Устройство для автоматической компенсации емкостных токов в электрических сетях с изолированной нейтралью

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. с присоединением заявки М Н 02 3 3/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 6213316. .932(088.8) Дата опубликования описания 2509,80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОИПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНЫХ ТОКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ 1 2Изобретение относится к электро- ных видах и величинах сопротивления технике, в частности к устройствам утечки.для автоматической настройки дугога- Известно устройство для автоматисящих катушек в резонанс с сетью на ческой компенсации емкостных токов, промышленной частоте. 5 работа которого заключается в измеИзвестно устройство для автомати- ренин емкости сети и эквивалентной ческой компенсации емкостных токов в индуктивности компенсирующего дроссеэлектрических сетях с изолированной ля с помощью наложенного на рабочую нейтралью, в котором системой автома- сеть и обмотки укаэанного дросселя тического регулирования, замкнутой 1 О тока оперативного источника и настна вспомогательный дроссель насиве- ройке компенсирующей цепи в резония, включенный через систему фильт- нанс с емкостью сети на рабочей часров между фазами сети и землей, ука- тоте, замкнутой на компенсирующий эанный вспомогательный дроссель наст- дроссель системой автоматического рераивается в резонанс с емкостью сети 15 гулирования, отрабатывающей сигнал на оперативной частоте током, который рассогласования изменением индуктиввводится в обмотку управления компен- ности компенсирующей цепи 21сирующего дросселя, настраивая послед- Недостаток известного устройства ний в резонанс с емкостью сети на заключается и том, что для настрой- рабочей частоте сети 11. 20 ки компенсирукщей цепи ток оперативНедостаток этого устройства заклю- ного источника накладывается на емчается в том,.что в замкнутой системе кость сети, на рабочие и на измеритель автоматического регулирования не ох- ные обмотки компенсирующего дроссеватывается компенсирующий дроссель, ля. Наложение тока оперативного источ" не контролируется его состояние,а 25 ника и на рабочиеи на измерительные также не учитывается напряжение на ; обмотки приводит к тому, что ток упкомпенсирующем дросселе и индукция , равления фаэочувствительного детекв его магнитопроводе, что приводит тора определяется нетолько емкоск существенным погрешностям при наст- тью сети и индуктивностью измеритель" ройке компенсирукщей цепи при раэлич"3 О ной обмотки компенсирукщего дросселя,но и индуктивностью рабочих его обмоток.Кроме того, электрическая связь между измерительными и рабочими обмотками дросселя обусловливает необходимость дополнительных мероприятий для исключения влияния напряжения смещения нейтрали промышленной частоты на работу системы автоматического регулирования и уменьшения влияния изменения индуктивности рабочих обмоток на индуктивность измерительных обмоток, а именно, включения в цепь измерительных обмоток дополнительного дросселя с воздушным зазором и фильтра присоединения их к "земле".Однако такое техническое решение 15) наряду с усложнением устройств компенсации, не позволяет получить ста. бильные характеристики настройки цепи компенсации, Это вызвано тем, что дроссели, особенно с регулируемым воз душным зазором, имеют, как правило, значительный разброс параметров,которые изменяются, как при изготовлении (штамповка, термообработка магнитопроводов), так и в процессе эксплуатации (колебание напряжения в сети, старение, механические воздействия). Если изменение параметров при изготовлении может быть учтено индивидуальной настройкой устройств компенсации, то изменение параметров в процессе эксплуатации учесть не представляется возможным. Этот недостаток особенно проявляется при настройке цепи компенсации, так как условием настройки в резонанс с емкостью сети на промышленной частоте Ы индуктивности .р рабочих обмоток компенсирующего дросселя является настройка индуктивности .р измерительных обмоток в резонанс с ем костью сети на частоте Ио оперативного источника9 - фоХ-иь45 В результате чего даже небольшая расстройка индуктивности в цепи измерительных обмоток приводит к существенным погрешностям в настройке компенсирующего дросселя.Цель изобретения - повышение точности компенсации.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической компенсации емкостного тока в электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее. компенсирующий дрос. сель с измерительными и регулировочными обмотками, блок автоматической настройки, подключенный к регулиро вочным обмоткам и управляемый блоком сравнения, соединенный с измерительными обмотками компенсирующего дросселя, к которым подключен также опера. тивный источник тока, введенколеба тельный контур, собственная частота которого не выше частоты оперативного источника тока, состоящий из последовательно соединенных емкостного фильтра, предназначенного для подключения к фазам сети, конденсатора и измерительного датчика тока, выход которого подключен к блоку сравнения.