SU1302362A1

SU1302362A1 - Device for compensating higher harmonics in earth leakage current

Info

Publication number: SU1302362A1
Application number: SU853871981A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Милованов; Наталья Алексеевна Полякова; Виктор Иванович Лукашев; Анатолий Максимович Анисимов
Original assignee: Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1985-03-25
Publication date: 1987-04-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике . Цель изобретени - повышение точности компенсации, надежности работы сети и безопасности обслуживани . При по влении однофазного замыкани на землю на выходе блока 7 выбора поврежденной фазы по вл етс напр жение, пропорциональное остаточному току замыкани . С фильтра 9 снимаетс напр жение, пропорциональное току высших гармоник. Это напр жение подаетс на входы пропускающих фильтров 10 и 11, настроенных на частоты выбранных дл компенсации гармоник. Соответствующа гармоника поступает на схему 12 управлени , котора формирует сигнал на открытие тиристоров в регулируемом выпр мителе 13. Сигнал с выхода выпр мител пропорционален амплитуде гармоники. Этот сигнал определ ет амплитуду генерируемой генератором 15 гармоники. На управл юш,ий вход генератора 15 поступает сигнал через пусковой орган 14. Этим обеспечиваетс противо- фазность колебаний генератора 15 и компенсируемой гармоники в токе замыкани . Напр жение с выхода генератора 15 вводитс в индуктивность 16 в противофазе с током компенсируемой гармоники в месте замыкани . 1 ил. со (Л со о Is: со Ci юThe invention relates to electrical engineering. The purpose of the invention is to improve the accuracy of compensation, network reliability and service safety. When a single-phase earth fault occurs at the output of the damaged phase selection unit 7, a voltage appears that is proportional to the residual fault current. The filter 9 is switched off with a voltage proportional to the current of higher harmonics. This voltage is applied to the inputs of the transmission filters 10 and 11, which are tuned to the frequencies selected to compensate for harmonics. The corresponding harmonic enters the control circuit 12, which generates a signal for the opening of the thyristors in the controlled rectifier 13. The signal from the output of the rectifier is proportional to the amplitude of the harmonic. This signal determines the amplitude of the harmonic generated by the generator 15. The control input of the generator 15 receives a signal through the starting element 14. This ensures that the oscillations of the generator 15 and the compensated harmonic in the closing current are anti-phase. The voltage from the output of the generator 15 is introduced into the inductance 16 in antiphase with the current of the compensated harmonics at the location of the circuit. 1 il. co (L co o Is: co Ci yu

Description

Изобретение относитс к электротехнике, а именно к системам электроснабжени , и предназначено дл использовани в электрических сет х, содержащих высшие гармоники в токах и напр жени х, с целью регулировани их уровн .The invention relates to electrical engineering, namely to power supply systems, and is intended for use in electrical networks containing higher harmonics in currents and voltages in order to regulate their level.

Целью изобретени вл етс повышение точности компенсации, надежности работы сети и безопасности обслуживани .The aim of the invention is to improve the accuracy of compensation, network reliability and service security.

На чертеже показана схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство состоит из силового трансформатора 1, блока 2 компенсации емкостного тока замыкани на землю промышленной частоты (дугогас щей катушки) и параллельно ему блока 3, предназначенного дл компенсации одной из гармоник тока замыкани . Дл компенсации любой другой гармоники параллельно блоку 3 должен быть включен блок 4, аналогичный блоку 3, но настроенный на соответствующую частоту другой гармоники.The device consists of a power transformer 1, a capacitance current compensation unit 2 of industrial frequency ground fault (arc suppressor coil) and a parallel unit 3, designed to compensate for one of the harmonics of the current circuit. To compensate for any other harmonics in parallel with block 3, block 4 must be turned on, similar to block 3, but tuned to the appropriate frequency of another harmonic.

Трансформаторы 5 тока нулевой последовательности отход щих линий 6 соединены с входом блока 7 выбора поврежденной линии,который определ ет ее, например, по наибольшему току нулевой последовательности основной частоты или по наибольшему току высших гармоник, как это делаетс в известных устройствах защит от замыканий на землю в сет х с изолированной или компенсированной нейтралью.Zero-sequence current transformers 5 of the outgoing lines 6 are connected to the input of the damaged line selection unit 7, which determines it, for example, by the highest zero-sequence current of the fundamental frequency or by the highest current of the higher harmonics, as is done in known earth-fault protection devices in nets with insulated or compensated neutral.

