SU1617527A2 - 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. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышени  надежности работы сети. Это достигаетс  за счет уменьшени  времени регулировани  дугогас щего реактора 2 при замыкани х на землю путем предварительной резонансной настройки его в нормальном режиме. Работа устройства в этом режиме обеспечиваетс  созданием искусственного смещени  нейтрали. Источником смещени  служит вторична  обмотка присоединительного трансформатора 1, котора  подключаетс  к дополнительной обмотке дугогас щего реактора 2 при помощи тиристорного ключа 24, управл емого блокирующим элементом 25. Фазоизмерительна  схема устройства во всех режимах определ ет угол между напр жени ми нейтрали и выбранной фазы относительно земли. В нормальном режиме напр жение фазы относительно земли имеет обозначение, аналогичное обозначению фазы напр жени  источника питани  сети, совпадающей по направлению с напр жением источника смещени  нейтрали. Дл  выделени  требуемого напр жени  в блок выбора поврежденной фазы 5 дополнительно введены резистор, шунтирующий размыкающий контакт реле, и замыкающие контакты реле минимального напр жени , подключенные к фазам сети, неиспользуемым дл  определени  расстройки дугогас щего реактора. 4 ил.

Description

котора  подключаетс  к дополнительной обмотке дугогас щёго реактора 2 при помощи тиристорного ключа 24, управл емого блокирующим элементом 25. Фазоиэмерительна  схема устройства во всех режимах определ ет угол между напр жени ми нейтра:ли и выбранной фазы о гносительно земли. В нормальном режиме напр жение фазы относительно земли имеет обозначение, аналогичное обозначению фазы напр жени  источника

питани  сети, совпадающей по.направлению с напр жением источника смещени  нейтрали. Дл  вьщелени  требуемого напр жени  в блок выбора поврежденной фазы 5 дополнительно введены резистор, шунтирующий размыкающий контакт реле, и замыкающие контакты реле минимального напр жени , подключенные к фазам сети, неиспользуемым дл  определени  расстройки дугогас - щего реактора. 4 ил.

Изобретение относитс  к электрот технике и предназначено дл  использовани  в электрических сет х дл  авто- матической компенсации емкостного тока замыкани  на землю.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства; на фи1 .2 - принципиальна  электрическа  схема блока выбора поврежденной фазы;на фиг.З и 4 - векторные диаграммы напр жений, соответствующие различным режимам сети.

Устройство содержит присоединительный трансформатор 1, дугогас щий реактор 2, емкости фаз сети относительно земли 3, трансформатор 4 напр жени , блок 5 выбора поврежденной фазы, фильтр 6 низкой частоты, фазовый .корректор 7, двуполупериодный выпр митель 8, пороговые элементы 9-11, асинхронный RS-триггер 12, лот ический элемент НЕ 13, усилитель-ограничитель 14, преобразователь 15 импульсов, блок 16 формировани  коротких импульсов по переднему фронту входного сиг- кала, логический элемент ЗИ 17, логи- ческие элементы 2И 18 и 19, асинхронные RS-триггеры 20 и 21 с разрешающим V-входом, блок 22 управлени  дугога- с щим реактором, резистор 23, тирис- торный ключ 24 и блокирующий элемент 25.

Блок 5 выбора поврежденной фазы содержит три реле 26-28 минимального напр жени , три ограничительных резистора 29-31, три размыкающих контакта 32-34 указанных реле, два замыкающих контакта 35 и 36 реле 26 и 28 соответственно и резистор 37.

5

п

,

5

0

Вторична  обмотка трансформатора 4 напр жени , соединенна  в звезду, подключена к входу блока 5 выбора поврежденной фазы, который предназначен дп  выделени  требуемого фазного напр жени  относительно земли в нормальном режиме сети и напр жени  поврежденной фазы при возникновении однофазного замыкани  на землю. Выход блока 5 подключен 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 /, при помощи которого устран етс  погрешность настройки реактора от фазовых погрешностей в трансформаторе 4 и фильтре 6 низкой частоты,. Выход фазового корректора 7 через двч хполупериодный выпр митель 8 подключен к входу первого порогового элемента 9. Входы второго и третьего пороговых элементов 10 и 11 соединены с выходом фазового корректора 7, а их выходы подключены соответственно к динамическим К-входу и S-входу триггера 12.

Выход фильтра 6 низкой частоты через усилитель-органичитель 14 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 RS-триггера 12, а третий вход - с выходом блока 16. Первые входы логических элементов 2И 18 и 19 подключены соответственно к выходу второго порогового

5,

Элемента 10 и через элемент НЕ 13 - к выходу третьего порогового элемента 11. Вторые входы этих элементов соединены с выходом блока 16. При резонансе единичные импульсы по вл ютс  на выходе элемента ЗИ 17, а при перекомпенсации и недокомпенсации - соответственно на выходах элементов 18 и 19. Вькоды элементов 18 и 19 подключены к динамическим S-входам соответственно RS-триггеров 20 и 21. На динамические R-входы этих триггеров поступают сигналы с выхода элемента ЗИ 17.

