SU907685A2

SU907685A2 - Device for compensating for earthing current in networks with insulated neutral wire

Info

Publication number: SU907685A2
Application number: SU802905695A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Николаевич Степанчук; Алексей Андреевич Чупайленко; Александр Андреевич Чупайленко
Original assignee: Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1980-04-07
Filing date: 1980-04-07
Publication date: 1982-02-23

Description

Изобретение относитс к автоматическим устройствам компенсации емкостного и активного тока замыкани . на землю и предназначено дл использовани в первую очередь в шахтных высоковольтных кабельных сет х, специфика эксплуатации которых требует повышенной надежности и безопасности работы компенсированной сети. Кроме того, предлагаемое устройство может найти широкое применение как в промышленных , так и в городских или сельских сет х.This invention relates to automatic capacitive and active current compensation devices. to the ground and is intended for use primarily in the mine high-voltage cable networks, the specifics of operation of which requires increased reliability and safety of the compensated network. In addition, the proposed device can be widely used in both industrial and urban or rural networks.

По основному авт. св. № 765920 известно устройство, содержащее три реле напр жени , три дроссел насьоцени с основной и дополнительной обмотками подмагничивани . Каждый из дросселей включен между соответствующей фазой сети и землей. Основные обмотки подмагничивани подключены последовательно к основному регулируемому источнику посто нного тока, а дополнительные обмотки подмагничивани соединены параллельно и кажда из них подключена к дополнительному регулируемому источнику посто нного тока через контакт реле напр жени , подключенного к фазе сети, отстающей от фазы, к которой подключен дроссель 1.According to the main author. St. No. 765920, a device is known, which contains three voltage relays, three chokes of the Naziocene with the main and additional bias windings. Each of the chokes is connected between the corresponding phase of the network and the ground. The main windings of the magnetization are connected in series to the main regulated source of direct current, and the additional windings of the magnetization are connected in parallel and each of them is connected to an additional adjustable source of direct current through the contact of the voltage relay connected to the phase of the network lagging behind the phase to which the choke is connected one.

Недостатком устройства вл етс то, что устройство не позвол ет осуществить автоматическую компенсацию емкостного и активного тока замыкани на землю, что снижает надежность и безопасность эксплуатации компенсированной сети, снижает точность The drawback of the device is that the device does not allow automatic compensation of capacitive and active ground fault current, which reduces the reliability and safety of operation of the compensated network, reduces the accuracy

10 настройки.10 settings.

Цель изобретени - повышение надежности и безопасности эксгглуатации , повышение точности компенсации.The purpose of the invention is to increase the reliability and safety of exploitation, to improve the accuracy of compensation.

Поставленна цель достигаетс The goal is achieved

15 тем, что известное устройство снабжено трансформатором напр жени , дополнительными размыкающими контактами реле напр жений, основным и дополнительным фазовыми детекторами, 15 in that the known device is equipped with a voltage transformer, additional disconnecting contacts of the voltage relay, main and additional phase detectors,

20 фильтром усилителем-ограничителем, причем выход основного фазового детектора подключен к входу основного регулируемого источника посто нного тока, выход дополнительного фазового 20 by an amplifier-limiting filter, with the output of the main phase detector connected to the input of the main regulated DC source, the output of the additional phase

25 детектора подключен к выходцу дополнительного регулируемого источника посто нного тока, а первые выходы основного и дополнительного фазовых детекторов подключены к вторичной 25 of the detector is connected to the output of an additional regulated DC source, and the first outputs of the main and additional phase detectors are connected to the secondary

30 обмотке трансформатора напр жени .30 winding voltage transformer.

контролирующей напр жение смещени нейтрали, а вторые входы указанных фазовых детекторов подключены через дополнительные размыкающие контакты реле напр жений и фильтр усилительограничитель к вторичным обмоткам дополнительного трансформатора напр жени , контролирующим фазные напр жени .displacement of the neutral voltage, and the second inputs of the indicated phase detectors are connected via additional disconnecting contacts of the voltage relay and filter amplifier limiting device to the secondary windings of the additional voltage transformer controlling the phase voltages.

На фиг. 1 изображено устройство дл автоматической компенсации емостного и активного тока замыкани а землю; на фиг. 2 - векторна диаграмма напр жений при замыкании на землю.FIG. 1 shows a device for automatic compensation of the capacitive and active current of the circuit to earth; in fig. 2 is a vector diagram of voltages on a ground fault.

