточный ток в место замыкания даже при точной настройке (графики Arc 02 28 фиг.23), что, безусловно, является ее недостатком. При неточной настройке преимущество активного дугогасящего устройства несколько уменьшается, поскольку погрешность настройки системой баланса не компенсируется. Тем не менее, некоторое снижение тока в промежутке короткого замыкания все же получается.Thus, an active suppression device in conditions of recovering breakdowns is equivalent to a combined suppression device [14], composed of a reactor and a resistor. The difference between the functional characteristics of these devices is manifested in another class of situations when a short circuit to ground is established and maintained. The energy balance system of the storage capacitors in these situations reduces the active component of the current to zero, thereby reducing the current in the short circuit period; with fine tuning, the latter is reduced to zero, as shown in the
Все описанное выше, в равной мере относится как к варианту дугогасящего устройства на основе следящего PWM-конвертора 1 (фиг.4, 7, 10), так и к другим вариантам (фиг.8, 9), выбор которых обусловлен технико-экономическими соображениями.Everything described above equally applies to the version of the arc suppression device based on the tracking PWM converter 1 (Figs. 4, 7, 10), and to other variants (Figs. 8, 9), the choice of which is due to technical and economic considerations .
На фиг.8 представлен вариант дугогасящего устройства с нерегулируемым дросселем 34, выполненным на половину требуемой реактивной мощности заземляющего двухполюсника (QN/2) и следящим PWM-конвертором 1 на такую же половинную мощность (QN/2). При регулировании конвертора в полном диапазоне ±QN/2 суммарный адмиттанс регулируется в полном диапазоне - от нуля до номинального значения.On Fig presents a variant of an extinguishing device with an
Аналогично, по ценовым или другим каким-то мотивам (например, для выполнения конвертора на пониженное напряжение) может оказаться полезным применение согласующего трансформатора 35 (фиг.9). Этот трансформатор 35 может быть также выполнен как трансформатор-реактор, с мощностью холостого хода равной половине требуемой номинальной мощности дугогасящего устройства. Требуемая установленная мощность следящего PWM-конвертора 1 при этом тоже составляет половину номинальной мощности.Similarly, for price or other reasons (for example, to perform a converter for low voltage) it may be useful to use a matching transformer 35 (Fig. 9). This
Итак, в качестве кратких результатов можно отметить:So, as brief results, we can note:
- предложено применить в качестве регулируемого дугогасящего устройства активный элемент - следящий PWM-конвертор 1, сам по себе либо в сочетании с нерегулируемыми дросселем 34 или трансформатором-реактором 35;- it is proposed to use an active element as a controlled extinguishing device - a
- предложен алгоритм управления с генерацией трехкомпонентного сигнала задания тока следящего PWM-конвертора 1 (DCB - алгоритм);- a control algorithm is proposed with the generation of a three-component signal for setting the current of the tracking PWM converter 1 (DCB algorithm);
- предварительное сравнительное исследование характеристик активного дугогасящего устройства с комбинированным дугогасящим устройством RL-типа [14] показало, что в ситуациях с перемежающимися пробоями их характеристики близки, а в ситуациях с установившимися короткими замыканиями активное устройство - следящий PWM-конвертор 1 имеет преимущество;- a preliminary comparative study of the characteristics of an active arrester with a combined RL-type arrester [14] showed that in situations with intermittent breakdowns, their characteristics are close, and in situations with established short circuits, the active device - tracking
- силовое оборудование следящего PWM-конвертора 1 и его микропроцессорная система регулирования могут быть использованы в качестве аппаратуры для тестирования сети и автоматической настройки дугогасящего устройства, исключая тем самым необходимость в применении какой бы то ни было дополнительной аппаратуры для автоподстройки.- the power equipment of the tracking
Таким образом, при вышеуказанном исполнении заявляемого устройства обеспечивается выполнение основных функций - компенсация емкостного тока при однофазном замыкании на землю, а также дополнительные полезные функции: возможность идентификации сети без применения вспомогательного оборудования, быстрое подавление переходных составляющих тока, в том числе при повторяющихся пробоях, ускоренное снижение тока дуги, выход из режима компенсации при прекращении замыкания.Thus, with the above performance of the claimed device, the basic functions are provided - compensation of capacitive current in case of a single-phase earth fault, as well as additional useful functions: the ability to identify the network without the use of auxiliary equipment, the rapid suppression of transient components of the current, including during repeated breakdowns, accelerated decrease in arc current, exit from compensation mode when the circuit breaks.
Исходя из вышеизложенного, задача создания устройства компенсации тока замыкания на землю в трехфазных электрических сетях на основе однофазного следящего PWM-конвертора, обладающего наряду с основными, дополнительными полезными функциями, такими как возможность идентификации сети, быстрое подавление переходных составляющих тока, ускоренное снижение тока дуги, при одновременном устранении вышеуказанных недостатков, присущих УПЭР [5] решена.Based on the foregoing, the task of creating a device for compensating the earth fault current in three-phase electric networks based on a single-phase PWM servo converter, which along with the basic additional useful functions, such as the ability to identify the network, quickly suppresses transient components of the current, accelerates the reduction of the arc current, with the simultaneous elimination of the above disadvantages inherent in UPER [5] resolved.
