SU815832A1 - Способ регулировани активной сос-ТАВл ющЕй TOKA уТЕчКи и уСТРОйСТВОдл ЕгО ОСущЕСТВлЕНи - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ АКТИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА УТЕЧКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

I

Изобретение относитс  к защите электрических линий, машин и приборов от аварий и может быть использовано в электрических сет х дл  минимизаи.ии токов утечки на землю.

Известен способ компенсации активной составл ющей тока однофазной утечки , основанный на подключении к отстающей фазе дополнительного конденсатора. Способ использован в устройстве дл  компенсации активной составл ющей тока однофазного замыкани  1.

Однако известный способ неэффективен в сет х со значительными изменени ми параметров изол ции, так как при подключении дополнительного конденсатора обес,печиваетс  лишь статическа  компенсаци  активного тока утечки.

Известно устройство, реализующее известный способ, содержащий фильтр напр жени  нулевой последовательности, последовательно соединенные тиристоры и реле, включенные на фазные напр жени  источника сети, и конденсаторы, включенные через замыкающие контакты реле на фазные по отнощению к земле напр жени  1.

Однако устройство неприменимо в высоковольтных сет х из-за высоких требований к технике переключений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ автоматической компенсации активной составл ющей тока замыкани  на землю, согласно которому измер ют фазное напр жение источника питани  поврежденной фазы и напр жение поврежденной фазы, осуществл ют фазовое детектирование измеренных напр жений с последующим интегрированием, ввод т в сеть дополнительное напр жение, совпадающее по фазе с измеренным напр жением источника питани , и измен ют величину дополнительного напр жени  по результату интегрировани  2.

Недостатком известного способа  вл етс , во-первых, значительное вли ние установивщегос  активного тока на величину расстройки компенсации емкостного тока утечки. Это объ сн етс  одновременным изменением как активной, так и реактивной составл ющих тока утечки при введении в сеть дополнительного напр жени , совпадающего по фазе с фазным напр жением

источника питани  поврежденной фазы. Вовторых дл  введени  указанного напр жени  необходимо.производить соответствующие переключени  в цеп х с большими токами, что определ ет сложность реализации данного способа. В-третьих, врем , затрачиваемое на определение источника поврежденной фазы и введение дополнительного напр жени , играет роль чистого запаздывани  ,1 снижает быстродействие всей системы (компенсации активного тока утечки).

Известно также устройство, реализующее известный способ, содержащее компенсирующую катушку, подключенную к сети , блок регулировани  дополнительного напр жени , включенный последовательно с катушкой, а также блок выбора напр жений , подключенный своими входами к фазам сети, фазовый детектор, фильтр основной частоты, интегрирующий усилитель мощности , причем один выход блока напр жени  подключен через фильтр основной частоты к первому входу фазового детектора, а второй - ко второму входу фазового детектора и к блоку регулировани  дополнительного напр жени , а выход фазового детектора св зан через последовательно соединенные интегрирующий усилитель и усилитель мощности с управл ющим входом блока регулировани  3.

Однако техническа  реализаци  блока выбора напр жений, содержащегос  в устройстве , при использовании тиристорных переключателей оказываетс  сложной, а при использовании достаточно мощных электромагнитных реле оказываетс  инерционной , что снижает быстродействие всего устройства .

Цель изобретени  - повышение быстродействи  регулировани  активного тока утечки и исключени  его вли ни  на точность компенсации емкостного тока.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе регулировани  активной составл ющей тока утечки, основанном на измерении фазного напр жени  источника питани  поврежденной фазы и напр жени  поврежденной фазы, фазовом детектировании измеренных напр жений с последующим интегрированием , по результату которого измен ют величину дополнительного напр жени , вводимого в. сеть, дополнительно измер ют ток нулевой последовательности, который после усилени  и ограничени  инвертируют , и полученный сигнал используют в качестве дополнительного напр жени , вводимого в сеть.

Дл  осущесивлени  за вл емого способа предлагаетс  устройство, которое кроме компенсирующей катущки, подключенной к сети, блока выбора напр жений, входы которого подключены к фазам сети, фазового детектора, у которого входы соединены с выходами блока выбора напр жений, и интегратора, вход которого соединен с вы-

ходом фазового детектора, дополнительно снабжено релейный интегрирующим усилителем , выход которого включен последовательно с компенсирующей катушкой, первый вход подключен к вновь введенному датчику тока нулевой последовательности, подключенному к компенсирующей катушке, а второй, управл ющий вхйд подключен к выходу интегратора.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства дл  осуществлени  за вл емого способа.

Схема содержит компенсирующую катущку 1, подключенную через блок 2 присоединени  к сети 3, релейный инвертируюющий усилитель,4, выход которого включен между катушкой 1 и землей, а первый вход подключен к датчику 5 тока, включенного в компенсирующую цепь, блок 6 выбора напр жений , подключенный входами к сети 3, фазовый детектор 7, у которого входы соединены с выходами блока 6, а также интегратор 8

включенный между выходом детектора 7 и вторым управл юшим входом релейного усилител  4.

