RU40530U1

RU40530U1 - CONDENSER BATTERY

Info

Publication number: RU40530U1
Application number: RU2004114761/22U
Authority: RU
Inventors: П.Ю. Булыкин; В.И. Кочкин; В.В. Мишта; О.П. Нечаев; М.О. Польский
Original assignee: Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы"; Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт электроэнергетики; Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Энерком-Сервис"
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2004-09-10

Abstract

Полезная модель относится к высоковольтным конденсаторным батареям, используемым в электрических сетях, например, для компенсации реактивной мощности. 1. Конденсаторная батарея содержит параллельно соединенные конденсаторы, выводы которых изолированы от корпусов, установленных на установленных на металлической платформе, и емкостный делитель напряжения, крайние выводы которого подключены к выводам батареи, а средний - к металлической платформе. Это позволяет уменьшить ток, протекающий через батарею при коротком замыкании любого вывода батареи на корпус конденсатора или металлическую платформу и, тем самым, снизить вероятность повреждения батареи. В устройстве может использоваться блок защиты, вход которого подключен к металлической платформе. Для исключения ложных срабатываний в блок защиты могут быть введены формирователь отклонения входного напряжения от уставки, формирователь зоны нечувствительности и элемент выдержки времени, подключенный к выходу блока защиты. Формирователь отклонения входного напряжения от уставки может быть охвачен отрицательной обратной связью через интегрирующий элемент.The utility model relates to high voltage capacitor banks used in electrical networks, for example, to compensate for reactive power. 1. The capacitor bank contains parallel-connected capacitors, the terminals of which are isolated from the housings installed on the metal platform, and a capacitive voltage divider, the extreme terminals of which are connected to the battery terminals, and the middle one is connected to the metal platform. This allows you to reduce the current flowing through the battery during a short circuit of any output of the battery to the capacitor housing or a metal platform and, thereby, reduce the likelihood of battery damage. The device may use a protection unit, the input of which is connected to a metal platform. To eliminate false alarms, a shaper of input voltage deviation from the setpoint, a dead band shaper, and a time delay element connected to the output of the protection block can be introduced into the protection unit. The driver of the deviation of the input voltage from the setting can be covered by negative feedback through the integrating element.

Description

Область техникиTechnical field

Предложение относится к высоковольтным конденсаторным батареям, используемым в электрических сетях, например, для компенсации реактивной мощности.The proposal relates to high voltage capacitor banks used in electrical networks, for example, to compensate for reactive power.

Уровень техникиState of the art

Выбранная в качестве прототипа, конденсаторная батарея [1] образована параллельно соединенными конденсаторами, корпуса которых установлены на общей металлической платформе [Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. Ю.Г.Барыбина и др. Москва Энергоатомиздат 1990. стр.422.]. При этом один из выводов каждого конденсатора связан с его корпусом и соединен с металлической платформой, а другой - изолирован от корпуса и платформы. Изолированные выводы конденсаторов объединены в две группы и образуют соответствующие выводы батареи.Selected as a prototype, a capacitor bank [1] is formed in parallel by connected capacitors, the housings of which are installed on a common metal platform [Reference for the design of power supply. Ed. Yu.G. Barybin and others. Moscow Energoatomizdat 1990. p. 422.]. In this case, one of the terminals of each capacitor is connected to its body and connected to a metal platform, and the other is isolated from the body and platform. The isolated terminals of the capacitors are combined in two groups and form the corresponding terminals of the battery.

Недостаток устройства-прототипа - высокий уровень аварийных токов в случае короткого замыкания между изолированным выводом конденсатора батареи и платформой, что может привести к повреждению батареи.The disadvantage of the prototype device is the high level of emergency currents in the event of a short circuit between the insulated terminal of the battery capacitor and the platform, which can lead to damage to the battery.

Задача полезной модели - уменьшить уровень аварийных токов и вероятность повреждения конденсаторов при коротких замыканиях. The objective of the utility model is to reduce the level of emergency currents and the likelihood of damage to capacitors during short circuits.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Предметом полезной модели является конденсаторная батарея, содержащая параллельно соединенные конденсаторы, выводы которых изолированы от корпусов, установленных на металлической платформе, и емкостный делитель напряжения, крайние выводы которого подключены к выводам параллельно соединенных конденсаторов, а средний - к металлической платформе.The object of the utility model is a capacitor bank containing parallel-connected capacitors, the terminals of which are isolated from the housings mounted on a metal platform, and a capacitive voltage divider, the extreme ends of which are connected to the terminals of the parallel-connected capacitors, and the middle one is connected to the metal platform.