RS-триггеры 20 и 21 предназначены дл  формировани  сигналов управлени  соответственно при перекомпенсации и иедокомпенсации. Выходы RS-триггеров 20 и 21 подключены к входам блок управлени  дугогас щим реактором 22, который измен ет индуктивность дуго- гас щего реактора. Дл  исключени  одновременного по влени  сигналов на выходе RS-тpигlepoв 20 и 21 выход RS-триггера 20 соединен с инверсным V-входом RS-триггера 21, а выход тригера 21 с инверсным V-входом RS-триг гера 20.

Вторична  обмотка присоединительного трансформатора 1 через резистор 23 и тиристорный ключ 2А подключена к дополнительной обмотке реактора 2. Это обеспечивает создание напр жени  смещени  нейтрали, необходимое дл  работы устройства в нормальном режиме . Управл ющие электроды тиристорно го ключа 2А соединены с выходом бло- кируюсг.его элемента 25, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора 4 напр жени , соединенной в разомкнутый треугольник.

Реле 26-28 минимального напр жени блока 5 выбора поврежденной фазы включены на фазные напр жени  вторичной обмотки трансформатора Д напр жени . Ограничительные резисторы 29-31 соединены в зпезду при помощи размыкающих 32-34 и двух замыкающих 35-36 контактов реле 26-28. Входы реле напр жени  и ограничительных резисторов соединены так, что в цепи резистора, подключенного к входу реле, находитс  размыкающий контакт этого реле. Место включени  замыкающих контактов двух реле напр жени , включенных на фазные напр жени  с обозначени ми, отличными от обозначени  фазы напр жени  источника питани  сети, совпа7527 6

даюи1ей по направлению с напр жением вводимым в нейтраль сети, и второго резистора 37 зависит от фазы вводимого напр жени .

На фиг. 1 на вторичную обмотку ду- гогас щего реактора подаетс  напр жение , совпадающее по направлению с напр жением фазы В источника пита . ни . В этом случае второй резистор 37 включаетс  параллельно размыкающему контакту 33 реле 27 напр жени  фазы В и последовательно соединенные замыкающие 1 онтакты 35 и 36 включены меж . - ду тем же размыкающим контактом реле 27 и общей точкой контактов 32 и 34. Устройство работает следующим образом .

В нормальном режиме сети на выходе

20 блокирующе1 о элемента 25 по вл етс  напр жение, которое включает тиристорный ключ 24. Через этот ключ, резистор 23 и дополнительную обмотку реактора 2 от вторичной обмотки трансфор5 млтора 1 в нейтраль сети вводитс  напр жение дл  создани  напр жени  смещени  нейтрали IL,

Напр жение ,д при резонансной настройке ду1 огас щего реактора сов-JQ падпет по направлению с одним из фазных напр жений сети относительно земли . Па фш .З показана векторна  диаграмма напр жений в нормальном режиме

сети при ипдаче в нейтраль сети нап- р жени  I gj.,. В этом случае напр жение при речопансной настройке совплдг.ет по направлению с напр жением угол ( между векторами этих напр жений рапен нулю. При расстройке Q компенсации этот угол измен етс  согласно выражению

Ц н arete ,

5 1 де V - степень расстройки компенсации;

d - коэф((1ициент успокоени  компенсированной сети. Таким образом, угол Срц  вл етс  информационным параметром о расстройке компенсации в нормальном режиме сети. Преобразование этого параметра в сигнал управлени  дугогас щим реактором осуществл етс  в такой последо5 I

вательности.

Напр жение Ид через резисторы i 30, 37, замыкающие контакты 35, 36 (реле 26-28 наход тс  в сработанном

716

состо нии) и фильтр 6 поступает на вход усилител -ограничител  14, а напр же1ше U«o - через фазовый корректор 7 на входе пороговых элемен- тов 9-11.

При недокомпенсации напр жение , UgiL. опережает по фазе напр жение Uj, что приводит к совпадению во времени единичных импульсов на входах элемен- та 2И 19. В результате на динамическом S-входе RS-триггера 21 по витс  единичный импульс, переключающий его в состо ние l. Этот RS-триггер включает блок 22 управлени , который будет -увеличивать ток реактора до тех пор, пока напр жение и 5 не совпадет по фазе с напр жением нейтрали 1). .