При возникновении однофазной утечки на выходах блока 6 по вл ютс  напр жени  Un(p(t) поврежденной фазы и фазовое

напр жение ) источника питани  этой же фазы. Данные напр жени  после фазового детектировани  при помощи блока 7 формируют управл ющий сигнал Unit), по которому производитс  регулирование активной составл ющей тока утечки. Интегратор 8 по сигналу управлени  Unit) с выхода детектора 7 настраивает уровень ограничени  Н релейного инвертирующего усилител  4 на некоторое оптимальное значение . Дополнительное напр жени  Ug (t) (на

5 выходе усилител  4) вводимое последовательно с катущкой 1  вл етс  двухпол рным сигналом вида

U(t)- HsignpHn (t)} , (1) гДе JHH- ток нулевой последовательности, измер емый трансформатором 5.

Использу  разложени  сигнала (1) в р д Фурье, нетрудно видеть, что в сигнале (1) дом;1нирует основна -гармоника с частотой W сети. Остальные гармоники ослабл ютс  контуром нулевой последовательности сети и на процессы компенсации не оказывают существенного вли ни . Так как основна  гармоника сигнала (1) находитс  в противофазе с током Лнп (t), то в контуре нулевой последовательности сети возникает местна  положительна  обратна  св зь, при

50 помощи которой компенсируютс  активные потери контура, обусловле1 ные, в основном, активным сопротивлением R компенсирующей катушки 1 и активной проводимостью g изол ции сети 3. Введение подобной положительной обратной св зи эквивалентно введению последовательно с катушкой 1 отрицательного активного сопротивлени  R,,.Компенсаци  активных потерь (изменение величины сопротивлени  RO) осуществл етс  в

той мере, в какой это необходимо дл  должного повышени  добротности контура. Из услови  резонансной настройки контура нулевой Последовательности сети 3, то есть из услови  компенсации емкостного тока утечки

1 + (R-Rc) g-WVC ,0 (2) где ot - индуктивность компенсирующей катушки 1 ;С - емкость фаз сети 3 относительно земли.

Отсюда видно, что активное сопротивление (R-RO ) незначительно вли ет на резонанснук ) настройку, так как его сомножителем  вл етс  величина g (проводимость однофазной утечки сюда не входит), составл юща , как правило, тыс чные доли Сименса, (Ом) . Поэтому предлагаемый способ компенсации активной составл ющей тока утечки практически не вли ет на условие (2) резонансной настройки.

Отсутствие коммутаций в силовых цеп )(, а также посто нна  готовность к работе (достаточно лишь задать на нулевой уровень ограничени  Н) обеспечивает одновременно упрощение, и увеличение быстродействи  процесса регулировани  активного тока утечки. Исключение вли ни  активного тока утечки на точность компенсации емкостного тока значительно увеличивает эффективность компенсации, так как при этом достигаетс  высока  точность минимизации тока однофазной утечки и приближение величины минимума к нулю, что существенно улучшает услови  электробезопасности эксплуатации трехфазных электрических сетей.

Claims (3)

1. Способ регулировани  активной составл ющей тока утечки, основанный на измерении фазного напр жени  источника питаний поврежденной фазы и напр жени  поврежденной фазы, фазовом детектировании измеренных напр жений с последующим интегрированием, по результату которого измен ют величину дополнительного напр жени , вводимого в сеть, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  быстродействи  регулировани  активного тока утечки и исключени  его вли ни  на точность, компенсации емкостного тока, дополнительно измер ют ток нулевой последовательности,

0 который после усилени  и ограничени  инвертируют , и полученный сигнал используют в качестве дополнительного напр жени , вводимого в сеть.

2. Устройство дл  осуществлени  спосос ба по п. I, содержащее компенсирующую катущку, подключенную через блок присоединени  к фазам сети, последовательно соединенные блок выбора напр жений, фазовый детектор и интегратор также подключенные к фазам сети, отличающеес  тем,

0 что, с целью повышени  быстродействи  регулировани  активного тока утечки и исключени  его вли ни  на точность компенсации емкостного тока, оно дополнительно, снабжено релейным инвертирующим усилителем , выход которого включен послрдо вательно с компенсирующей катушкой, первый вход подключен к вновь введенному датчику тока нулевой последовательности, подключенному к компенсирующей катушке, а второй, управл ющий вход подключен к

д выходу интегратора.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 412651, кл. Н 02 Н 3/16, 1974.

2.Авторское свидетельство. СССР № 565346, кл. Н 02 J 3/18, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР № 565316, кл. Н 02 J 3/18, 1975.

ГОШ

)