SU1367096A1 - Устройство дл автоматической настройки дугогас щего реактора в режиме однофазного замыкани на землю в сети - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в электрических сет х дл  автоматической компенсации емкостного тока замыкани  на землю. Целью изобретени   вл етс  повьшение надежности . Цель достигаетс  за счет определени  характера расстройки компенсации при первом дуговом пробое на землю изол ции сети. Эта инфор

Description

S

(Л

со а

vj

о со о

маци  сохран етс  в RS-триггере 12 до достижени  системой регулировани  резонансной настройки. В режиме перемежающегос  дугового замыкани  потери информации не происходит, т.к напр жение нейтрали и остаточное напр жение поврежденной фазы преобразуютс  в последовательность пр моугольных Импульсов, следующих один за другим через каждые 360. Работу

устройства в режиме устойчивого одно1

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в электрических цеп х дл  автоматической компенсации емкостного тока замыкани  на землю.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности.

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы процесса формировани  сигналов управлени .

Устройство содержит присоединительный трансформатор 1, дугогас - щий реактор 2, емкости 3 фаз сети относительно земли, трансформатор 4 напр жени , блок 5 выбора поврежденной фазы, фильтр 6 низкой и частоты, фазовый корректор 7, двухполупериод- ный выпр митель 8, пороговые элементы 9-11, асинхронный RS-триггер 12, логический элемент НЕ 13, усилитель- ограничитель 14, преобразователь 15 импульсов, блок 16 формировани  коротких импульсов по переднему фронту входного сигнала, логический элемент ЗИ 17, логические элементы 2И 18 и 19, асинхронные RS-триггеры 20 и 21 с разрешающим V-входом, исполнительный орган 22,

Трансформатор 4 напр жени  вторичной обмоткой, соединенной в звезду , подключен к выходу блока 5 выбора поврежденной фазы. Последний состоит из трех реле минимального напр жени , включенных на три фазы относительно земли и предназначенных дл  выбора поврежденной фазы и отключени  сигнала при отсутствии замыкани  на землю. Выход блока 5 по67096

фазного замыкани  на землю и при перемежающихс  дуговых замыкани х позвол еют обеспечить блок 5 выбора, поврежденной фазы, пороговые элементы 9-11, логический элемент 13, преобразователь 15 импульсов, блок 16 формировани  коротких импульсов по переднему фронту входного сигнала, логический элемент ЗИ 17, асинхронные RS-триггеры с разрешающим V-BXO- дом 20 и 21, 2 ил.

0

Г

0

5

0

5

ключен к входу фильтра 6 низкой частоты, который предназначен дл  выделени  основной гармоники сети из напр жени  поврежденной фазы.

Вторична  обмотка трансформатора 4 напр жени , соединенна  в разомкнутый треугольник, включена на вход фазового корректора 7, с помощью которого устран етс  погрешность настройки дугогас щего реактора от фазовых погрешностей в трансформаторе 4 и фильтре 6 нижкой частоты. Выход фазового корректора 7 через двух- полупериодный выпр митель 8 подключен к выходу первого порогового элемента 8. Входы второго и третьего пороговых элементов 10 и 11 соединены с выходом фазового корректора 7, а их выходы подключены соответственно к динамическим R-входу и S-входу триггера 12. Выход фильтра 6 низкой частоты через усилитель-ограричитель и преобразователь 15 импульсов соединен с входом блока 16 формировани  коротких пр моугольных импульсов.

Сигнал с выхода порогового элемента 9 поступает на первый вход логического элемента ЗИ 17. Второй вход этого элемента соединен с выходом RC- -триггера 12. Первые входы логических элементов 2И 18 и 19 подключены соответственно к выходу второго порогового элемента 10 и через элемент НЕ к выходу третьего порогового элемента 11. Выход блока 16 подключен к третьему входу логического элемента ЗИ 17 и вторым входом логических элементов 2И 18 и 19, выход которых соединен с динамическими R-входами

J

соответственно RS-триггеров 20 и 21 На динамические S-входы этих триггеров поступают сигналы с выхода элемента ЗИ 17. Выход RS-триггеров 20 и подключен к входам исполнительного органа 22, который измен ет индуктивность дугогас щего реактора. Дл  исключени  одновременного по влени  сигналов на выходе RS-триггеров 20 и 21 выход RS-триггера 20 содинен с инверсным V-входом RS-триггера 21, а выход RS-триггера 21 - с инверсным -У-входом RS-триггера 20

Устройство работает следующим сб разом.

