RU2719632C1 - Device for automatic compensation of capacitance currents with balancing of phase voltages of network - Google Patents
Device for automatic compensation of capacitance currents with balancing of phase voltages of network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2719632C1 RU2719632C1 RU2018140138A RU2018140138A RU2719632C1 RU 2719632 C1 RU2719632 C1 RU 2719632C1 RU 2018140138 A RU2018140138 A RU 2018140138A RU 2018140138 A RU2018140138 A RU 2018140138A RU 2719632 C1 RU2719632 C1 RU 2719632C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- network
- voltage
- phase
- amplifier
- reactor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/08—Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно: к устройствам, предназначенным для автоматической компенсации емкостных токов в распределительных электрических сетях 6-35 кВ с установленными плавнорегулируемыми дугогасящими реакторами.The invention relates to electrical engineering, namely: to devices designed for automatic compensation of capacitive currents in distribution electric networks of 6-35 kV with installed continuously variable arc suppression reactors.
Известны устройства настройки компенсации емкостных токов, содержащие измерительный орган на основе датчика напряжения смещения нейтрали и амплитудного или фазного детектора, воздействующего на блок управления индуктивностью дугогасящего реактора (ДГР) в цепи заземления нейтрали распределительной сети. В этих устройствах настройка компенсации осуществляется с использованием информационных координат, отображающих расхождение напряжения смещения нейтрали сети и фазового угла этого напряжения относительно зафиксированных в режиме резонансной настройки указанных параметров. В результате, настройка сводится к поддержанию во время нормальной работы сети максимальной амплитуды напряжения смещения нейтрали и (или) ее фазы относительно определенного опорного вектора (Вильгельм Р., Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах. - М.: Госэнергоиздат, 1959, 416 с.; патент RU №2455742, МПК Н02Н 9/00, опубл. 10.07.2012).Known devices for adjusting the compensation of capacitive currents containing a measuring body based on a neutral bias voltage sensor and an amplitude or phase detector acting on the inductance control unit of an arc suppression reactor (GDR) in the neutral ground circuit of the distribution network. In these devices, compensation is adjusted using information coordinates that display the discrepancy between the bias voltage of the neutral of the network and the phase angle of this voltage relative to the indicated parameters recorded in the resonance tuning mode. As a result, the adjustment is reduced to maintaining the maximum amplitude of the neutral bias voltage and (or) its phase relative to a specific reference vector during normal network operation (Wilhelm R., Waters M. Neutral grounding in high-voltage systems. - M.: Gosenergoizdat, 1959, 416 c .; Patent RU No. 2455742, IPC
Функционирование устройства полностью зависит от естественного источника напряжения несимметрии, которое, в зависимости от вида линий, конфигурации сети, величины расстройки контура может изменяться в больших пределах и является самым нестабильным параметром сети. В симметричных кабельных сетях, где напряжение несимметрии приблизительно равно нулю, требуется дополнительное энергоемкое оборудование, чтобы обеспечить искусственную несимметрию сети.The functioning of the device depends entirely on the natural source of unbalance voltage, which, depending on the type of lines, network configuration, and the magnitude of the detuning of the circuit can vary within wide limits and is the most unstable parameter of the network. In symmetrical cable networks, where the asymmetry voltage is approximately equal to zero, additional energy-intensive equipment is required to provide artificial asymmetry of the network.
Недостатками указанных устройств автоматики является потребность в постоянном естественном смещении нейтрали, а в сетях с малым смещением нейтрали для исключения или снижения влияния небалансов параметров элементов сети и расширения области устойчивой работы автоматики требуется введение в сеть дополнительного искусственного смещения и применения оборудования для обозначенной цели. Недостатком смещения нейтрали является усиленный износ фазной изоляции сети, находящейся под большим напряжением и повышенная вероятность возникновения однофазных замыканий на землю вследствие асимметрии фазных напряжений сети и снижения надежности электроснабжения в целом (Миронов И. Дугогасящие реакторы 6-35 кВ. Автоматическая компенсация емкостного тока // Новости Электротехники. - 2007. - №5(47). - С. 56-59).The disadvantages of these automation devices is the need for a constant natural neutral bias, and in networks with a small neutral bias, in order to eliminate or reduce the influence of imbalances in the parameters of network elements and to expand the area of stable operation of automation, an additional artificial bias and the use of equipment for the designated purpose are required. The disadvantage of neutral bias is the increased wear of the phase insulation of the network, which is under high voltage and the increased likelihood of single-phase earth faults due to the asymmetry of the phase voltage of the network and a decrease in the reliability of power supply as a whole (Mironov I. Arc suppression reactors 6-35 kV. Automatic compensation of capacitive current // Electrical Engineering News. - 2007. - No. 5 (47). - S. 56-59).