В момент времени, когда фазовый сдвиг между напр жени ми Ujo станет равным нулю, что соответствует резонансной настройке реактора, единичные импульсы с выхода блока 16 совпадают во времени с импульсами на выходе блоков 9 и 12. В результате на выходе элемента ЗИ 17 по витс  единичный и myльc, который переключит RS-триггер 21 в состо ние О. Логический сигнал на входе блока 22 управлени  исчезает. Однако вследствие инерционности фиксаци  положени  ду- гогас щего реактора произойдет с запаздыванием и система регулировани  возвратитс  в устойчивое состо ние с некоторой погрешностью относительно резонансной настройки. При этом импульс на вькоде блока 16 не выходит из зоны импульса на выходе триггера 12. Длительность последнего определ етс  уставкой пороговых элементов 10 и 11. Регулиру  напр жени  U,, -и.., можно установить такие зоны недокомпенсации и перекомпенсации, при которых обеспечиваетс  устойчива  работа системы автоматической компен- сации при минимальной погрешности настройки .

В случае перекомпенсации напр жение Uftv будет отставать по фазе от напр жени  UJQ. На входах логического элемента 2И 18 произойдет совпадение во времени единичных импульсов, что приведет к по влению такого же сигна- ла на динамическом S-входе RS-тригге- ра 20. Последний переключитс  в состо ние Г . При этом включаетс  блок 22 управлени  и уменьшает ток реактора до наступлени  резонанса.

иго

25;

8

При металлическом или усто.йчивом дуговом замыкании фазы на .землю напр жение этой фазы относительно земли снижаетс  и одно из реле блока 5 переключает свои контакты. Одновременно из-за увеличени  напр жени  нейтрали срабатывает блокирующий элемент снимающий управл ющий сигнал с тиристорного ключа 24. В результате источник смещени  напр жени  нейтрали отключаетс .

В режиме замыкани  на землю фазы В срабатывает реле 27 блока 5 выбора поврежденной фазы. Контакт 33 этого реле замыкаетс  и шунтирует резистор 37. На выходе блока 5 по вл етс  напр жение поврежденной фазы Uj,, из которого фильтр 6 выдел ет основную гармонику. Дл  обеспечени  требуемой чувствительности устройства в окрестности резонансной настройки реактора при малых значени х переходного сопротивлени  в месте повреждени  фильтр 6 вьтолн етс  активным, а усилитель- ограничитель 14 с большим коэффициентом усилени .

На фиг.4 приведена векторна  диаграмма напр жений при замыкании на землю фазы В. Информационным параметром в этом режиме служит угол между векторами напр жений поврежденной фазый и нейтрали U-i, Этот угол в зависимости от расстройки компенсации измен етс  по тому же закону, что и угол tp в нормальном режиме сети. Следовательно , сигналы управлени  на выходах RS-триггеров 20 и 21 будут формироватьс , как указано выше.

Б режиме перемежающегос  дугово1 О замыкани  фазы на землю при первоначальном зажигании угол ССа между напр жени ми U о такой же, как и в нормальном режиме. В этот промежуток времени формирование сигналов управлени  будет происходить аналогичным образом. После погасани  дуги угол (Рf в переходный период начинает увеличиватьс . Поскольку этот угол не может изменитьс  более чем на 360 , то совпадение идентичных импульсов во времени на выходе элементов 9, 12 и 16, необходимое дл  изменени  состо ни  RS-триггеров 20 и 2J с разрешающим V-входом не произойдет. При повторном зажигании дуги и расстройке компенсации емкостно1 о тока состо ние элементов схемы останетс  прежним. В случае резонансной настройки дуге28 Л

Фз

30.рез.

и

ciai Uai г.З

г/

и

о.рел.

uz.4

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора в режиме однофазного замыкания на землю в сети по авт.св. Ν 1367096, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения надежности работы сети, в него дополнительно введены последовательно соединенные резистор и тиристорный ключ, включенные между вторичной обмоткой присоединительного трансформатора и дополнительной низковольтной обмоткой дугогасящего реактора, блокирующий элемент, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора

   О напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник, а выход подключен к управляющим электродам тиристорного ключа, кроме того, блок выбора поврежденной фазы выполнен в виде трех реле минимального напряжения, каждое из которых подключено к фазам вторичной обмотки трансформатора напряжения, соединенной в звезду, трех резисторов, каждый из которых соединен последовательно с размыкающими контактами соответствующих реле минимального напряжения и подключен к фазам вторичной обмотки трансформатора напряжения, соединенной в звезду, двух последовательно соединенных замыкающих контактов первого и второго реле минимального напряжения, включенных последовательно с размыкающим контактом, включенным в цепи третьего реле минимального напряжения и дополнительного резистора, подключенного параллельно размыкающему контакту третьего реле минимального напряжения, причем фаза включения двух последовательно соединенных замыкающих контактов и дополнительного резистора выбрана из условия совпадения этой фазы с рому подключена ка дугогасящего напряжением, к котодоиолнительная обмотреактора.