RU2754360C1 - Способ настройки дугогасящего реактора и устройство для его реализации - Google Patents
Способ настройки дугогасящего реактора и устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754360C1 RU2754360C1 RU2020127303A RU2020127303A RU2754360C1 RU 2754360 C1 RU2754360 C1 RU 2754360C1 RU 2020127303 A RU2020127303 A RU 2020127303A RU 2020127303 A RU2020127303 A RU 2020127303A RU 2754360 C1 RU2754360 C1 RU 2754360C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bias current
- network
- voltage
- value
- bias
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Abstract
Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение быстродействия процесса настройки дугогасящего реактора. Согласно способу в нормальном режиме работы сети поддерживают режим недокомпенсации, требующий относительно малой величины тока подмагничивания и малой мощности потерь в активной части реактора. Посредством увеличения тока подмагничивания осуществляют поиск максимума напряжения основной частоты в нейтрали сети, по достижении которого фиксируют величину тока подмагничивания, соответствующую резонансу. После этого снижают ток подмагничивания на заданную величину, фиксируют величину напряжения смещения нейтрали основной частоты тока сети и его фазовый угол относительно опорного. При выходе этих параметров за зоны, заданные уставками, увеличивают ток подмагничивания для определения новой настройки и фиксируют ток подмагничивания по результатам настройки. При однофазном замыкании на землю осуществляют выход на резонансный режим, для чего устройство управления выставляет фиксированное на максимуме напряжения смещения значение тока подмагничивания, соответствующее резонансной настройке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть применено для решения задач автоматической компенсации емкостных токов замыкания на землю в распределительных сетях6-35 кВ.
Известны устройства автоматической настройки компенсации емкостных токов (КЭТ), содержащие измерительный орган на основе датчика напряжения смещения нейтрали и амплитудного или фазного детектора, воздействующего на блок управления индуктивностью дугогасящего реактора (ДГР), подключаемого к сети посредством присоединительного трансформатора (ТДГР) - фильтра нулевой последовательности [1,2]. В таких устройствах настройка сводится к поддержанию во время нормальной работы сети максимального напряжения смещения нейтрали или ее фазы относительно определенного опорного вектора, например, линейного вторичного напряжения измерительного трансформатора напряжения.
Недостатками указанных устройств являются значительное, часто недопустимое, смещение нейтрали в области резонансной настройки, особенно в сетях с преобладанием воздушных линий с высокой степенью естественной несимметрии и в сетях с кабелями СПЭ изоляцией, обладающих большой добротностью. При глубокой расстройке регулируемого контура информационный сигнал снижается до уровня шумов, что приводит к потере управления. Обозначенные устройства не работоспособны в сетях с комбинированным режимом заземления нейтрали, когда катушка ДГР шунтируется высокоомным резистором или к вторичной обмотке реактора подключен на постоянной основе низкоомный резистор. Вследствие указанного системы КЭТ на основе упомянутых устройств автоматики требуют искусственного, часто регулируемого, смещения нейтрали.
Известна установка, имеющая наиболее близкие к предложенной полезной модели признаки [3]. Она содержит устройство управления регулируемым посредством подмагничивания ДГР, включающий микропроцессорное устройство с дисплеем, клавиатурой и внешней памятью, устройством связи с ЭВМ высшего уровня и формирователя сигналов управления исполнительным механизмом, а также входного блока согласования и фильтрации входных сигналов - резистивного делителя с нелинейной вольтамперной характеристикой, полосовых фильтров, настроенных на частоту основной гармоники напряжения сети, компараторов, аналого-цифрового преобразователя. Также устройство содержит фазокорректирующее устройство для коррекции сдвига фаз между входным и опорным сигналами в режиме настройки на резонанс на -90°.
Информационная координата, характеризующая состояние регулируемого контура, формируется устройством измерения сдвига фаз между входным и опорным напряжениями [4]. При превышении угла сдвига между этими напряжениями заданного уставками значения, происходит включение исполнительного механизма до момента достижения максимума напряжения смещения нейтрали и последующей установкой фазовым корректором указанного угла значения -90°.
