SU920954A1 - Способ резонансной настройки компенсации тока замыкани на землю - Google Patents

Description

(5) СПОСОБ РЕЗОНАНСНОЙ НАСТРОЙКИ КОМПЕНСАЦИИ ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

Изобретение относитс  к настройке ;Комщенсации емкостных токов замыквг ни  на землю в электрических сет х. Известен р д способов настройки компенсирующих реакторов в резонанс с емкостью сети относительно земли, которые основываютс  на измерении различных физических величин, характеризующих состо ние сети до замыкани  на землю или в режиме замыкани . Известна настройка компенсации по максимуму напр жени  смещени  ней трали, которую провод т путем измерени  и анализа уровн  напр жени  нейтрали. О достижении резонансной настройки при таком способе суд т по наибольшему значению этого напр жени  1 и С2. Однако этот способ пригоден тольк дл  сетей, имеющих определенную естественную или специально созданную несимметрию проводимостей фаз относи тельно земли. Известен также способ, основанный на измерении фазовых характеристик сети/ Настройку ведут по углу между напр жением нейтрали и напр жением поврежденной фазы или линейным напр жением Г 2 о Такой способ настройки можно примен ть до замыкани  на землю или в режиме замыкани  только через некоторое переходное сопротивление. Известныг способы настройки по реактивной проводимости или реактивной составл ющей тока контура нулевой последовательности, образованного емкостью сети и реактором, путем введени  в нейтраль вспомогательного источника. Если настройка резонансна , то контролируемые величины должны быть равны нулю З и }. Недостатком известных способов  вл етс  1х. сложность и необходимость применени  или дополнительной проводимости , подключаемой между одной из фаз и землей, или вспомогательного источника питани  непромышленной частоты.. Точность измерени  и, следовательно , точность настройки компенсации в известных способах зависит от многих факторов. На показани  приборов и работу устройств настройки вли ют частота источника, наложение токов естественной,несимметрии , активные проводимости сети на землю, нелинейность компенсирующих реакторов, способ последовательного или параллельного включени  вспомогательного источника по отношению к реактору и др,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретени  вл етс  способ настройки по запомненному значению емкости сети, в котором до замыкани  на землю косвенным путем измер ют емкость сети и по ней осуществл ют настройку компенсации . При возникновении замыкани  запоминают значение, равное измеренной емкости, и в дальнейшем сохран ют настройку, предшествующую замыканию 5J.

Однако дл  осуществлени  этого способа требуетс  примен ть ecnoMQгательный источник непромышленной частоты. На результаты измерений вл ют частота источника, продольные и поперечные проводимости сети, трансформатор присоединени  к нейтрали сети. Недостатком  вл етс  и то, чт настройка осуществл етс  только до замыкани  на землю, хот  в режиме замыкани  состо ние сети может измен тьс .

Цель изобретени  - повышение эффективности компенсации.

Поставленна  цель дoctигaeтc  в способе резонансной настройки компесации тока замыкани  на землю, по которому измер ют электрический параметр сети и настройку компенсации ведут по результату измерени  путем регулировки индуктивности компенсирующего реактора, тем, что измер ют мощность сети, из результата измерений выдел ют сигнал, пропорциональный степени расстройки компенсации , и регулируют индуктивность реактора в сторону уменьшени  сигнала ..

При настройке rio реактивной мощности измер к} реактивную мощность до режима замыкани  и в нем, запоминают величину, измеренную до замыкани , сигнал дл  настройки выдел ют путем сравнени  запомненной величины с ее текущим значением при замыкании , а регулированиеведут до

равенства нулю выделенного сигнала. При настройке по мгновенной мощности измер ют мгновенную мощность, выдел ют переменную составл ющую измеренной величины, а регулирование

ведут, пока выделенна  составл юща  не станет минимальной.

На фиг. 1 показана схема дл  реализации способа, когда дл  настройки компенсации измер ют реактивную

мощность; на фиг. 2 - то же, когда дл  настройки компенсации измер ют мгновенную мощность«

Трехфазна  система имеет некоторую нагрузку 1, обусловленную междуфазными проводимост ми, емкость от-, носительно земли 2 и компенсирующий реактор 3, регулируемый посредством регул тора h. Дл  настройки компенсации измер ют реак тивную мощность

трехфазной системы на выходе источника питани  измерителем мощности 5. Измерени  провод т путем подачи на измеритель линейных токов и фазных напр жений системы. Сигнал, пропорциональный измеренной , подают на запоминающее устройство 6 и анализатор 7. Запоминание информации производ т с момента возникновени  замыкани  на все врем  существовани 

этого режима. С помощью анализатора 7 сравнивают сигналы о величине мощности до и после замыкани , определ ют знак и уровень рассогласовани  этих сигналов и воздействуют на

регул тор k. Регул тором измен ют индуктивность реактора в. сторону уменьшени  рассогласовани  сигналов до значени , соответствующего резонансной настройке, при которой рассогласование станет равным нулю.

Сущность способа заключаетс  в следующем.

Реактивна  мощность трехфазной системы до замыкани  на земле равна

Q QM+O. , (1)

где Q| - реактивна  мощность нагрузки и междуфазных емкостей сети (эта составл юща  не зависит от режима однофазного замыкани ) ;

Qij - реактивна  мощность фаз

относительно земли; - емкостной ток на землю

и напр жение фазы. В состо нии замыкани  фазы-на землю реактивна  мощность системы становитс  равной

Q QM+Q (2)

где uQ-j - наброс реактивной мощности на систему из-за замыкани  на землю.

