SU877702A1 - Устройство дл компенсации емкостного тока утечки на землю в трехфазной электрической сети - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматическим системам компенсации емкостных токов утечки в сетях трехфазного напряжения.

Известно устройство для компенсации емкостных токов в низковольтных сетях, содержащее генератор повышен- . ной частоты, подключённый к сети через последовательно соединенные кор- ·« ректирующий элемент и присоединитель- ° ный фильтр. Корректирующий элемент осуществляет подмагничивание сердечника компенсирующего дросселя в соот-, ветствии с величиной тока генератора [1] . / /2 ' емкостных токов, содержащее компенсирующий дроссель, подключенный к нейтрали сети, измерительный дрос_ ,сель (эталонная индуктивность), под* ключенный к сети через последовательно соединенные присоединительный фильтр и генератор повышенной частоты, а также, фазочувствительный элемент, (последовательно соединенные фаг зовый детектор и исполнительный элемент) , у которого выход связан с обмотками подмагничивания компенсирующего и измерительного дросселей, первый вход (первый вход фазового детектора) подключен к напряжению генератора, а второй вход ' (второй вход фазового детектора) - к Фоку через генератор (2).

Недостатком указанного устройства ' является зависимость резонансной настройки измерительного дросселя на повышенной частоте от параметров изоляции сети. Так, для сетей, где ёмкостная проводимость соизмерима с активной·проводимостью или меньше ее, точность комценсации оказывается неудовлетворительной.

Цель изобретения - повышение точности компенсации емкостного тока утечки♦ t

. г Однако в данном устройстве величина тока повышенной частоты зависит не только от емкости сети, но и от настраиваемой индуктивности компенсирующего дросселй, что определяет не‘ точную настройку компенсации. Кроме того, настройка индуктивности компенсирующего дросселя происходит по ра-^г зомкнутому контуру,что дополнительно снижает точность компенсации, так как не учитываются нелинейные характеристики компенсирующего дросселя.

Наиболее близким к предлагаемому является устройстве для компенсации

Указанная цель достигается'тем, что в устройстве, содержащем компенсирующий дроссель, измерительный дроссель, включенный между фазами сети с землей через присоединительный фильтр и генератор повышенной частоты, а также последовательно соединенные фазовый детектор, первый вход которого, подключен параллельно генератору, и исполнительный элемент, выход которого подключен к обмоткам · подмагничивания компенсирующего и измерительного дросселей, компенсирующий дроссель подключен между сетью и землей через вновь введенный присоединительный фильтр промышленной частоты, а второй вход фазового де- : тектора подключен между нулевой точкой присоединительно фильтра повышенной частоты и-землей.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Схема содержит компенсирующийдроссель Ϊ, подключенный к сети 2 через присоединительный фильтр 3 промышленной частоты; измерительный дроссель 4, включенный между фазами, сети через присоединительный фильтр 5 повышенной частоты и землей через . генератор 6 повышенной частоты; а также последовательно соединенные фазовый детектор 7 и исполнительный элемент 8, причем связан с обмоткой компенсирующего 1 дросселей, первый подключен параллельно генератору б а второй нительного фильтра 5 выход последнего подмагничивания и измерительного 4 вход детектора 7 /

к нулевой точке присоедиТаким образом, устройство·содер• жит две соединенные параллельно цепй: компенсирующую (последовательное соединение дросселя 1 и фильтра 3) и измерительную (последовательное соединение дросселя. 4, фильтра 5 и генерат тора б). В контуре нулевой последова тельности сети 2 присутствуют колебания с повышенной частотой SI , создаваемые генератором б, и с промышленной частотой о> , создаваемые несимметрией утечек. Оптимальная настройка дросселя 1 компенсирующей цепи осущестляется резонансной настройкой на частоте колебательного контура, состоящего из измерительной цепи, емкости Си активной проводимости g сети 2.' Наличие фильтров 3 и 5 исключает вэаимнйе влияние компенсирующей цепи на 55 процесс самонастройки измерительного дросселя 4, а измерительной цейи на условия компенсации. Самонастройка, индуктивности измерительного и компенсирующего дросселей 4 и 1 дсуществляется в соответствии с фазовым сдвигом '4 между напряжением» Ur(t) генератора 6 и напряжением и_Пф (t) между нулевой точкой фильтра 5 и землей при помощи управляющей цепи, состоящей из фазово-jj

877702^__/ го детектора 7 и исполнительного эле- . мента 8.