Источники информации:Information sources:
1. Petersen W. Der aussetzende Erdschluss. ETZ, Bd 38, S.553-555; ETZ, Bd 47, S.564-566; ETZ, Bd48, 1917.1. Petersen W. Der aussetzende Erdschluss. ETZ,
2. Лихачев Ф.А. Замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. М. Энергия, 1971 г.2. Likhachev F.A. Earth fault in networks with isolated neutral and with compensation of capacitive currents. M. Energy, 1971
3. Черников А.А. Компенсация емкостных токов в сетях с незаземленной нейтралью.., М. Энергия, 1974 г.3. Chernikov A.A. Compensation of capacitive currents in networks with non-grounded neutral .., M. Energia, 1974
4. Дугогасящие реакторы, техническая информация, www.energan.ru., ООО «ЭНЕРГАН», 2007.4. Arc extinguishing reactors, technical information, www.energan.ru., LLC ENERGAN, 2007.
5. Gernot Druml, Olaf Seifert. Дугогасящие реакторы 6-35 кВ. Новый метод определения параметров сети. Новости Электротехники, №2 (44), 2007.5. Gernot Druml, Olaf Seifert. Arc extinguishing reactors 6-35 kV. A new method for determining network parameters. Electrical Engineering News, No. 2 (44), 2007.
6. Koenigi R. Arc suppression coils - the key component of modern earth fault protection systems. Papp K. Transmission and Distribution Conference and Exposition: Latin America (T&D-LA), p.366-371, 2010.6. Koenigi R. Arc suppression coils - the key component of modern earth fault protection systems. Papp K. Transmission and Distribution Conference and Exposition: Latin America (T & D-LA), p. 366-371, 2010.
7. Arc Suppression Coils. Рекламный проспект фирмы Trench. www.trenchgroup.com. TRENCH Group 2012.7. Arc Suppression Coils. Trench brochure. www.trenchgroup.com. TRENCH Group 2012.
8. Управляемые подмагничиваемые Дугогасящие реакторы с автоматической компенсацией емкостного тока замыкания на землю для сетей 6-35 кВ. Брянцев A.M., Лурье А.И., Долгополов А.Г. и др. Электричество №7, 2000 г.8. Controlled magnetizable arc suppression reactors with automatic compensation of capacitive earth fault current for 6-35 kV networks. Bryantsev A.M., Lurie A.I., Dolgopolov A.G. et al. Electricity No. 7, 2000
9. Системы управления и защиты для дугогасящих реакторов, управляемых подмагничиванием. Брянцев A.M., Долгополов А.Г. Электрические станции №2, 2000 г9. Control and protection systems for arcing reactors controlled by bias. Bryantsev A.M., Dolgopolov A.G. Power plants No. 2, 2000
10. Патент РФ №2130677, H02J 3/26, Н02Н 3/17, опубл. 20.05.1999 г. Авторы: Брянцев A.M., Долгополов А.Г.10. RF patent No. 2130677, H02J 3/26, H2N 3/17, publ. 05/20/1999 Authors: Bryantsev A.M., Dolgopolov A.G.
11. Peters I.F., Slepian I. Voltage Inducted by Arcing Grounds. Tr. AIEE, p.478-489, 1923.11. Peters I.F., Slepian I. Voltage Inducted by Arcing Grounds. Tr. AIEE, p. 478-489, 1923.
12. К теории перенапряжения от заземляющих дуг в сети с изолированной нейтралью. Джуварлы Ч.М., Электричество №6, стр.18-27, 1953 г.12. To the theory of overvoltage from grounding arcs in a network with isolated neutral. Juvarly Ch.M., Electricity No. 6, pp. 18-27, 1953
13. Исследование перенапряжений при дуговых коротких замыканиях на землю в сетях 6 и 10 КВ с изолированной нейтралью. Беляков Н.М., Электричество №5, стр.31-36, 1957 г.13. The study of overvoltage during arc short circuits to the ground in networks of 6 and 10 kV with isolated neutral. Belyakov N.M., Electricity No. 5, pp. 31-36, 1957
14. М. Ильиных, Л. Сарин, А. Ширковец, Э Буянов. Компенсированная и комбинированно заземленная нейтраль. Опыт эксплуатации сети 6 кВ металлургического комбината. Новости Электротехники, №2 (44), 2007.14. M. Ilyinykh, L. Sarin, A. Shirkovets, E. Buyanov. Compensated and combined grounded neutral. Operating experience of a 6 kV network of a metallurgical plant. Electrical Engineering News, No. 2 (44), 2007.