В некомпенсированной сетийС1 - с. определ етс  величиной емкостного тока замыкани  на землю (Эс) и напр жением смещени  нейтрали (UD). В компенсированной сети наброс реактивной мощности зависит от величины реактивной составл ющей остаточного тока, т.е. о

iQ-i ocT-Uo (3с -Зр )Uc. где Dp - ток компенсирующего реактора .,

При резонансной настройке компенсации Не поэтому bQ 1 0. .Из (5) с учетом (1) следует, что без компенсации наброс реактивной мощности равен мощности системы относи-, тельно земли до замыкани . Дл  компенсированной сети с резонансной настройкой с учетом равенства Л Jp имеем

Q бЗсзУф - Лр Uj,

67c3U0 - 3U4.3ui ЗЭсаиф(1з (6) т.е. действительно, при этом AQ.j 0; и Ql и поэтому справедливо условие (3).

Следовательно, если в режиме замыкани  фазы на землю измен ть ток реактора и одновременно сравнивать между собой значени  реактивной мощности трехфазной системы, измеренные до замыкани  и в режиме замыкани , то критериемдостижени  резонансной настройки можно считать равенство нулю (или смену знака) результирующего сигнала сравнени  мощностей.

На фиг. 2 изображена схема по сн юща  способ, когда дл  настройки компенсации измер ют мгновенную мощность .

Переменную составл ющую сигнала мощности выдел ют фильтром 8 (фиг,2) и Подают на экстремальный анализатор 9. С помощьюкоторого определ ют уровень этой переменной составл ющей и формируют необходимый сигнал управлени , который подают на регул тор . При возникновении замыкани  какой-либо фазы на землю выходной сигнал с измерител  мощности 5 содержит посто нную и переменную составл ющие. Посто нна  составл юща  пропорциональна средней (активной ) мощности системы, а переменна  составл юща  характеризует несимметрию трехфазной системы. Поскольку несимметрию трехфазной системы вызывает однофазное замыкание на з.емлю, то по величине пе-ременной составл ющей можно судить о возникновении замыканий на землю и величине тока замыкани . В компенсированной

5 сети ток замыкани  на землю равен сумме емкостного тока и индуктивного тока реактора. При резонансной настройке компенсации ток замыкани  минимальный. Следовательно, в этом

0 режиме несимметри  трехфазной системы , обусловленна  однофазным замыканием на землю, также минимальна. Наименьшее значение имеет и переменна  составл юща  выходного напр жени  преобразовател  мощности. Таким образом, на измерении и анализе уровн  переменной составл ющей мощности трехфазной системы может быть основана резонансна  настройка компенсации емкостных токов.

Настройку компенсации по реактивной мощности целесообразно .примен ть в сет х большой прот женности с большой мощностью сети относительно земJ ли .и со стабильной нагрузкой. Настройка по мгновенной мощности может быть применена в любых сет х. Способ  вл етс  простым, дл  его осу|ществлени  не требуетс  примен ть

Claims (3)

1. Q вспомогательных источников питани  {или подключать к фазе сети дополни|тельную проводимость. Измерение мощ Ности можно производить стандартными преобразовател ми мощности, выпускаемыми отечественной промышленностью. При этом можно использовать уже имеющиес  в трехфазной системе трансформаторы тока и напр жени . Применение способа позвол ет осуществить резоQ нансную настройку компенсации емкостных токов непосредственно в режиме замыкани  как через различное переходное сопротивление, так и при коротком замыкании. Остаточный ток замыкани  на землю при этом минимальный , что обеспечивает значительное повышение эффективности компенсации, а значит надежности и электробезопасности систем электроснабжени . Формула изобретени  1.Способ резонансной настройки компенсации тока замыкани  на землю, при котором измер ют электрический параметр сети и настройку компенсации ведут по результату измерени  регулировкой индуктивности компенсирующего реактора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности, измер ют мощность сети, из результата измерений выдел ют сигнал, пропорциональный степени расстройки компенсации, и регулируют индуктивность реактора в сторону уменьшени  выделенного сигнала. 2.Способ по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с   тем, что измер ют реактив ную мощность до режима замыкани  и в нем, запоминают величину измеренную до замыкани , сигнал до настройки выдел ют путем сравнени  запомнен ной величины с ее текущим значением при замыкании, а регулирование ведут до равенства нулю выделенного сигнала . 9 3. Способ по п. 1, от ли чающий с   тем, что измер ют мгновенную мощность, выдел ют переменную составл ющую измеренной величины , а регулирование ведут, пока выделенна  составл юща  не станет минимальной . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 с Лихачев Ф.Л. Инструкци  по выбору , установке и эксплуатации дуго1гас щих катушек. М., Энерги , 1971, с. 55-65.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 205125, 1967.
3. 3.Вильгейм Р и Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах , ГЭИ, М.-Л., 1959, с. 373-375. , Степанчук Д.Н. Исследование методов автоматической компенсации емкостной составл ющей тока утечки в шахтных электрических сет х. Горна  электромеханика и автоматика . Вып. k, 1966. 5. Авторское свидетельство СССР № 52865, 197 (прототип).