При металлическом или устойчивом дуговом замыкании фазы на землю напр жение этой фазы относительно земли снижаетс , что приводит к срабатыванию одного из реле блока 5 выбора поврежденной фазы. На его выходе по вл етс  напр жение поврежденной фазы, из которого фильтр 6 вьщел ет основную гармонику напр жени  U .,,. Это напр жение посредством усилител -ограничител  14, преобразовател  15 и блока формировани  коротких импульсов преобразуетс  в единичные импульсы напр жени  Ug, следующие друг за другом через кажде 360°, Пр этом они формируютс  при прохождени напр жени  U через нуль.

Одновременно на входы пороговых элементов 9-11 поступает напр жение найтрали , которое соответствующими элементами преобразуетс  в последовательность пр моугольных импульсов Uj- и. Импульсы и2 располагаютс  симметрично относитель точки перехода напр жени  Ui,, через нуль. При этом моменты формировани  переднего и заднего фронтов этих импульсов (фиг.2) определ ютс  соотношением

и, и„.

где и - выпр мленное напр жение;

опорное напр жение первого

%порогового элемента 9. Импульсы напр жений U и U

фор

мируютс  соответственно при равенстве напр жений U . д -U U , где опорные напр жени  пороговых элементов 10 и 11. Напр жение и,- и и, поступают на динамические R и S-входы RS-триггера 12. На его выходе формируютс  пр моугольные импульсы Uj длительностью, оп

иг возредел емой сдвигом во времени между передними фронтами входных сигналов . Следовательно, пороговые элементы 10 и 11 совместно с RS-тригге- ром 12 формируют следующие друг за другом через 360 единичные импульсы , расположение которых относительно точки пересечени  нулевого уровн  зависит от напр жений U

Если в указанном режиме сети никла недокомпенсаци , то напр жение Цф опережает по фазе напр жение и , и в момент времени t на

5 входах элемента 2И 19 по вл ютс  два сигнала 1 U и Ug, совпадающие во времени. В результате на динамический вход RS-триггера 21 поступает единичный импульс, который переключает его в состо ние 1. Напр жение на выходе RS-триггера 21 включает исполнительный орган 22, который увеличивает ток дугогас щего реактора до тех пор, пока напр же5 ние Цф поврежденной фазы совпадет па фазе с напр жением U нейтрали.

В момент времени t фазовый сдвиг между напр жени ми U и U равен нулю, что соответствует резонанс0

30

35

40

45

50

НОИ настройке реактора. В этот момент времени импульс напр жени  Uj с выхода блока 16 совпадает во времени с импульсами напр жений U и Uj на выходе соответственно блоков 9 и 12, и на выходе логического элемен-. та ЗИ 17 сформируетс  единичный импульс, который устанавливает RS-триггер 21 в состо ние О.-Напр жение на входе исполнительного органа исчезает. Однако вследствие инерционности останов исполнительного органа происходит с запаздыванием и система регулировани  возвращаетс  в устойчивое состо ние с некоторой погрешностью относительно резонансной настройки. При этом импульс и. не выходит из зоны импульса U,.

оэ

Дпительность последнего определ етс  уставкой пороговых элементов 10 и 11. Таким образом, регулиру  напр жени 

и , можно установить

55

требуемые зоны недокомпенсации, при которых обеспечиваетс  устойчива  работа системы автоматической компенсации при минимальной погрешности настройки.

При возникновении перекомпенсации напр жени  U отстает по фазе от напр жени  и, д и в момент времени t,,

происходит- совпадение во времени сигналов Uj и Uj , что приводит к по влению единичного импульса на динамическом S-входе RS-триггера 20. Этот импульс переключает RS-триг- гер 20 в состо ние 1. На его выходе по вл етс  напр жение Ug, которое рключает исполнительный орган 22, осуществл ющий уменьшение тока реак- . тора до наступлени  резонансного положени  .