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявленного технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условиям патентоспособности (новизна, изобретательский уровень).Analysis of known technical solutions for scientific, technical and patent documentation showed that the set of essential features of the claimed technical solution is not known from the prior art, therefore, it meets the conditions of patentability (novelty, inventive step).
Техническим результатом предлагаемого изобретения является реализация устройства автоматической компенсации с симметрированием фазных напряжений электрической сети, расширение области применения, повышение надежности электроснабжения.The technical result of the invention is the implementation of an automatic compensation device with balancing the phase voltages of the electric network, expanding the scope, increasing the reliability of power supply.
Технический результат достигается тем, что устройство автоматической компенсации емкостных токов с симметрированием фазных напряжений электрической сети, содержащее присоединительный трансформатор и управляемый дугогасящий реактор, рабочая обмотка которого включена между нейтральным выводом трансформатора и «землей», отличающийся тем, что к одной из вторичных обмоток реактора, посредством токоограничивающего элемента, подключен охваченный отрицательной обратной связью усилитель мощности, выходной сигнал которого, пропорциональный величине напряжения смещения нейтрали, подается на блок автоматики, включающий амплитудно-фазовый детектор, блок уставок, устройство управления двигателем, причем, включение двигателя привода управляемого дугогасящего реактора производится при превышении расстройки компенсации, выраженной фазовым углом между векторами выходного напряжения усилителя и опорного напряжения Uоп, а выключение - при достижении максимума напряжения на выходе усилителя или заданного уставкой значения упомянутого фазового угла, соответствующих резонансной настройке контура нулевой последовательности сети.The technical result is achieved in that a device for automatically compensating capacitive currents with phase phase voltage balancing of the electric network, comprising a connecting transformer and a controlled arc suppression reactor, the working winding of which is connected between the neutral terminal of the transformer and the ground, characterized in that to one of the secondary windings of the reactor, by means of a current-limiting element, a power amplifier covered by negative feedback is connected, the output signal of which is proportional value of the neutral bias voltage, is fed to the automation unit, including an amplitude-phase detector, setpoint block, engine control device, and the drive of the controlled arc-extinguishing reactor is turned on when the compensation detuning expressed by the phase angle between the vectors of the output voltage of the amplifier and the reference voltage U op and off - when the maximum voltage at the amplifier output or a predetermined setpoint value of said phase angle corresponding to the reason waist tuning circuit zero sequence network.
В другом варианте сигнал обратной связи снимается со вторичной обмотки дополнительного трансформатора, подключенного параллельно с рабочей обмоткой ДГР.In another embodiment, the feedback signal is removed from the secondary winding of an additional transformer connected in parallel with the working winding of the DGR.
Предложенное техническое решение характеризуется новой ранее неизвестной совокупностью признаков и может быть признано изобретением.The proposed technical solution is characterized by a new previously unknown set of features and can be recognized as an invention.
На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства автоматической компенсации емкостных токов с симметрированием фазных напряжений электрической сети с подключением устройства симметрирования к вторичной обмотке ДГР. Штрихпунктирной линией указаны подключения ОС 4 при использовании вторичной обмотки ДГР и вторичной обмотки измерительного трансформатора TV1, соединенной по схеме «разомкнутый треугольник» для решения задачи симметрирования фазных напряжений.In FIG. 1 shows a functional diagram of a device for automatic compensation of capacitive currents with balancing the phase voltages of the electrical network with the connection of the balancing device to the secondary winding of the GDR. The dashed-dotted line indicates the