Связь между напряжением U_r(t) и (t) на частотеQ. при полной развязке компенсирующей и измерительной цепей определяется дифференциальным уравнением вида [1-_иСр *(р_и<5+^г _иС)р+г\)Су*-»Ди_пф(е)=и_г(-Ь), p₽ci|di, где Ь_йи г_и- индуктивность и активное сопротивление измерительной обмотки дросселя 4. Из решения уравнения следует · + г\л<?-йН_ис .

Исполнительный элемент 8 увеличивает индуктивность Ь_и дросселя_4 при Т <ч < уменьшает при к < 1JT и оставляет неизменной приЧ’хЗ.Г. Так ! ^Ζ как ,1у=—L_K- индуктивность компенсирующего дросселя, то он также настраивается на оптимум.

Фазовый сдвиг между напряжением U_r(t) и током генератора б, используемый в известном устройстве., в соответствий с которым осуществляется управление, равен сумме упомянутого фазового сдвига Ч¹ и некоторого добавоч-. ного фазового сдвига д Ψ , в процессе эксплуатации сети возможны значительные изменения параметров изоляции (Сид), что затрудняет прогнозирование фазового сдвига дЧ¹.

. Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляя управление процессом компенсации на основе фазо- . вого сдвига V, обусловленного напряжением U_r(t) генератора б и напряже40 нием и_Пф(t) между нулевой точкой фильтра 5.и землей при последователь- ·. ном включении фильтра 3 и компенсирующего дросселя 1, можно существенно повысить точность резонансной настрой. ки. Кроме того, в предлагаемом устройстве отсутствует необходимость использовать высокие частоты ί2 , что снимает ограничения на техническую реализацию генератора.

.50 45

Claims (1)