Недостатком является сложность технической реализации, обусловленная исполнением устройств обработки сигналов на аналоговой элементной базе, ограниченный диапазон коррекции фазового угла между входными сигналами -±90°, что, в некоторых режимах может явиться причиной некорректной работы устройства автоматической настройки ДГР. Постоянное поддержание резонансного режима приводит к значительным потерям в обмотке подмагничивания и цепей питания этой обмоткой. Функционирование устройства полностью зависит от естественного источника напряжения несимметрии, являющегося самым нестабильным параметром сети. В симметричных кабельных сетях, где напряжение несимметрии незначительно, требуется дополнительное энергоемкое оборудование с целью создания дополнительной (искусственной) несимметрии сети. Указанные факторы препятствуют промышленному применению этого устройства.
Целью предлагаемого изобретения является упрощение технической реализации устройства автоматической настройки, улучшение эксплуатационных характеристик и расширение области применения.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве автоматической настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю в сети 6-35 кВ, содержащем фильтр нулевой последовательности (ФНП-ТДГР) 1, дугогасящий реактор 2 с рабочей обмоткой Wp в цепи заземления нейтрали и с обмоткой подмагничивания Wп, регулируемый источник питания - управляемое звено постоянного тока (УЗПТ) 5, связанный микропроцессорным устройством (МПУ) 7 с измерительными органами на основе датчиков напряжения смещения нейтрали 6 и тока подмагничивания 4 предлагается использовать следующую последовательность действий по настройке ДГР в нормальном режиме работы и поддержанием резонанса в режимах ОЗЗ в сети: посредством увеличения тока подмагничивания Iп, находится резонансная настройка (равенство реактивных сопротивлений емкостей фазной изоляции Сф и индуктивности L обмотки Wр) по максимуму смещения нейтрали 3U0, фиксируется величина тока подмагничивания, соответствующая этой настройке, затем снижается ток подмагничивания на заданную величину, фиксируются значения Iп, 3U0 и фазовый угол ϕ. Дополнительными параметрами фиксации режима резонансной настройки являются значения напряжения смещения и фазовый угол ϕ между векторами этого напряжения и опорного.
Целью реализации указанного алгоритма управления настройкой ДГР с подмагничиванием с поддержанием в нормальном режиме работы режима недокомпенсации является снижение напряжения смещения нейтрали, существенное (до 10 и более раз) уменьшение мощности потерь в ДГР и источнике питания обмотки подмагничивания, что весьма важно для электрической сети и силового оборудования в плане повышения надежности электрооборудования и электроснабжения в целом.
Предлагаемое устройство реализует аналогичный прототипу амплитудный и фазовый принципы настройки, но отличную от него схему управления исполнительным органом и ограниченный состав функциональных узлов. В основу способа настройки положено свойство поддержания в сети режима с недокомпенсацией емкостных токов и малым смещением нейтрали и настройки на резонанс в режимах однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) по измеренным параметрам сети, предшествующей ОЗЗ.
Таким образом, техническое решение, реализованное в соответствии с указанными признаками и связями, существенно проще аналогичных устройств и, в отличие от прототипа, имеет улучшенные эксплуатационные характеристики. Способ и устройство могут применяться в воздушных и кабельных сетях.
Предложенное техническое решение характеризуется новой ранее неизвестной совокупностью признаков и может быть признано изобретением.
На фигуре 1 приведена схема автоматической компенсации емкостных токов в сети 6-35 кВ на основе дугогасящего реактора с подмагничиванием от регулируемого источника постоянного тока. Шины 6-35 кВ разделены от сети высокого напряжения трансформатором Т1 и подключается к ней вводным выключателем ВВ.
Цепь компенсации образована подключенным к распределительной электрической сети посредством выключателя В1 нейтралеобразующим трансформатором (ТДГР) - фильтром нулевой последовательности 1 и последовательно соединенными с ним рабочей обмоткой Wp дугогасящего реактора (QL) 2 и датчиком тока реактора - измерительным трансформатором тока 3. Обмотка подмагничивания Wп реактора подключена к выходу регулируемого источника питания 5. В цепи указанной обмотки присутствует датчик тока подмагничивания 4, сигнал с которой поступает на вход измерительного органа МПУ 7. В этот же орган поступают сигналы, снимаемые с вторичных обмоток измерительного трансформатора напряжения (TV) 6, включением вторичных обмоток по схеме разомкнутый треугольник (ad и xd) и «звезда» (a, b , c), с сигнальной обмотки Wc реактора и трансформатора тока (ТА) 3. Первичная обмотка TV подключена к сети через предохранитель FU.
