412651

412653 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельства-Н 021 т 3/1 Заявлено 19.Ч 11.197682040/24-7 присоединением заявк осударотвенныи комитетСовета Министров СССРно делам изобретенийи открытий оритет -ДК 621.316.92(088.8) 25.1,1974, Бюллетень У ик ания 15.Х.19 Дата опубликования Авторыизобретения Ксенофонтов, Н, А в и Я. П, Брунавнженерное морское, О. Макарова лекс ифоровскии, А, П. М. Г, Александро Ленин чили ше ысше , адм ко аявител ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ АКТИВНОЙ ТОКА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИ УСТРОЙСТВ СОСТАВЛ Я 1 О ЩЕИзооретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для компенсации активного тока однофазного замыкания.Известны устройства для компенсации активной составляющей тока однофазного замы кания в системах с малыми токами замыкания на землю, содержащее фильтр напряжений нулевой последовательности, тиристоры, реле и конденсаторы, включенные в каждую фазу системы. 10Однако в таких устройствах дроссель не компенсирует активную составляющую тока утечки системы и вносит в электрическую систему свою дополнительную некомпенсируемую активную составляющую, обусловленную потерями в меди и стали дросселя. Суммарная некомпенсируемая активная составляющая тока однофазного замыкания при статической компенсации обычно превышает величину тока прикосновения, безопасного для человека. Поэтому компенсацию одной емкостной составляющей тока замыкания без компенсации активной составляющей еще нельзя считать эффективным способом обеспечения электробезопасности. Кроме того, в малораз ветвленных электрических системах, где емкостная утечка может оказаться соизмеримой с утечкой через активное сопротивление изоляции, борьба с активной составляющей тока замыкания является основной задачей техни- ЗО ки электробезопасности. Емкостная составляющая тока замыкания при постоянстве количества включенных линий в системе практически неизменна, а активная составляющая тока замыкания зависит от состояния изоляции системы, и тем больше, чем уже изоляция. В таких условиях компенсация активного тока необходима.В предлагаемом устройстве с цельо улучшения условий электробезопасности, тиристоры включены последовательно с реле на фазные по отношению к нейтрали источника напряжения системы, а конденсаторы - через нормально открытые контакты указанныреле на фазные по отношению и земле напряжения. Такое включение элементов системы позволяет создать на время протекания тока однофазного замыкания такого типа искусственную несимметрию проводимости системы на землю, которая вызвала бы токи утечки, находящиеся в противофазе с некомпенсированными активными токами.Искусственная несимметрия проводимостей системы на землю создается за счет образования емкостной несимметрии в фазе, отстающей по вращению векторов от поврежденной фазы, Дополнительное емкостное сопротивление, включенное в, отстающую (по сравнению с поврежденной) фазу, вызывает токи утечки, которые находятся в противо5 10 Уа = -- Уа,15 20 25 Уа -Уа, ; Ус,+ Са осталась фазе с активным током замыкания поврежденной фазы.На фиг. 1 дана векторная диаграмма системы с изолировацной нейтралью в режимеоднофазного замыкания фазы А; на фиг, 2 -то же, с введением дополнительного конденсатора С; ца фиг. 3 - схема устройствадля компенсации активного тока однофазного замыкания в системах с компенсированнойнейтралью; на фиг. 4 - диаграмма работыформирователя импульсов переменного напряжения, собранного по схеме с оощим эмиттером.На чертежах приняты следующие обозначения;УУА, Ув, Ус - фазные напряжения системы дооднофазного замыкания;/Ув, с с - напряжения неповрежденныхфаз В п С по отношению к земле после однофазного замыкания фазы Л;Ув, Ус - токи утечек неповрежденныхфаз В и С под действием напряжений соответственно Ув и(Ус,1 а - полный ток однофазного металлического замыкания фазы Л,равный геометрической сумметоков Ув и Ус. взятой с обратным знаком;1 а, 1, - соответственно активная и емкостная составляющая тока 1При построении векторной диаграммы токи утечки неповрежденных фаз Ув и 1 сприняты активно-емкостными, поэтому углы междувекторами Ус и 1 с, а также между Ов и Увменьше 90. В результате и суммарный полцый ток замыкания Уа как видно из построения на фиг. 1, будет активно-екостным, т. е,причем угол О между током Уа и фазным напряжением УУА меньше 90. При последующем переводе системы из режима изолированной нейтрали в режим компенсированной пейтрали нейтрализуется только емкостпая составляющая Ус полного тока Уа, а его активная составляющая Уа остается в системе некомпенсированной.