15. DE 10103031 В4, 2011.12.01, Н02М 5/42. Marquardt Rainer. St romrichterschaltung mit verteilten Energiespeichern und Verfahren zur Steuerung einer derartigen Stromrichterschaltung15. DE 10103031 B4, 2011.12.01,
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119729/07A RU2524347C2 (en) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | Device for earth fault current compensation in three-phase electrical networks (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119729/07A RU2524347C2 (en) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | Device for earth fault current compensation in three-phase electrical networks (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012119729A RU2012119729A (en) | 2013-11-20 |
RU2524347C2 true RU2524347C2 (en) | 2014-07-27 |
Family
ID=49555085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012119729/07A RU2524347C2 (en) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | Device for earth fault current compensation in three-phase electrical networks (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2524347C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2655670C2 (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral |
EP4012867A4 (en) * | 2019-08-08 | 2022-08-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4224652A (en) * | 1977-03-01 | 1980-09-23 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Method and apparatus for detecting ground shorts in the rotor circuit of a generator |
SU813587A1 (en) * | 1979-06-07 | 1981-03-15 | Донецкий Ордена Трудового Красногознамени Политехнический Институт | Device for compensating for single-phase earthing full current |
RU2130677C1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-05-20 | Брянцев Александр Михайлович | Method and device for automatic adjustment of blow-out reactor |
RU2321132C1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-03-27 | Ооо "Нпп Бреслер" | Method for adjusting compensation of capacitive grounding currents in electric networks |
-
2012
- 2012-05-15 RU RU2012119729/07A patent/RU2524347C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4224652A (en) * | 1977-03-01 | 1980-09-23 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Method and apparatus for detecting ground shorts in the rotor circuit of a generator |
SU813587A1 (en) * | 1979-06-07 | 1981-03-15 | Донецкий Ордена Трудового Красногознамени Политехнический Институт | Device for compensating for single-phase earthing full current |
RU2130677C1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-05-20 | Брянцев Александр Михайлович | Method and device for automatic adjustment of blow-out reactor |
RU2321132C1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-03-27 | Ооо "Нпп Бреслер" | Method for adjusting compensation of capacitive grounding currents in electric networks |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2655670C2 (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral |
EP4012867A4 (en) * | 2019-08-08 | 2022-08-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion system |
US11722069B2 (en) | 2019-08-08 | 2023-08-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012119729A (en) | 2013-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Salmeron et al. | A control strategy for hybrid power filter to compensate four-wires three-phase systems | |
Lee et al. | A three-phase parallel active power filter operating with PCC voltage compensation with consideration for an unbalanced load | |
Busarello et al. | Passive filter aided by shunt compensators based on the conservative power theory | |
Viji et al. | Enhanced PLL based SRF control method for UPQC with fault protection under unbalanced load conditions | |
Chang | A new approach for optimal shunt active power filter control considering alternative performance indices | |
Zhou et al. | Pre-sampled data based prediction control for active power filters | |
Naderipour et al. | Hierarchical control strategy for a three-phase 4-wire microgrid under unbalanced and nonlinear load conditions | |
Karuppanan et al. | Five-level cascaded active filter for power line conditioners | |
Chang et al. | Optimisation-based strategy for shunt active power filter control under non-ideal supply voltages | |
Tang et al. | Elimination of “harmonic transfer through converters” in VSC-based multiterminal DC systems by AC/DC decoupling | |
Yi et al. | Comparison analysis of resonant controllers for current regulation of selective active power filter with mixed current reference | |
RU2524347C2 (en) | Device for earth fault current compensation in three-phase electrical networks (versions) | |
JP4523950B2 (en) | Reactive power compensation device, reactive power compensation system, and reactive power compensation method | |
Tsengenes et al. | An improved current control technique for the investigation of a power system with a shunt active filter | |
Krasselt et al. | Voltage-based harmonic compensation using MCCF state estimation | |
Sousa et al. | Selective Harmonic Measurement and Compensation Using Smart Inverters in a Microgrid with Distributed Generation | |
Subudhi et al. | A comparative assessment of hysteresis and dead beat controllers for performances of three phase shunt active power filtering | |
Papenheim et al. | Steady state analysis and control of a mmc hvdc link operated in parallel with hvac systems | |
Xu et al. | A new synchronous frame-based control strategy for a series voltage and harmonic compensator | |
Eren et al. | Arm cortex M4 microprocessors based±100 kVAR energy quality regulator for reactive power/neutral current compensation, load balancing and harmonic mitigation | |
Dongre et al. | Carrier PWM Based Capacitor Supported Dynamic Voltage Restorer for Voltage Sag and Swell Mitigation in Distribution System | |
Rajasekhar et al. | Mitigation of flicker sources & power quality improvement by using cascaded multi-level converter based DSTATCOM | |
Mishra et al. | Power quality enhancement of micro-grid using DG and power quality conditioner | |
Soeiro et al. | Line power quality improvement for ESP systems using multi-pulse and active filter concepts | |
Bhadra et al. | Power quality improvement by harmonic reduction using three phase shunt active power filter with pq & dq current control strategy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |