Устройство для шунтирования поврежденнойфазы при однофазном замыкании ha землю ивосстановления нормального режима работыкомпенсированной электрической сети

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ н 11,843080(22) Заявлено 270279 (21) 2730865/24-07 Н 02 Н 3/16 Н 01 Н 1/02 с присоединением заявки Новф(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088.8) Дата опубликования описания 3006.81(72) Автор изобретения О.А.Петров Челябинский политехнический институт им. Ленинскогокомсомола(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШУНТИРОВАНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙФАЗЫ ПРИ ОДНОФАЗНОМ ЗАМЫКАНИИ НА ЗЕМЛЮИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НОРМАЛЬНОГО РЕЖИМАРАБОТЫ КОМПЕНСИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙСЕТИ Изобретение относится к электро.технике, в частности к электрическим сетям, н может быть использовано для автоматического гашения дуги однофазного замыкания на землю, настройки дугогасящего реактора и восстановления нормального режима работы электрической сети.Известно устройство защиты от замыканий на землю и поражения электрическим током, содержащее блок выбора Фазы, блок искусственного замыкания, блок повторного искусственного замыкания, блок выбора поврежденной линии, контрольно-блокировочный органК основным его недостаткам относится то, что при включении ключа, шунтирующего поврежденную фазу, через него протекает практически полный ток однофазного замыкания на землю сети с изолированной нейтралью, а прн отключении ключа напряжение на поврежденной фазе восстанавливается быстро (в течение одного периода промышленной частоты), что существенно увеличивает вероятность повторного заьыкания на землю.Известно устройство компенсации тока однофазного замыкания на землю,содержащее дугогасящий реактор иисточник дополнительного напряженияГ 2 .Недостаток данного устройствазаключается в сложности самого устройства и системы автоматическогоуправления, обеспечивающей регулирование по двум каналам (реактивной иактивной составляющим).Известно также устройство для автоматической компенсации емкостныхтоков однофазного замыкания на землю, содержащее управляемый дугогасящий реактор, блок определения напря жения несимметрии, фазачувствительный усилитель, блок задания настройки и сумматор Г 31К недостаткам этого устройстваотносятся неэффективность действия 20 при больших токах однофазного замыкания на землю иэ-за значительногоостаточного тока, в результате чегопроисходит развитие повреждения ипереход однофаэного замыкания в двухи трехфаэное короткое.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащее детекторы поврежденной фазы, включенны.между соответствующими фазами и зем лей, компенсирующий дроссель, подсоединенный одним выводом к нулевой точке трехфазного трансформатора, подключенного к сети, а другим - через разделительный конденсатор к земле Г 41 .Недостатками известного устройст(ва являются сложное включение компе- сирующего аппарата (через емкость) и ,невозможность поддержания. резонансной настройки компенсации.Цель изобретения - повышение надежности функционирования и улучшение условий электробезопасности.Поставленная цель достигается тем, что устройство для шунтирования поврежденной Фазы при однофаэном замыкании на землю и восстановления нормального режима работы компенсированной электрической сети переменного тока, содержащее шунтирующий блок с тремя ключами, первые выводы которых соединены с Фазами сети, а вторые - с землей, последовательно соединенные блок выбора поврежденной Фазы, первый вход которого подключен к датчику напряжения Фаз сети относительно земли, и блок управления, выход которого соединен с управляющими входами ключей шунтирующего блока, а также реагирующий. орган, первый вход которого подключен к датчику напряжения нулевой последовательности сети, и.реактор, подключенный, между нейтралью трехфазного транСформатора, подсоединенного к сети, и землей, снабжено последовательно соединенными блоком задания настройки компенсации, сумматором, второй вход которого подключен к выходу реагирующего органа, блоком запрета, релейным усилителем и блоком управления реактором, а также подключенным к датчику напряжения нулевой последова тельности сети органом блокировки, выход которого соединен со вторым входом блока выбора поврежденной Фазы и со вторым входом блока запрета, причем вторые выводы ключей соединены с землей через вновь введенный трансформатор тока, вторичная обмотка которого через вновь введенный фильтр основной частоты соединена со вторым входом реагирующего органа, . а реагирующий орган выполнен в виде фазочувствительного усилителя.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит дугогасящий реактор 1, который подключен к нейтрали силового трансформатора 2, связанного с электрической сетью, К электрической сети подключен трансФорматор 3 напряжения. С фазами сети соединены одни выводы ключей шунтирующего блока 4, а другие выводы ключей соединены вместе и через трансформатор 5 тока связаны с землей. В схеме имеются последовательно соединенные блок б задания настройки ком пенсации, сумматор 7, блок 8 запрета,релейный усилитель 9 с регулируемойзоной нечувствительности и блок 10управления реактором, а также после довательно соединенные блок 11 выбо:ра поврежденной фазы, подключенныйэк датчику напряжений Фаз сети относительно земли (к обмотке фазных напряжений трансформатора 3 напряжения),и блок 12 управления ключами шунтирующего блока 4.К датчику напряжения нулевой последовательности сети (к обмотке нулевойпоследовательности трансформатора 3напряжения) подключен орган 13 блокировки и первый вход фаэочувствительного усилителя 14. Второй вход фаэочувствительного усилителя через фильтр15 основной гармоники соединен совторичной обмоткой трансформатора 5 20 тока, второй вход сумматора 7 соединен с выходом фаэочувствительногоусилителя 14, К выходу органа 13 блокировки подключен второй (управляющий) вход блока 8 запрета и второй 5 вход блока 11 выбора поврежденной фазы.Устройство работает следующим образом.В нормальном режиме сети орган13 блокировки обеспечивает блокировку блока 11 выбора поврежденной фазыи дает запрет с помощью блока 8 запрета на работу системы управленияреактором (блока 10). В результатеключи шунтирующего блока 4 отключены,а настройка реактора 1 сохраняетсязаданной или запомненной в предыдущем режиме замыкания на землю.При однофазном замыкании на землю(связь 16) схема блокировки снимает 40 запрет. Блок 11 выбора выбирает поврежденную фазу, а блок 12 управлениявключает соответствующий ключ блока4, шунтируя поврежденную фазу. Черезтрансформатор 5 тока протекает прак тически весь Остаточный ток заьыкания на землю Эр, фазочувствительныйусилитель 14 выдает сигнал, определяемый углом Ч между напряжением нулевой последовательности Оо и оста-.5 О точным током о . Блок управления реактором изменяет его индуктивностьдо тех пор, пока настройка компенсации не станет равной резонансной(Чз О) или заданный (Ч -"Уэлд) . Через некоторое время, большее времениперестройки реактора, блок 12 управления отключает замкнутый ключ блока4, и в сети восстанавливается нормальный режим, причем напряжение поврежденной фазы восстанавливается плавно 60 (при резонансной настройке по экспоненте) . Если заикание на землю неликвидировалось, то ключ включаетсяснова. В случае, когда .при восстановлении напряжения на поврежденной Фазе замыкание возникает повторно,.6 843080 формула изобретения 2 Вильгейм Р., Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах. М.-Л., ГЭИ, 1959, с. 209-210.3. Авторское свидетельство СССР З 5 Р 513436, кл. Н 01 Н 1/02,Н 02.3/18, 1976.4. Авторское свидетельство СССРР 531228, кл. Н 02 Н 5/12, 1976. НИИПИ Заказ 5144/ ираж 675 Подпис лиал ППП "Патент блок управления увеличивает время замыкания ключа блока 4 до момента отключения поврежденной линии или участка.Предлагаемое устройство обеспечивает надежное гашение заземляющей дуги в месте замыкания на землю, точную резонансную настройку дугогасящего реактора и благоприятное протекание процессов при восстановлении нормального режима работы электрической сетиВ результате этого существенно повышается надежность сети и улучшаются условия электробезопасности. Наибольший экономический эффект от его применения достигается в сетях с токами однофазного замыкания на землю более 100-200 А. Устройство для шунтирования поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю и восстановления нор-. мального режима работы компенсированной электрической сети переменного тока, содержащее шунтирующий блок с тремя ключами, первые выводы которых соединены с фазами сети, а вторые - с землей, последовательно соединенные блок выбора поврежденной фазы, первый вход которого подключен к датчику напряжения фаз сети относительно земли, и блок управления, выход которого соединен с управляющими входами ключей шунтирующего блока, а также реагирующий орган, первый вход которого подключен к датчику напряжения нулевой последовательности сети, и реактор, подключенный между нейтралью трехфазного трансформатора, подсоединенного,к сети,и землей, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности функционирования и улучшения ус 5 ловий электробезопасности, оно снабжено последовательно соединеннымиблоком задания. настройки компенсациисумматором, второй вход которогоподключен к выходу реагирующего органа, блоком запрета, релейным усилителем и блоком управления реактором, .а также подключенным к датчикунапряжения нулевой последовательности сети органом блокировки, выходкоторого соединен со вторым входом15 блока .выбора поврежденной фазы и совторым входом блока запрета, причемвторые выводы ключей соединены сземлей через вновь введенный трансформатор тока, вторичная обмотка2 О которого через вновь введенный Фильтросновной частоты соединена со вторымвходом реагирующего органа, а реагирующий орган .выполнен в виде Фазочувствительного усилителя.21Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Электроснабжение железорудныхгорнообогатительных комплексов. Под 1ред. В.И.Щуцкого. М., 1 Недра", 1978,с. 329-330. город, ул. Проектная, 4