В режиме перемежающегос  дугового замыкани  фазы на землю при первоначальном зажигании дуги угол Ч между напр жением U,, и иф„ такой же, как и при металлическом или устойчивом замыкании на землю. В этот промежуток времени формирова:н ие сигналов управлени  происходит аналогично рассмотренному . Например, при перекомпенсации импульсы и и Ug на входе логического элемента 2И 19 совпадают во времени. В результате происходит переключение RS-триггера 21 в единичное состо ние и включение исполнительного органа дугогас щего реактора . После погасани  дуги угол if в переходный.период начинает увеличиватьс , вследствие чего импульс Ug перемещаетс  по оси времени относительно импульсов Uj и Uj в направлении отставани . Поскольку угол |Не может изменитьс  более чем на 360, то совпадение во времени импульсов и , и и и g , необходимое дл  изменени  состо ни  RS-триггера 21, не произойдет. При повторном зажигании дуги состо ние элементов схемы остаетс  прежним. Управл клций сигнал с вьЬсода RS-триггера 21 исчезает при резонансе в момент времени t. Следовательно, изменение угла ц в пределах 0-360° не приводит к потере информации о режиме компенсации сети

Предлагаемое устройство обеспечивает резонансную настройку дугогас щего реактора не только при устойчивом замыкании фазы на землю, но и в режиме перемежающегос  дугового замыкани . При этом ограничиваютс  перенапр жени  до значений безопасных дл  изол ции электрооборудовани  а также значительно снижаютс  термическое воздействие дуги и скорость восстановлени  напр жени  на поврежденной фазе, что способствует самопогасанию дуги и восстановлению нормального режима сети. Таким образом.

1367096«

применение предлагаемого устройства .позвол ет повысить надежность элект- 2|1ческих сетей с компенсированной нейтралью.

0

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  автоматической настройки дугогас щего реактора в режиме однофазного замыкани  на землю в сети, содержащее трансформатор напр жени , блок выбора поврежденной фазы, подключенный входом к вторичной обмотке трансформатора напр 5 жени , соединенной в звезду, фильтр низкой частоты, подключенный входом к выходу блока выбора поврежденной фазы, и блок управлени  дугогас щим реактором, выход которого соединен

   0 с дугогас щим реактором, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы электрической сети, оно снабжено фазовым корректором , вход которого подключен

   5 к введенной вторичной обмотке трансформатора напр жени , соединенной в разомкнутый треугольник, двухполупе- риодным выпр мителем, вход которого соединен с выходом фазового корректора , трем  пороговыми элементами, асинхронньт RS-триггером, логическим элементом НЕ, последовательно включенными усилителем-ограничителем, преобразователем импульсов и блоком формировани  коротких импульсов по переднему фронту входного сигнала, логическим элементом ЗИ, двум  логическими элементами 2И, двум  асинхронными RS-триггерами с разрешающим V-входом, причем вход первого порогового элемента подключен к выходу двухполупериодного выпр мител , а выход - к первому входу элемента ЗИ, входы второго и третьего пороговых элементов подключены к выходу фазового корректора, выход второго порогового элемента соединен с первым входом первого элемента 2И и R-входом асинхронного RS-триггера, а выход третьего порогового элемента через элемент НЕ - с первым входом второго элемента 2И и S-входом асинхронного RS-триггера, выход которого подключен к второму входу элемента ЗИ, выход фильтра низкой частоты включен на вход усилител - ограничител , а выход блока формиро вани  коротких импульсов - на вторые входы двух логических элементов

   Ь

   0

   5

   0

   5

   2И. и третий вход логического элемента ЗИ, выход которого соединен с R-входами двух RS-триггеров с разрешающим V-входом, S-входы этих триггеров подключены соответственно к выходу первого и второго элемен1367096 8

   тов 2И, а выходы - к блоку управлени  дугогас щим реактором, выход первого RS-триггера подключен к V-входу второго RS-триггера, а выход второго RS-триггера - к V-входу первого RS-триггера.