Второй вход блока 7 соединен также с выходом трансформатора 8 напр жени нулевой последовательности включенного на iijHHiji питани сеги, а выход через запирающий фи-льтр 9 основной частоты соединен с входами нронускающих фильтров К) и И, настроенных на частоты выбранных дл компенсации гармоник. Выход фильтра 10 соединен с входом схемы 12 фазового управлени выходным напр жением регулируемого выпр мител 13, например, на тиристорах и с первым входом пускового органа 14, второй вход которого подключен к выходу трансформатора 8 напр жени нулевой последовательности. Выход фильтра 11 подключен к аналогичным элементам в устройстве 4. Пусковой орган 14 может быть выполнен, например, на транзисторах или тиристорах по схеме И.The second input of the unit 7 is also connected to the output of the transformer 8 of the zero-sequence voltage connected to the power supply iijHHiji, and the output is connected to the inputs of the ground-current filters K) and I tuned to the frequencies of the harmonics selected to compensate. The output of the filter 10 is connected to the input of the phase control circuit 12 by the output voltage of the variable rectifier 13, for example, on thyristors and to the first input of the starting element 14, the second input of which is connected to the output of the zero-sequence transformer 8. The output of the filter 11 is connected to similar elements in the device 4. The starting body 14 can be performed, for example, on transistors or thyristors according to the scheme I.

В устройстве имеетс управл емый гене- ратор 15высп1их гармоник, выполненный, например , на тиристорах в виде инвертора, первый из входов которого соединен с выходом рег улируемого выпр мител 13, а второй - с выходом пускового органа 14. Выход генератора 15 подключен к индуктивности 16, котора соединена последовательно с емкостью. 17 и образует фильтроком- , пенсирующее устройство дл одной из гармоник , включенное между нейтралью трансформатора 1 и землей.The device has a controlled oscillator 15 of high harmonics, made, for example, on thyristors in the form of an inverter, the first of the inputs of which is connected to the output of the controlled rectifier 13, and the second - to the output of the starting organ 14. The output of the generator 15 is connected to the inductance 16 which is connected in series with the tank. 17 and forms a filter-pinging device for one of the harmonics, connected between the neutral of the transformer 1 and the ground.

Устройство работает следующим образом. При по влении однофазного замыкани на землю в питающей сети трансформатор 8 напр жени нулевой последовательThe device works as follows. When a single-phase ground fault occurs in the supply network, the transformer 8 is voltage zero follower

ности выдает разрешающие сигналы одновременно на пусковой орган 14 и блок 7 выбора поврежденной линии, который автоматически определ ет поврежденную линию 6 и на его выходе по вл етс напр жение , пропорциональное остаточному току замыкани , так как составл юн1,а тока замыкани основной частоты в значительной степени (в частности, полностью скомпенсирована блоком 2. Напр жение с входа блока 7 поступает на вход запирающего фильтра 9, где отфильтровываетс составл юща основной частоты и с выхода его снимаетс напр жение, пропорциональное только току высших гармоник в токе замыкани и повтор ющее его спектральный состав с сохранением фазы каждой гармоники. Это напр жение подаетс на входы пропускающих фильтров 10 и 11, настроенных на частоты выбранных дл компенсации гармоник. Число таких фильтров в общем случае равно числу компенсируемых гармоник.generates permissive signals simultaneously to the trigger 14 and the damaged line selection unit 7, which automatically detects the damaged line 6 and a voltage proportional to the residual current of the circuit appears at its output, and the circuit current of the main frequency is significant degree (in particular, fully compensated by block 2. The voltage from the input of block 7 is fed to the input of the locking filter 9, where the component of the fundamental frequency is filtered out and from the output of it is removed the voltage proportional to Only the current of higher harmonics in the circuit current and its spectral composition repeating while preserving the phase of each harmonic. This voltage is applied to the inputs of the pass-through filters 10 and 11 tuned to the frequencies selected for compensating harmonics. The number of such filters is generally equal to the number of harmonics to be compensated .