Устройство дл автоматической компенсации емкостного и активного тока замыкани на землю (фиг. 1) содержит три компенсирующих дроссе 1 с подмагничиванием, рабочие обмотки 2 которых включены звездой между фазами сети и землей, обмотки 3 основного подмагничивани всех росселей 1 соединены последовательно и подключены к основному регулируемому источнику 4 посто нного тока а обмотки 5 дополнительного подмагничивани подключены параллельно через размыкающие контакты фазных реле минимального напр жени б - 8 к дополнительному регулируемому источнику 9 посто нного тока. Фазные реле минимального напр жени 6-8 включены на соответствующие фазные напр женин трансформатора 10 напр жени . На входы основного фазового детектора 11 и дополнительного фазового детектора 12 подаютс от трансформатора 10 напр жени смещени нейтрали (вход I) и напр жение поврежденной (вход II). Причем напр жение поврежденной фазы подаетс на фазовые детекторы через фильтр усилитель-ограничитель 13 и соответствующий дополнительный размыкающий контакт , соответствующих фазовых реле минимального напр жени 6-8.The device for automatic compensation of capacitive and active ground fault current (Fig. 1) contains three compensating dross 1 with biasing, the working windings 2 of which are connected by a star between the network phases and the earth, the windings 3 of the main biasing of all rossels 1 are connected in series and connected to the main adjustable a direct current source 4 and a winding 5 auxiliary biasing are connected in parallel through the disconnecting contacts of the phase relays of the minimum voltage b - 8 to an additional regulated at source 9 direct current. Phase relays of minimum voltage 6-8 are connected to the corresponding phase voltages of the transformer 10 voltage. The inputs of the main phase detector 11 and the additional phase detector 12 are supplied from the transformer 10 by the neutral bias voltage (input I) and the damaged voltage (input II). Moreover, the voltage of the faulty phase is supplied to the phase detectors through the filter of the amplifier-limiter 13 and the corresponding additional break contact corresponding to the phase relays of the minimum voltage 6-8.

Выход основного фазового детектора 11 подключен к основному регулируемому источнику 4 посто нного Тгока, а выход дополнительного фазового детектора 12 подключен к дополнительному регулируемому источнику 9 посто нного тока.The output of the main phase detector 11 is connected to the main adjustable source 4 DC, and the output of the additional phase detector 12 is connected to the additional adjustable source 9 DC.

.При возникновении замыкани на землю в фазе А через переходное сопротивление R (фиг. 2) напр жение смещени нейтрали подаетс на входы 1 фазовых детекторов 11 и 12, Реле 6 отпускает корь, так как напр жение поврежденной фазы падает. При этом соответствующие замыкающие контакты замыкаютс .. When an earth fault occurs in phase A through a transient resistance R (Fig. 2), the neutral bias voltage is applied to inputs 1 of phase detectors 11 and 12, Relay 6 releases measles, as the voltage of the damaged phase drops. In this case, the corresponding closing contacts are closed.

Напр жение поврежденной фазы относительно земли идусодержит высшие гармоники, уровень которых тем больше , чем ниже сопротивление месте замыкани на землю. Дл исключени погрешностей фазовых детекторов от высших гармоник напр жение Цд предварительно подаетс на вход фильтрующего усилител -ограничител 13, где высиче гармоники подавл ютс а напр жение промышленной частоты и. усиливаетс и ограничиваетс .The voltage of the damaged phase relative to the earth contains higher harmonics, the level of which is greater, the lower the resistance of the earth fault. To eliminate the errors of the phase detectors from higher harmonics, the voltage DCd is preliminarily supplied to the input of the filter amplifier-limiter 13, where the high-voltage harmonics are suppressed while the voltage of the industrial frequency and. amplified and limited.

С выхода блока 13 напр жение идх (усиленное и отфильтрованное от выс ,ших гармоник) поступает на вторые входы II двух фазовых детекторов 11 и 12, на первые входы 1 которых в качестве коммутирующего напр жени подводитс напр жение нейтрали .From the output of block 13, the voltage Id (amplified and filtered from higher harmonics) is fed to the second inputs II of two phase detectors 11 and 12, the first inputs 1 of which are supplied as a switching voltage.

В рассматриваемом режиме когда на землю замкнулась фаза А, дополнительное подмагничивание будет подведено к дросселю в-фазе С, что на векторной диаграмме напр жений (фиг. 2) условно изображаетс некоторым добавочным сопротивлением Х| включенным между фазой С и землей. Симметричное подмагничивание дросселей 1 блоком 5 основного подмагничивани представл етс эквивалентным индуктивным сопротивлением нулевой последовательности , включенным между нейтралью О и землей iIn this mode, when phase A is closed to earth, the additional bias will be brought to the choke in phase C, which in the vector voltage diagram (Fig. 2) is conventionally represented by some additional resistance X | included between phase C and earth. The symmetric bias of the chokes 1 by the main magnetization unit 5 is represented by an equivalent zero-sequence inductive impedance connected between the neutral O and the ground i