На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит компенсирующий дроссель 1 с рабочими 2, измери- . тельными 3 и регулировочными 4 обмотками, который подключен в нейтраль трансформатора 5, соединенного с фазами. сети б, обладающими собственнымиемкостями 7, изменяющимися в зависимости от переключений в сети б. Источник 8 оперативноготока электрически связан с измерительными обмотками 3 компенсирующего дросселя 1, к которым также подключен блок 9 сравнения. Второй вход блока 9 сравнения связан с выходом измерительного датчика 10 тока в цепи вновь введенного колебательного контура 11, который помимо датчика 10 содержит последовательно соединенные емкостный фильтр 12 и конденсатор 13. Результат сравнения с выхода блока 9 поступает на вход блока 14 автоматической настройки, который через регулировочные обмотки 4 компенсирующего дросселя 1 изменяет степень компенсации емкостных токов в сети б.Устройство работает следующим образом.Источник 8 оперативного тока постоянно подает ток в два контура: один образован измерительными обмотками 3 и блоком 9 сравнения, а второй - колебательный контур 11. При изменении емкости сети 7 изменяется сигнал, снимаемый с датчика 10 в блок 9 сравнения, Этот сигнал сравнивается с сигналом, поступающим в блок 8 от измерительных обмоток 3 и являицимся Функцией индуктивности компенсирующего дросселя. Сигнал их рассогласования с помощью блока 14 автоматической настройки управляет током подмагничивания компенсирующего дросселя 1 в его обмотках регулирования 4При появлении сигнала рассогласования, например, из-за увеличения емкости сети б, включается постоянный ток в обмотках регулирования, в результате чего обеспечиваетя подмагничивание магнитопровода дросселя 1 и индуктивность рабочих обмоток 2 уменьшается. Вследствие этого ток в измерительных обмотках 3 увеличивается до тех пор, пока не достигнет тока, пропорционального сигна лу, снимаемому с колебательного контура 11, являющемуся функцией измеря-, емой емкости сети б. Сигнал рассогла-. сования в этом случае становится равным нулю и прекращается ток в обмотках регулирования. В результате индук 765921тивМость компенсирующего дросселя 1 увеличивается, а следовательно, ток в измерительных обмотках 3 уменьшается. При этом на выходе блока 9 сравнения опять появляется сигнал рассогласования, включающий постоянный ток в обмотках регулирования.Цикл повторяется.Таким образом, условием резонансной настройки с емкостью сети.б цепи компенсации является равенство тока, пропорционального сигналу, являкщегося функцией емкости сети б и тока, пропорционального индуктивности измерительных обмоток 3.Гальваническое разделение цепи измерения емкости сети и индуктивности компенсирующего дросселя позволяет значительно упростить устройство, так как в нем отсутствуют специальные фукциональные узлы для устранения влияния смещения нейтрали промышленной частоты на параметры измерительных обмоток. При этом измерение емкости сети осуществляется точно, и сигнал, являкщийся функцией измеряемой емкости, при внесении в контур активных проводимостей изоляции в широком диапазоне их изменения практически остается неизменным.Это объясняется тем,что вйесение в контур активных проводимостей изоляции сети не оказывает существенного влияния на его добротность. В то же время цепь измерения индуктивности учитывает состояние дросселя (напряжения на дросселе, индукцию в его магнитопроводе). Разработанное устройство повннает эффективность компенсации емкостей составлякщей токов утечки в сетях с изолированной нейтралью трансформатора.формула изобретенияУстройство для автоматическойкомпенсации емкостных токов в электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее компенсирующий дроссель с измерительными и регулировочными обмотками, блок автоматическойнастройки, подключенный к регулиро вочным обмоткам и управляеьый блоксравнения, соединенный с измеритель"ными обмотками компенсирующего дросселя, к которым подключен оперативныйисточник тока, о т л и ч а ю щ е е - 20 с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен колебательныйконтур, собственная частота которогоне выше частоты оперативного источника тока, сОстоящий из последовательно соединенных емкостного Фильтра, предназначенного для подключенияк фазам сети, конденсатора и измерительного датчика тока, выход которогоподключен к блоку сравнения.Источники информациипринятые во внимание прн экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 235162, кл. Н 02 Л 3/18, 1965,2. Авторское свидетельство СС:Р 35Р 390620, кл. Н 02 Ю 3/18, 22.02.71.Составитель Г,Д Техред М. Кузык кая Корректор И.Хосй Редактор И.Мырдинказ 6927 1 ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная Фи Тираж ВНИИПИ Государс по делам ивоб 113035, Москва