С выхода фильтра 10 соответствующа гармоника ноступает на первый вход пускового органа 14 и на схему 12 управлени , котора формирует, например, по принципу вертикального управлени сигналы дл From the output of the filter 10, the corresponding harmonic arrives at the first input of the trigger 14 and the control circuit 12, which forms, for example, by the principle of vertical control, signals for

открывани тиристоров в регулируемом выпр мителе 13 таким образом, чтобы выпр мленное нанр жение на его выходе было пропорционально амплитуде компенсируемой гармоники, поданной на вход схемы 12 управ. 1ени . Это напр жениеopening the thyristors in the controlled rectifier 13 so that the rectified voltage at its output is proportional to the amplitude of the compensated harmonics fed to the input of the 12-control circuit. 1en. This voltage

с выпр мител 13 ноступает lia первый вход управл емого генератора 15 компенсируемой гармоники, служа источником питани этого генератора и определ тем самым амплитуду генерируемой гармоники. Одновременно с выхода фильтра 10 напр жение комненсируемой гармоники через пусковой орган 14 проходит на второй вход генератора 15 гармоник, вл сь дл него напр жением управлени , т. е. выполн роль сигнала задаюн1его генератора. Тем самым обеспечиваетс автоматически фотивофаз- ность колебаний генератора 15 и компенсируемой гармоники в токе замыкани . Напр жение с выхода генератора 15 с амплитудой , пропорциональной амплитуде компенсируемой гармоники (это условие обеспечиваетс в схеме 12 управлени ), вводитс в индуктивность 16 (нанример, через транс-, форматорную св зь) в нротивофазе с током компенсируемой гармоники в месте замыкани . Снижение уровн данной гармоники в токе замыкани нриводит, к снижению нанр жени на входе схемы 12 управлени тиристорами управл емого выпр мител 13, напр жение на его выходе уменьшаетс и соответственно уменьшаетс компенсирую- пдий ток через индуктивность 16. Измен чувствительность схемы 12 управлени к напр жению с выхода фильтра 10 (с помошью потенциометра на выходе фильтра 10, например ), можно задавать любую величину остаточного тока данной гармоники, если этоFrom rectifier 13, lia receives the first input of a controlled oscillator 15 of compensated harmonics, serving as the power source of this generator and thus determining the amplitude of the generated harmonics. At the same time, from the output of the filter 10, the voltage of the harmonized harmonic through the triggering organ 14 passes to the second input of the generator 15 of the harmonics, being the control voltage for it, i.e. acting as a signal of the driving oscillator. This thereby ensures automatically the pivot-phase oscillations of the generator 15 and the compensated harmonics in the circuit current. The voltage from the output of the generator 15 with an amplitude proportional to the amplitude of the compensated harmonics (this condition is provided in the control circuit 12) is introduced into the inductance 16 (for example, through a transformer connection) in front of the phase with the current of the compensated harmonics in the place of closure. A decrease in the level of this harmonic in the fault current causes a decrease in the voltage at the input of the thyristor control circuit 12 of the controlled rectifier 13, the voltage at its output decreases, and the compensating current through the inductance 16 decreases accordingly. from the output of the filter 10 (using a potentiometer at the output of the filter 10, for example), you can set any residual current of a given harmonic, if

необходимо, например, по услови м работы устройств релейной защиты.necessary, for example, according to the conditions of operation of relay protection devices.

Claims

Invention Formula

A device for compensating higher harmonics in a ground fault current in networks with an isolated or compensated neutral, containing filter compensating devices in a network neutral, tuned to frequencies of compensated harmonics, characterized in that, in order to improve the accuracy of compensation, network reliability and safety service, current transformers of zero-sequence outgoing lines, voltage transformer, zero sequence, damaged line selection unit, locking filter frequency filters and high harmonic filters, controlled high harmonics generators, adjustable rectifiers with output voltage and start-up control circuits

higher harmonic generators, and the zero-sequence transformers of the outgoing lines and the zero-sequence voltage transformer are connected to the inputs of the damaged line selection unit, the output of which is connected to the output voltage control circuits through series-connected industrial frequency locking filter and high-harmonic pass filters controlled rectifiers and to the first inputs of starting organs of higher harmonic generators, and the outputs of adjustable rectifiers from They are connected to the power inputs of the corresponding harmonic generators, the control inputs of which are connected to the outputs of the triggering organs, and the second inputs of the triggering organs are connected to a zero-sequence voltage transformer, while the outputs of the harmonic generators are connected to the filter-compensating devices of the corresponding harmonics.