Скомпенсировать составляощую 1 а, тока У а можно, включив конденсатор в следующую по вращению векторов за поврекдепной фазу. В нашем случае, при чередовании фаз аа 1 - В - С и при замыкании фазы .1 конденсатор необходимо ввести в фазу В. За счет дополнительного конденсатора С, (см. фиг. 2) емкость фазы В возросла и стала равной в то время как емкостьфазы Спрекцей:С, = С,Следовательно, и ток Ув)Ус Зо 35 10 45 50 60 65 Ток замыкания Уа, как видно пз фиг. 2, теперь опережает свое фазное напряжение УА на угол а. больший 90, и равен Сравнивая фиг. 1 п 2, можно видеть, что активные токи Уа, и Уаа находятся в противофазе. Зная величину некомпенсированного активного тока Уа можно аналитически определить величину дополнительного конденсатора С, необходимого для создания тока У чтобы Дополнительный конденсатор вводится в отстающую по отношению к поврежденной фазу. При определении поврежденной фазы в предлагаемом устройстве используется свойство напряжения нулевой последовательности принимать полярность напряжения поврекденной фазы, т. е, УУ=(УА - прп замыкании фазы Л; УУО=УУв - при замыкании фазы В; Уа=Ус - при замыкании фазы С.В предлагаемом устройстве сопоставление этих двух напряжений осуществляется при помощи тиристора, При этом напряжение повреждепной фазы принимается в качестве анодного напряжения, а напряжение нулевой последовательности - в качестве управляющего.,Поскольку в режиме одцофазного замыкания может оказаться любая из трех фаз, то управляющее напряжение подается ца все три тиристора, каждый из которых включен ца свое фазпое напряжение, При этом управляющее напряжение тпристоров УУо отстраивается от времени действия 1 с предыдущей фазы п от времени действия Ув отстающей фазы п формируется в виде узкого импульса, синхронного с амплитудой фазпого напрякенпя поврежденной фазы.Ъстройство для компенсации активцого тока одцофазцого замыкания в системах с компецсировацноп цейтралью состоит из трансформатора 1, питающего схему, первичная обмотка которого одновременно является и фильтром напряжений нулевой последовательпост (и. п.) Выход фильтра папряженпй и. п. через формирователь импульсов 2 соедппен с землей (корпусом). Выход формирователя импульсов соединен с управляющими электродами тпристоров 3, включенных во вторичную обмотку трансформатора 1 послеователыо с реле 4, б, 6. Через цормально-открытые контакты этих реле в систему включены конденсаторы 7, причем в фазе Л включен контакт реле 4, катушка которого установлена в предшествующей фазе С, в фазе В - контакт от реле б, катушка которого установлена в фазу Л, а в фазе С - контакт реле , каташка которого включена в фаз В. Такое включение реле в систему обеспечивает подключение конденсатооа 7 в следующую за поврежденной фаз. Сраоатыванце реле в412651 Уо=(.А поврежденной фазе достигается за счет работы формирователя импульсов напряжения н. п.Формирователь импульсов н. п, состоит из четырехкаскадного усилителя переменного напряжения н. п., собранного по схеме с оощим эмиттером. При отсутствии входного сигнала с фильтра напряжений н.п. открыты транзисторы Т, и Т,. Конденсатор С, шунтирован эмиттерно-коллекторным переходом и транзистор Т, закрыт, Лишь открытие транзистора Т, может закрыть транзистор Т,. Закрытое состояние транзистора Т 4 не позволяет разрядиться и конденсатору С 4,При однофазном замыкании (прикосновении) появляется напряжение н. п., совпадающее по фазе с напряжением поврежденной фазы С диодов О на эмиттерно-базовый переход триода Т, поступает запирающий сигнал положительной полуволны У. Транзистор Т, закрывается на полуперноде, за это время заряжается конденсатор С, пробивает стабилитрон С, и открывает транзистор Т. С открытием транзистора Т, кратковременно, на время заряда конденсатора С закрывается транзистор Т который и формирует импульс на открытие транзистора Т 4. Последний также кратковременно открывается, и за это время конденсатор С, мгновенно разряжается по цепи: корпус Т С 4, управляющие электроды тиристоров 3, катоды тиристоров, корпус. При этом открывается тот пз трех тиристоров, в Иур 1 а -- М 3г0 . 3 анодной цепи которого в данный момент действует положительная полуволна фазного напряжения, то-есть тиристор поврежденной фазы. Например, при замыкании фазы А: 5 открывается тирпстор фазы А, получает питание обмотка реле 6, которая замыкает свои 10 нормально-открытые контакты в цепи конденсатора, включенного в фазу В.Переменный резистор Я, предназначендля перемещения импульса в пределах средних бО положительной полуволны Р путем 15 изменения постоянной времени заряда конденсатора С. Предмет изобретения 20 Устройство для компенсации активной составляющей тока однофазного замыкания в системах с малыми токами замыкания на землю, содержашее фильтр напряжений нулевой последовательности, тиристоры, реле и кон денсаторы, включенные в каждую фазу системы, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий электробезопасности, тирпсторы включены последовательно с реле на фазные по отношению к нейтрали источника на- ЗО пряжения системы, а конденсаторы - черезнормально открытые контакты реле на фазные по отношению к земле напряжения.412651 ьг Составитель Л. Корнееваактор О. Кунина Техред Т. Курилко Корректор А. Дзесов ПодписноССР Тип, Харьк. фил. пред, Патент Эаказ 1220/211ЦНИИПИ Госудп М зд. М 420ственного комитета делам изобретений и сква, Ж.35, Раушская Тираж 734овета Министровоткрытийаб., д. 4/5