Такое решение по сравнению с прототипом [1] позволяет уменьшить ток, протекающий через батарею при коротком замыкании любого вывода конденсатора батареи на корпус или металлическую платформу и, тем самым, снизить вероятность повреждения батареи.Such a solution, in comparison with the prototype [1], allows to reduce the current flowing through the battery during a short circuit of any terminal of the battery capacitor to the housing or metal platform and, thereby, reduce the likelihood of battery damage.

Полезная модель имеет развитие, которое состоит в том, что введен блок защиты, подключенный входом к металлической платформе.The utility model has a development which consists in the introduction of a protection unit connected by an input to a metal platform.

Это позволяет дополнительно снизить вероятность повреждения конденсаторов при коротких замыканиях.This further reduces the likelihood of capacitor damage due to short circuits.

Полезная модель имеет последующее развитие, согласно которому блок защиты содержит формирователь отклонения входного напряжения от уставки, выход которого через формирователь зоны нечувствительности и элемент выдержки времени подключен к выходу блока защиты.The utility model has a subsequent development, according to which the protection unit contains a shaper of deviation of the input voltage from the setpoint, the output of which through the shaper of the dead zone and the time delay element is connected to the output of the protection block.

Это позволяет уменьшить вероятность ложных срабатываний защиты и обеспечить ее срабатывание при замыканиях выводов конденсаторов на корпус или металлическую платформу, а также при внутренних повреждениях конденсаторов батареи.This allows you to reduce the likelihood of false positives of the protection and ensure its response when the capacitor leads are shorted to the case or metal platform, as well as internal damage to the battery capacitors.

Полезная модель имеет дальнейшее развитие, согласно которому формирователь отклонения входного напряжения от уставки охвачен отрицательной обратной связью через интегрирующий элемент,The utility model is further developed, according to which the driver of the deviation of the input voltage from the setpoint is covered by negative feedback through the integrating element,

Это позволяет исключить необходимость периодической подстройки уставки при медленных изменениях потенциала металлической платформы в процессе эксплуатации батареи.This eliminates the need for periodic adjustment of the setpoint during slow changes in the potential of the metal platform during battery operation.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

На фиг.1 приведена схема, иллюстрирующая осуществление полезной модели с учетом ее развития, на фиг.2 - пример выполнения формирователя отклонения входного напряжения от уставки.Figure 1 is a diagram illustrating the implementation of a utility model taking into account its development, figure 2 is an example of the implementation of the shaper deviation of the input voltage from the setting.

На схеме показаны: параллельно соединенные конденсаторы 1, выводы которых изолированы от корпусов, установленных на металлической платформе 2, конденсаторы 3 и 4 емкостного делителя 5 напряжения, The diagram shows: parallel-connected capacitors 1, the terminals of which are isolated from the housings installed on the metal platform 2, capacitors 3 and 4 of the capacitive voltage divider 5,

крайние выводы 6 и 7 которого подключены к выводам 8 и 9 конденсаторов 1 соответственно, а средний вывод 10 - к платформе 2.the extreme terminals 6 and 7 of which are connected to the terminals 8 and 9 of the capacitors 1, respectively, and the middle terminal 10 is connected to the platform 2.

Корпуса конденсаторов 1 показаны двойным пунктиром.The capacitor bodies 1 are shown by a double dotted line.

Кроме того, на схеме фиг.1 показан блок 11 защиты, вход 12 которого подключен к платформе 2.In addition, in the diagram of figure 1 shows the block 11 protection, the input 12 of which is connected to the platform 2.

В составе блока 11 показаны формирователь 13 отклонения входного напряжения от уставки (заданного значения напряжения), формирователь 14 зоны нечувствительности и элемент 15 выдержки времени. Выход формирователя 13 через формирователь 14 и элемент 15 подключен к выходу блока 11 защиты.As part of block 11, a shaper 13 of the input voltage deviation from the setpoint (voltage setpoint) is shown, a deadband driver 14 and a time delay element 15. The output of the shaper 13 through the shaper 14 and the element 15 is connected to the output of the protection unit 11.

Формирователь 13 охвачен отрицательной обратной связью через интегрирующий элемент 16.The driver 13 is covered by negative feedback through the integrating element 16.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Переменное напряжение с вывода 10 делителя 5 поступает на платформу 2 и через вход 12 в блок 11 и формирователь 13. В формирователе 13 переменное напряжение масштабируется и выпрямляется с последующей фильтрацией. Из полученного постоянного напряжения вычитается напряжение уставки (вход 17). Разность напряжений, представляющая собой отклонение входного напряжения от уставки, поступает на вход формирователя 14, реагирующего на модуль входного напряжения.The alternating voltage from the output 10 of the divider 5 is supplied to the platform 2 and through the input 12 to the block 11 and the shaper 13. In the shaper 13, the alternating voltage is scaled and rectified, followed by filtering. The set voltage (input 17) is subtracted from the obtained DC voltage. The voltage difference, which is the deviation of the input voltage from the setpoint, is fed to the input of the shaper 14, which responds to the input voltage module.