Схема автоматики настройки ДГР работает следующим образом. В исходном состоянии ток подмагничивания обмотки реактора отсутствует и в сеть находится в режиме глубокой недокомпенсации (индуктивность реактора максимальна). МПУ плавно увеличивает выходное напряжение Uу, отслеживая при этом параметры 3U0, Iп ’, и фазовый угол ϕ. При достижении основной гармоники (50 Гц) напряжения 3U0 максимальной величины, запоминается его значение, величина тока Iп, соответствующая достигнутому максимуму напряжению 3U0, а также фазовый угол φ. В сетях с большим уровнем гармонических составляющих вместо напряжения 3U0 желательно использовать напряжение сигнальной обмотки UWc дугогасящего реактора. По сохранению указанных параметров МПУ снижает (скачкообразно или плавно) величину тока подмагничивания в n раз. Коэффициент n, определяется, исходя из соображений снижения потерь в системе подмагничивания, смещения нейтрали в интервале 2-3 и задается уставкой. Затем сохраняются в памяти МПУ значения напряжения 3U0 и фазового угла ϕ для установившегося значения расстройки компенсации при пониженной величине тока подмагничивания.
При изменении фазовых емкостей Сф относительно земли, например, в связанных с отключением или подключением отходящих линий, происходит изменение расстройки и связанные с ним отклонения напряжения 3U0 и фазового угла ϕ от запомненных в памяти МПУ, при выходе которых за пределы, заданные уставками в устройстве значений, выставляемых клавиатурой К по показаниям индикатора И, МПУ плавно увеличивает выходное напряжение Uу, увеличивая таким образом ток подмагничивания Iп обмотки Wп до значения, соответствующего новому максимуму смещения нейтрали. При достижении максимума 3U0 МПУ, в соответствии с вышеописанным алгоритмом, повторяет процесс установки режима контролируемой недокомпенсации и сохранения параметров настройки в памяти устройства.
Предложенное устройство автоматической компенсации емкостных токов с дугогасящими реакторами с подмагничиванием сердечника позволяет c достаточной точностью контролировать степень настройки компенсации сети во всем диапазоне регулирования и поддерживать с высокой точностью режим компенсации емкостных токов в режимах однофазных замыканий на землю по измеренным параметрам сети в нормальном режиме ее работы.
Источники информации:
1. Обабков В.К. Совершенствование фазового способа автоматического поддержания условий компенсации емкостных токов в кабельных сетях 6-35 кВ // Электричество, 1989, №1. С. - 18-25.
2. А.с. №1026231 (СССР). Устройство для автоматической настройки плунжерных дугогасящих реакторов /О.А. Петров, А.М. Ершов, А.Н. Хабаров. Опубл. в БИ 1983, №24.
3. Адаптивная система настройки контура нулевой последовательности распределительной сети 6-35 кВ /М.И Петров, И.А. Польков, И.Н. Поляков, И.Н. Степанов //Проблемы электроэнергетики на региональном уровне. Межвузовский сб. науч. тр. Чебоксары. Изд-во Чуваш. ун-та, 1998. С. - 60-66.
4. А.с. №1536476. Устройство для определения расстройки компенсации тока замыкания на землю / И.Н. Степанов, М.И. Петров. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений СССР 15.09.1989 г.
Claims (2)
1. Способ компенсации емкостных токов устройством настройки дугогасящего реактора, включающим дугогасящий реактор, регулируемый источник постоянного тока, устройство управления, отличающийся тем, что устройство на основе дугогасящего реактора с подмагничиванием, микропроцессорного устройства управления, источника питания с датчиком тока в нормальном режиме работы сети посредством увеличения тока подмагничивания осуществляет поиск максимума напряжения основной частоты в нейтрали сети, по достижении которого фиксируется величина тока подмагничивания, соответствующая резонансу, снижается ток подмагничивания на заданную величину, фиксируется величина напряжения смещения нейтрали основной частоты тока сети и его фазовый угол относительно опорного, при выходе этих параметров за зоны, заданные уставками устройства управления, устройство выдает сигнал на увеличение тока подмагничивания для определения новой настройки и фиксирования тока подмагничивания по результатам настройки, а при однофазном замыкании на землю устройство управления выставляет фиксированное на максимуме напряжения смещения значение тока подмагничивания, соответствующее резонансной настройке.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фазового угла используется вектор линейного вторичного напряжения измерительного трансформатора напряжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020127303A RU2754360C1 (ru) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | Способ настройки дугогасящего реактора и устройство для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020127303A RU2754360C1 (ru) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | Способ настройки дугогасящего реактора и устройство для его реализации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2754360C1 true RU2754360C1 (ru) | 2021-09-01 |