К распределительной электрической сети с соответствующими емкостями фаз относительно земли и сопротивлениями утечек, через нейтралеобразующий трансформатор - фильтр, заземляющий ФЗ и разъединитель QR подключен дугогасящий реактор 1. На вторичной (сигнальной) обмотке реактора наводится напряжение, пропорциональное напряжению смещения нейтрали сети, обусловленного емкостью несимметрии АСА и параметрами КНП и числу витков Wсигн. К верхнему выводу, по схеме, обмотки Wсигн подключены цепь обратной связи 4 (ОС) и выход токоограничивающего элемента 3, между входом которого и ОС включен усилитель мощности 2. Усилитель включен таким образом, что на любое возмущение, возникающее на выводах сигнальной обмотки, создается уравновешивающий сигнал, противоположный по знаку и равный по значению. В результате, на выводах сигнальной обмотки, при любых возмущениях в нейтрали сети или наличии асимметрии фазных напряжений сохраняется нулевое напряжение. При этом падение напряжения на токоограничивающем элементе определяется величиной выходного тока усилителя мощности, противоположного по знаку (направлению) тока сигнальной обмотки и сопротивлением элемента 3. Выходной сигнал усилителя мощности 2 подается на входы фазового 5 и амплитудного 6 детекторов блока автоматики БА устройства. На второй вход фазового детектора 5 подается опорное напряжение с заданными параметрами - величиной напряжения и фазового угла, в качестве которого может быть вторичное фазное или линейное напряжение сети. Блок уставок служит для задания параметров БА, при превышении которых происходит срабатывание исполнительного устройства 7 и включение двигателя привода плунжера 9 для настройки контура нулевой последовательности, образованной индуктивностью ДГР 1 и емкостями фазной изоляции на режим резонансной или заданной уставками режим настройки. Для повышения селективности автоматики в кабельных сетях с высокой степенью естественной несимметрии вводится искусственное смещение посредством подачи токового сигнала от постороннего источника через элемент 10 (11 на фиг. 2) и выключатель 11 (12 на фиг. 2) в дополнительную обмотку ДГР.An
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии дугогасящее устройство настроено на компенсацию емкостных токов всех действующих ответвлений распределительной сети. Напряжение на выходе усилителя 2 имеет максимальное значение, а фазовый угол между векторами указанного и опорного напряжений - соответствующее значению этого угла для данной конфигурации сети. Последние измеренные значения параметров - значения напряжения на выходе усилителя 2 и фазового угла хранятся в памяти БА. При переключениях в сети, связанных с изменением конфигурации, происходит расстройка компенсации и изменение напряжения на выходе элемента 2 и фазового угла. При превышении этих параметров относительно сохраненных в памяти заданные уставкой значения, устройство управления двигателем 7 вырабатывает сигнал на включение двигателя 9 для уменьшения возникшей расстройки. При этом предпочтительным алгоритмом управления является включение исполнительного механизма регулирования индуктивности ДГР отклонение величины расстройки выше заданного уставками значения, а выключение - при достижении величины выходного напряжения усилителя 2 максимального значения, который соответствует резонансной настройке контура.The device operates as follows. In the initial state, the arcing device is configured to compensate for the capacitive currents of all active branches of the distribution network. The voltage at the output of
Примером, показывающим возможность осуществления изобретения, является работа опытного образца системы компенсации емкостных токов с активным симметрированием фазных напряжений на основе многозазорных управляемых реакторов на подстанции "Волна" филиала ОАО "Сетевая компания" - Приволжские электрические сети Республики Татарстан.An example showing the feasibility of the invention is the operation of a prototype capacitive current compensation system with active phase voltage balancing based on multi-gap controlled reactors at the Volna substation of the Volga Electric Networks of the Republic of Tatarstan, a branch of OJSC Network Company.
Предложенное устройство автоматической компенсации емкостных токов позволяет достаточной степенью точности осуществлять настройку контура во всем диапазоне регулирования индуктивного тока реактора с симметрированием фазных напряжений электрической сети с воздушными, кабельными и смешанными линиями электропередачи.The proposed device for automatic compensation of capacitive currents allows a sufficient degree of accuracy to adjust the circuit in the entire range of regulation of the inductive current of the reactor with balancing the phase voltages of the electrical network with overhead, cable and mixed power lines.