В формирователе 14 модуль отклонения сравнивается с порогом. Пока он не превышает порог, отклонение находится в зоне нечувствительности защиты и на выходе формирователя 14 нет сигнала. При превышении порога отклонение выходит из зоны нечувствительности и на выходе формирователя 14 появляется сигнал, запускающий элемент 15. Элемент 15 начинает отсчитывать выдержку времени на срабатывание защиты. Если величина отклонения становится ниже порога, элемент 15 сбрасывается. Если сигнал запуска сохраняется на выходе формирователя 14 в течение In the driver 14, the deviation modulus is compared with a threshold. While it does not exceed the threshold, the deviation is in the deadband of the protection and there is no signal at the output of the shaper 14. When the threshold is exceeded, the deviation leaves the dead zone and the signal triggering element 15 appears at the output of the driver 14. Element 15 begins to count the time delay for the protection to operate. If the deviation falls below a threshold, element 15 is reset. If the trigger signal is stored at the output of the driver 14 for

заданной выдержки времени, на выходе элемента 15 вырабатывается сигнал на аварийное отключение батареи конденсаторов. Значения напряжения уставки, зоны нечувствительности (порога) и длительности выдержки времени, задаваются по установочным входам 17, 18 и 19 соответственно.predetermined time delay, the output of the element 15 produces a signal for emergency shutdown of the capacitor bank. The values of the setpoint voltage, deadband (threshold) and the duration of the time delay are set at the installation inputs 17, 18 and 19, respectively.

Пример выполнения формирователя 13 иллюстрирует фиг.2, на которой показаны: изолирующий усилитель 20, обеспечивающий изоляцию от высоковольтных цепей и масштабирование, двухполупериодный выпрямитель 21с фильтром и сумматор 22.An example of the embodiment of the shaper 13 is illustrated in FIG. 2, which shows: an isolating amplifier 20 providing isolation from high-voltage circuits and scaling, a half-wave rectifier 21c with a filter, and an adder 22.

При коротком замыкании одного из выводов 8 или 9 на корпус конденсатора 1 или платформу 2 батарея разряжается через конденсатор 4 или 3, подключенный соответственно к другому выводу батареи. Наличие в цепи разряда батарей одного из конденсаторов делителя 5, емкость которого существенно меньше суммарной емкости конденсаторов 1, снижает величину аварийного тока и вероятность повреждения батареи.In the event of a short circuit of one of the terminals 8 or 9 to the case of the capacitor 1 or platform 2, the battery is discharged through the capacitor 4 or 3, connected respectively to the other terminal of the battery. The presence in the battery discharge circuit of one of the capacitors of the divider 5, the capacity of which is significantly less than the total capacity of the capacitors 1, reduces the magnitude of the emergency current and the likelihood of battery damage.

Блок 11 защиты реагирует на изменение потенциала платформы 2 относительно уставки на входе 17. Медленные изменения этого потенциала, неизбежные в процессе эксплуатации, игнорируются формирователем 13 благодаря отрицательной обратной связи, обеспечиваемой элементом 16. Быстрые аварийные изменения проходят через формирователь 13 и контролируются формирователем 14 и элементом 15 по абсолютной величине и длительности, чтобы исключить срабатывание защиты при случайных скачках потенциала платформы.The protection unit 11 reacts to a change in the potential of the platform 2 relative to the input setting 17. Slow changes of this potential, inevitable during operation, are ignored by the driver 13 due to the negative feedback provided by the element 16. Fast emergency changes pass through the driver 13 and are controlled by the driver 14 and the element 15 in absolute value and duration in order to exclude protection from accidental jumps in platform potential.

В качестве конденсаторов делителя 5 может использоваться пара конденсаторов того же типа, что и конденсаторы 1.As the capacitors of the divider 5 can be used a pair of capacitors of the same type as the capacitors 1.

Claims

1. A capacitor bank containing parallel-connected capacitors, the terminals of which are isolated from the housings mounted on a metal platform, and a capacitive voltage divider, the extreme terminals of which are connected to the terminals of the parallel-connected capacitors, and the middle one is connected to the metal platform.

2. The capacitor bank according to claim 1, into which a protection unit is connected, connected by an input to a metal platform.

3. The capacitor bank according to claim 2, in which the protection unit comprises a driver for deviating the input voltage from the setpoint, the output of which is connected to the output of the protection unit through a deadband driver and a time delay element.

4. The capacitor bank according to claim 3, in which the driver of the deviation of the input voltage from the setpoint is covered by negative feedback through the integrating element.