Family
ID=77669940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020127303A RU2754360C1 (ru) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | Способ настройки дугогасящего реактора и устройство для его реализации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2754360C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1026231A1 (ru) * | 1981-10-12 | 1983-06-30 | Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Устройство дл автоматической настройки плунжерного дугогас щего реактора |
US4555658A (en) * | 1982-11-02 | 1985-11-26 | Bbc Brown, Boveri And Company, Limited | Circuit arrangement for the compensation of reactive power in an electrical alternating-current power system |
RU2222857C1 (ru) * | 2002-05-17 | 2004-01-27 | Долгополов Андрей Геннадьевич | Способ автоматической настройки дугогасящего реактора |
RU2618519C1 (ru) * | 2015-12-30 | 2017-05-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Способ автоматической настройки компенсации дугогасящих реакторов, управляемых подмагничиванием |
-
2020
- 2020-08-14 RU RU2020127303A patent/RU2754360C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1026231A1 (ru) * | 1981-10-12 | 1983-06-30 | Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Устройство дл автоматической настройки плунжерного дугогас щего реактора |
US4555658A (en) * | 1982-11-02 | 1985-11-26 | Bbc Brown, Boveri And Company, Limited | Circuit arrangement for the compensation of reactive power in an electrical alternating-current power system |
RU2222857C1 (ru) * | 2002-05-17 | 2004-01-27 | Долгополов Андрей Геннадьевич | Способ автоматической настройки дугогасящего реактора |
RU2618519C1 (ru) * | 2015-12-30 | 2017-05-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Способ автоматической настройки компенсации дугогасящих реакторов, управляемых подмагничиванием |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Петров М.И. и др. Адаптивная система настройки контура нулевой последовательности распределительной сети 6-35 кВ. "Проблемы электроэнергетики на региональном уровне. Межвузовский сборник научных трудов", Чебоксары, Издательство Чувашского университета, 1998, с.60-66. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3936727A (en) | High speed control of reactive power for voltage stabilization in electric power systems | |
US8169756B2 (en) | Fault current limiting | |
CN101860035A (zh) | 晶闸管控制磁控电抗器的无功补偿系统 | |
US3968432A (en) | Remote voltage sensor for power system regulation | |
CN110927515B (zh) | 基于接地变压器分接抽头接地的配电网单相接地故障选线方法及系统 | |
US7649721B2 (en) | Fault current limiting | |
RU2754360C1 (ru) | Способ настройки дугогасящего реактора и устройство для его реализации | |
RU2719632C1 (ru) | Устройство автоматической компенсации емкостных токов с симметрированием фазных напряжений сети | |
RU2673799C1 (ru) | Устройство для автоматической компенсации тока однофазного замыкания на землю | |
CN111697552B (zh) | 一种基于电压调节器的消弧线圈自动调谐方法及装置 | |
RU199742U1 (ru) | Устройство компенсации емкостных токов на основе дугогасящего реактора с подмагничиванием | |
RU127536U1 (ru) | Устройство автоматической настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю | |
KR102116145B1 (ko) | 고전압 전기회로망에서 전류 차단 장치를 제어하기 위한 방법 | |
RU209170U1 (ru) | Устройство настройки дугогасящих реакторов с подмагничиванием для компенсации емкостных токов замыкания | |
WO1999010959A2 (en) | Method for adjusting compensating inductor in distribution network for electrical energy | |
RU2222857C1 (ru) | Способ автоматической настройки дугогасящего реактора | |
Kuznetsov et al. | The resonant overvoltage in non-sinusoidal mode of main electric network | |
RU2130677C1 (ru) | Способ автоматической настройки дугогасящего реактора и устройство для его осуществления | |
CN109100012B (zh) | 一种变压器噪声性能测试系统及其应用方法 | |
IL297821B2 (en) | Actively controlled power transformer and control method | |
CN106253296B (zh) | 用于中频供电系统的终端补偿控制方法 | |
AU2021101707A4 (en) | System and method for mitigating power quality issue of electric arc furnace | |
AU2021101708A4 (en) | System and method for mitigating power quality issue of electric arc furnace | |
KR102402379B1 (ko) | Ab 전력 시스템에서 역률을 개선하기 위한 시스템 | |
Yunusov et al. | Analysis of the Operation of Automatic Regulators of Peterson Coil Installed In 6-35 Kv Networks with Unstable Capacitive Insulation Conductivity to Ground |