При этом, в качестве токоограничивающего элемента 3 предпочтительно применить элементы с нелинейной вольтамперной характеристикой - бареттер (лампу накаливания) или катушку индуктивности.Moreover, as a current-
Заявленное техническое решение соответствует требованиям промышленной применимости и может быть изготовлено на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.The claimed technical solution meets the requirements of industrial applicability and can be manufactured on standard equipment using modern materials and technologies.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018140138A RU2719632C1 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Device for automatic compensation of capacitance currents with balancing of phase voltages of network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018140138A RU2719632C1 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Device for automatic compensation of capacitance currents with balancing of phase voltages of network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2719632C1 true RU2719632C1 (en) | 2020-04-21 |
Family
ID=70415527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018140138A RU2719632C1 (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Device for automatic compensation of capacitance currents with balancing of phase voltages of network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2719632C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112152194A (en) * | 2020-09-24 | 2020-12-29 | 湖南大学 | Power distribution network single-phase earth fault arc extinction system and control method thereof |
CN113504431A (en) * | 2021-07-07 | 2021-10-15 | 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 | System for judging configuration and running rationality of arc suppression coil of running transformer substation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2074473C1 (en) * | 1994-02-22 | 1997-02-27 | Юрий Николаевич Целуевский | Method for automatic control of compensation of capacitance and resistance constituents when arc short-circuits to earth occur |
US20140031998A1 (en) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | International Business Machines Corporation | Predictive phase balancing for demand response |
RU2548656C1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-04-20 | Вячеслав Васильевич Самокиш | Method of balancing of phase currents of three-phase four-wire line and device for its implementation |
RU2552377C2 (en) * | 2013-07-18 | 2015-06-10 | Максим Юрьевич Егоров | Voltage balancer in three-phase network |
-
2018
- 2018-11-13 RU RU2018140138A patent/RU2719632C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2074473C1 (en) * | 1994-02-22 | 1997-02-27 | Юрий Николаевич Целуевский | Method for automatic control of compensation of capacitance and resistance constituents when arc short-circuits to earth occur |
US20140031998A1 (en) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | International Business Machines Corporation | Predictive phase balancing for demand response |
RU2552377C2 (en) * | 2013-07-18 | 2015-06-10 | Максим Юрьевич Егоров | Voltage balancer in three-phase network |
RU2548656C1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-04-20 | Вячеслав Васильевич Самокиш | Method of balancing of phase currents of three-phase four-wire line and device for its implementation |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112152194A (en) * | 2020-09-24 | 2020-12-29 | 湖南大学 | Power distribution network single-phase earth fault arc extinction system and control method thereof |
CN113504431A (en) * | 2021-07-07 | 2021-10-15 | 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 | System for judging configuration and running rationality of arc suppression coil of running transformer substation |
CN113504431B (en) * | 2021-07-07 | 2022-08-30 | 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 | System for judging configuration and running rationality of arc suppression coil of running transformer substation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2758454C2 (en) | Apparatus for compensation of the ground fault current in power supply networks | |
RU2719632C1 (en) | Device for automatic compensation of capacitance currents with balancing of phase voltages of network | |
NO318108B1 (en) | Method and apparatus for continuously adjusting and regulating a transformer winding relationship, as well as a transformer equipped with such a device | |
US8169756B2 (en) | Fault current limiting | |
Kuchanskyy | The application of controlled switching device for prevention resonance overvoltages in nonsinusoidal modes | |
CN101860035A (en) | Reactive compensation system of thyristor controlled magnetically controlled reactor | |
WO1997022169A2 (en) | Voltage based var compensation system | |
EP2599179B1 (en) | The apparatus compensating ground currents connected to a transformer neutral point | |
RU2673799C1 (en) | Device for automatic compensation of current of single phase-to-earth fault | |
RU127536U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC ADJUSTMENT OF COMPENSATION OF CAPACITIVE CIRCUIT CURRENT CIRCUITS TO EARTH | |
RU183180U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC COMPENSATION OF SINGLE-PHASE EARTH CURRENT CURRENT IN ELECTRIC NETWORKS WITH INSULATED NEUTRAL | |
FI124025B (en) | Reactive power compensator for electric grid | |
US1870851A (en) | Control system | |
RU2754360C1 (en) | Method for configuration of arc suppressing reactor and apparatus for implementation thereof | |
RU166393U1 (en) | DEVICE FOR EXCITING NEUTRAL ELECTRIC NETWORK EARTHED THROUGH AN ARC EXTINGUISHING REACTOR | |
RU175022U1 (en) | DEVICE FOR SYMMETRATION OF PHASE VOLTAGES OF DISTRIBUTIVE ELECTRIC NETWORKS 6-35 KV | |
RU2130677C1 (en) | Method and device for automatic adjustment of blow-out reactor | |
RU199742U1 (en) | Compensation device for capacitive currents based on a magnetizing arc suppression reactor | |
AU2018281528B2 (en) | Power supply system and control device | |
RU209170U1 (en) | DEVICE FOR ADJUSTING ARC EXTINGUISHING REACTORS WITH MAGNETIZATION FOR COMPENSATION OF CAPACITIVE FAULT CURRENTS | |
KR102402379B1 (en) | Improving power factor in ac power system | |
RU2686480C2 (en) | Method for balancing phase voltages of a network and device for its implementation | |
SU688944A1 (en) | Method and apparatus for automatic tuning of arc-extinguishing coil | |
SU1591132A1 (en) | Device for automatic tuning of arc-extinguishing reactor | |
RU217458U1 (en) | Device for excitation of the neutral of the electrical network, grounded through an arcing reactor |