Регулирование величины Хцц вызывает преимущественно изменение фазы вектора U-xo / т.е. поворот вектора относительно точки 0. Этот вектор описывает большую круговую диаграмму построенную на p eзoнaнcнoм векторе Ujop/ как на диаметре. При наличии активной составл ющей в остаточном токе в месте замыкани на землю эта кругова диаграмма не достигает точки А (ее диаметр меньше фазного напр жени сети UJQP йдд), что обуславливает некоторое остаточное напр жение на поврежденной фазе сети при резонансной настройке XJ QРегулирование индуктивного сопротивлени X(jC вызывает изменени преимущественно величины вектора } т.е. размера круговой диаграмгфл, котора при некотором значении Х,с, может пройти через точку А. Необходимо выбрать такие значени - Х(о и Х(с чтобы конец вектора 630 потенциал точки совпал с т.очкой А диаграммы напр жений (фиг. 2). Дл этого в основном фазовом детекторе 5 опорное напр жение поворачиваетс на посто нный угол 90°. Тогда на выходе блока 5 по вл етс напр жение, пропорциональное углу сдвига фазы между напр жени ми ид-, (фиг.2), т.е. по вл етс сигнал, пропорциональный изменению вектора if по поперечной оси, а на выходе блока 9 по вл етс напр жение, пропорциональное углу ( между напр жением иду и вектором UJO, перпендикул рным к Ujo т.е. вырабатываетс сигнал, пропорциональный изменению вектора U-ip по продольной оси.Regulation of the Hz value predominantly causes a change in the phase of the U-xo vector / i.e. rotation of the vector relative to the point 0. This vector describes a large pie chart built on the p ecological vector Ujop / as on the diameter. If there is an active component in the residual current at the ground fault, this circular diagram does not reach point A (its diameter is less than the phase voltage of the UJQP network), which causes some residual voltage on the damaged phase of the network at XJ resonance tuning (jC causes predominantly vector magnitude changes) i.e. the size of the circular diagram, which at some value X, s, can pass through point A. It is necessary to choose such values - X (o and X (c) so that the end of the vector 630 point potential coincided with voltage point diagram A. (Fig. 2). For this, in the main phase detector 5, the reference voltage is turned at a constant angle of 90. Then, at the output of block 5, a voltage appears that is proportional to the shear angle phase between the voltages id-, (figure 2), i.e., a signal appears proportional to the change of the vector if along the transverse axis, and the output of block 9 appears a voltage proportional to the angle (between the voltage I go and vector UJO, perpendicular to Ujo i.e. a signal is generated that is proportional to the change in the U-ip vector along the longitudinal axis.

Напр жение с блоков фазовых детекторов 11 и 12 поступают соответственно на выходы блоков 5 и 9 подмагничивайи , где они интегрируютс и преобразуютс в соответственные токи подмагничивани дросселей 1. Благодар такому двойному регулированию напр жени Uj по. продольной и поперечной ос м вектора , величины и ьс соответствующие токи подмагничивани автоматически устанавливаютс такими, что потенциал точки л) практически совпадает с потенциалом точки А на диаграмме напр жений , а остаточный ток в месте замыкани сети на землю состоит только из высших гармоник (фиг. 2).The voltage from the blocks of phase detectors 11 and 12, respectively, goes to the outputs of blocks 5 and 9 of the magnetizations, where they are integrated and converted into the corresponding bias currents of the chokes 1. Due to this double voltage regulation Uj. the longitudinal and transverse axes of the vector, the magnitudes and the corresponding bias currents are automatically set such that the potential of the point l) almost coincides with the potential of the point A in the voltage diagram, and the residual current at the site of the circuit to ground consists only of the highest harmonics (FIG. 2).

Использование - предлагаемого устройства позвол ет повысить быстродействие , точность компенсации и вследствие этого надежность и безопасность Эксплуатации компенсированной сети, что особенно важно дл шахтных высоковольтных сетей в результате применени автоматического регул тора.The use of the proposed device allows to increase the speed, accuracy of compensation and, as a result, the reliability and safety of Operation of a compensated network, which is especially important for mining high-voltage networks as a result of the use of an automatic controller.

Claims

Invention Formula

Device for compensating the earth fault current in networks with insulated neutral according to the author. St.

T 765920, -Occording to the fact that, in order to increase the reliability and safety of operation, increase the accuracy of compensation, it is equipped with a voltage transformer,

J additional disconnecting contacts of the voltage relay, main and additional phase detectors, filter amplifier-limiter, the output of the main phase detector connected to the input of the main regulated DC source, the output of the additional phase detector connected to the input of an additional adjustable DC source, the first inputs the main and additional phase detectors are connected to the secondary winding of a voltage transformer that controls the voltage sweep rali and second inputs of said

0. Phase detectors are connected via additional disconnecting contacts of a voltage relay and an amplifier amplifier filter to the secondary windings. additional voltage transformer controlling the phase voltage.

Sources, information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate

Item 765920 according to application no. 2579057, cl. H 02 D .3 / 18. 1478.