1. . 1 ; . ; :,;;;. Изобретение относитс  к автомати ческим системам компенсации емкостных токов утечки в сет х трехфазного напр жени . Известно устройство дл  компенсации емкостных токов в низковольтных сет х, содержащее генератор повышенной частоты, подключенный к сети через последовательно соединенные корректирующий элемент и присоединитель ны  фильтр. Корректирующий элемент осуществл ет подмагничивание сердечника компенсирующего дроссел  в соот ветствии с величиной тока генера- тора 11. . . 1 Однако в данном устройстве величи на тока повышенной частоты аавис1|7 не только от емкости сети, но и от настраиваемой индуктивности компеНск рующего дроссели, что определ ет не точную настройку компенсации. Кроме того, настройка индуктивности Компё сиругацего дроссел  происходит по разомкнутому контуру,что дополнительно снижает точность компенсации,, так ка не учитывецотс  нелинейные характерйс тики компенсиру« цего дроссел . Наиболее близким k предлагаемому  вл етс  устройстве дл  компенсации емкостных токов, содержащее компен- , сирующий дроссель, подключенный к нейтрали сети, измерительный дроссель (эталонна  индуктивность), подключенный к сети через последовательно соединенные присоединительный фильтр и генератор повышенной частоты , а также фазочувствительный элемент , (последовательно соединенные фаг зовый детектор и исполнительный элемент ) , у которого выход св зан с обмотками пОдмагничивани  компенсирующего и измерительного дросселей, первый вход (первый вход фазового детектора) подключен к напр жению генератора/ а второй вход (второй вход фазового детектора) - к оку через генератор (2). Недостатком указанного устройства  вл етс  зависимость резонансной настройки измерительного дроссел  на повышенной частоте от параметров изол ции сети. Так, дл  сетей, где емкостна  проводимость соизмерима о активнойпроводимостью или меньше ее/ точность комг енсации оказываетс  неудовлетворительной. Цель изобретёни  - повышение точности компенсации емкостного тока утечки, Указанна  цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем компенсирующий дроссель, измерительный дроссель, включенный между фазами сети с землей через присоединительной фильтр и генератор повышенной частоты , а также последовательно соединенные фазовый детектор, первый вход которого, подключен параллельно генератору, и исполнительный элемент, выход которого подключен к обмоткам подмагничивани  компенсирующего и измерительного дросселей, компенсирующий дроссель подключен между сетью и землей через вновь введенный присоединительный фильтр промышленной частоты, а второй вход фазового де-: тектора подключен между нулевой точкой присоединительно фильтра повышенной частоты и-землей. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Схема содержит компенсирующийдроссель 1, подключенный к сети 2 через присоединительный фильтр 3 промышленной частоты; измерительный дроссель 4, включенный между фазами, сети через присоединительный фильтр 5 повышенной частоты и землей чере.з . генератор 6 повышенной частоты; а также последовательно соединенные фазовый детектор 7 и исполнительный элемент 8, причем выход последнего св зан с обмоткой подмагничивани  компенсирующего 1 и измерительного 4 дросселей, первый вход детектора 7 подключен параллельно генератору б, а второй - к нулевой точке присоединительного фильтра 5. Таким образом, устройство-содержит две соединенные параллельно цепИ: компенсирующую (последовательное соединение дроссел  1 и фильтра 3) и Измерительную (последовательное соединение дроссел . 4, фильтра 5 и генераг тора б). В контуре нулевой последовательности сети 2 присутствуют колебаНИН с повышенной час,тотой fZ , создаваемые генератором б, и с промышленной частотой о , создаваемые несимметрией утечек. Оптимальна  настройка дроссел  1 компенсирующей цепи осущес т нетс  резонансной настройкой на час TOTeffJ колебательного контура состо щего из измерительной цепи, емкости С и активной проводимости g сети 2, Наличие фильтров 3 и 5 исключает вэа имнбе вли ние компенсирующей цепи на самонастройки измерительного дроссел  4, а измерительной цеНи на услови  компенсации. Самонастройк индуктивности измерительного и компе сирующего дросселей 4 и 1 осуществл  етс  в соответствии с фазовым сдвиго Ч между напр жением Ur(t) генератор 6 и напр жением Опф (t) между нулево точкой фильтра 5 и землей при помощи управл ющей цепи, состо щей иэ фазов о детектора 7 и исполнительного элеента 8. Св зь между напр жением Ur(t) и пф частоте Si при полной ра  зке компенсирующей и измерительной епей определ етс  дифференциальным равнением вида 1.иСр(рД+г,с)р+г с{+-1 ипф1)иг(1),рраШ, и rj,- индуктивнорть и активное где L -и сопротивление измерительной обмотки дроссел  4. Из решени  уравнени  следует ; -- i sgr-: ;; Исполнительный элемент 8 увеличивает индуктивность LJ, дроссел  4 при J«iV IJT, уменьшает if 2 и оставл ет неизменной при Ч г 1. Так как . индуктивность компенсирующего дроссел , то он также настраиваетс  на оптимум. Фазовый сдвиг между напр жением : Ur-(t) и током генератора 6, использу- емый в известном устройстве., в соответств 1й с которым осуществл етс  управление , равен сумме упом нутого фазового сдвига Ч и некоторого добавочного фазового сдвигал/ cfrcitr ils. . В процессе эксплуатации сети возможны значительные изменени  параметров изол ции (С и g) , что затрудн ет прогнозирование фазового сдвига дЧ. , Таким образом, в .предлагаемом устройстве осуществл   управление процессом компенсации на основе фазового сдвига V, обусловленного напр жением Ur-(t) генератора б и напр жением Опф(t) между нулевой точкой фильтра 5.и землей при последовательном включении фильтра 3 и компенсирующего дроссел  1, можно существенно повысить точность рез.онансной настройки . Кроме того, в предлагаемом устройстве отсутствует необходимость использовать высокие частоты О. , что снимает ограничени  на техническую реализацию генератора. Формула изобретени  Устройство дл  компенсации емкостного тока утечки на землю в трехфазной электрической сети, содержащее компейсирующий дроссель, измерительный дроссель включенный между фазами сети и землей через присоединительный фильтр и генератор повышенной частоты, а также последовательно соединенные фазовый  етектрр и исполнительный элемент, причем выход исполнительного элемента подключен к обмоткам подмагничивани  компенсд1рующе