Способ автоматической компенсации емкостного тока утечки

ттэм "м. фф.сэ тюк ищ ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) 22) Заявлено 07,08.78 (2 653753/24-07 Кл.Н 02 Н 9/ 1 02 Н 3/Н 023 3/1 с присоединением заявкиГасударственный комитет СССР(71) Заявител 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦ ЕМКОСТНОГО ТОКА УТЕЧКИИзобретение относится к способам авто- компенсации емкостного тока утечки и предназначено в основном для повышения эффективности компенсации емкостной составляющей токов утечки в электрических сетях с изолированной нейтралыо трансформатора.Известен способ авто компенсации, в котором измеряют емкость сети с помощью тока оперативного источника, преобразуют сигнал, пропорциональный измеренной емкости, в ток подмагничпвания компенсирующего дросселя и настраивают его индуктивную проводимость указанным током в резонанс с емкостью сети 1.Однако такой способ автокомпенсации при настройке индуктивной проводимости ;1 росселя пе учитывает индукцию в его магнитопроводе и напря кение на нем, которос в зависимости от вида и величины утечки колеблется от нуля до фазного напряжения сети. В связи с этим требуемый ток управления для настройки индуктивной проводимости дросселя в резонанс с емкостью сети, при различных сопротивлениях утечки изменяется в широком пределе. Это приводит к тому, что указанный способ настройки обеспечивает приемлемую точность компенсации в узком диапазоне изменения активных утечек в сети Для широкого диапазона изменения активных проводимостей изоляции сети, например в кабельных электрических сетяхпредприятий угольной, горно-рудной и химиче ской проышленности, точность компенсации емкостных токов утечки по указанно- му способу недостаточно высока,Известен также способ автокомпенсации, в котором замкнутая на вспомога тельный лроссель насыщения система автоматического регулирования настраивает указанный дроссель в резонанс с емкостью сети на оперативной частоте током, который вводят в обмотку управления компен спрующего дросселя, настраивая последний в резонанс с емкостью сети на рабочей частоте сети 2.Этот способ характеризуется таким женедостатком, так как замкнутой системой 0 автоматического регулирования не охватывается компенсирующий дроссель, не контролируется его состояние, Неучет напряжения на компенсирующем дросселе и индукции в его магнитопроволе приводит к 25 существенным погрешностям при настройке компенсирующей цепи, так как требуемый ток управления Лля ее точной настройки при разл 11 чных вилах и величинах активной утечки изменяется в зависимо сти от состояния компенсирующего дроссе769676 5 30 15 20 25 зля в широких пределах. В связи с этим отработка системой автоматического регулирования тока управления с учетом изменения только величины емкости сети не обеспечивает достаточной точности компенсации емкостного тока утечки,Известен также способ автокомпенсации З, который заключается в измерении емкости сети и эквивалентной индуктивности компенсирующего дросселя с помощью наложенного на рабочую сеть и обмотку указанного дросселя тока оперативного источника и настройки компенсирующей цепи в резонанс с емкостью сети на рабочей частоте замкнутой на компенсирующий дроссель системой автоматического регулирования, отрабатывающей сигнал рассогласования изменением индуктивности компенсирующей цепи.Такой метод автокомпенсации не имеет указанных недостатков, так как в нем наряду с измерением емкости осуществляется контроль состояния компенсирующего дросселя.Его недостаток заключается в следующем, Условием настройки в резонанс семкостью сети на промышленной частоте ю индуктивности 1, рабочих обмоток компенсирующего дросселя является настройка индуктивности 1,и, измерительных обмоток дросселя в резонанс с емкостью сети на частоте со оперативного источника, т, е. необходимо выполнение следующего соот 2р Оношения =, . Такое соотношениеазизобеспечивается выбором соответствующего числа витков между рабочими и измерительными обмотками и частоты оперативного источника. При этом для настройки компенсирующей цепи ток оперативного источника накладывают на емкость сети и па рабочие и измерителньые обмотки дросселя. В связи с этим ток управления датчика настройки - фазочувствительного детектора определяется не только емкостью сети и индуктивностью измерительных обмоток дросселя, но и индуктивностью рабочих его обмоток. Кроме того, электрическая связь между измерительными и рабочими обмотками дросселя обуславливает необходимость включения в цепь измерительных обмоток дополнительного дросселя с воздушным зазором и фильтра присоединения, цепи измерения индуктивности к земле для исключения влияния напряжения смещения нейтрали промышленной частоты на работу системы автоматического регулирования. Разброс параметров цепи измерения пндуктивности, особенно изменение параметров дросселей с воздушным зазором при изготовлении (штамповка, термообработка магнитопроводов) и в процессе эксплуатации (колебание напряжения в сети, старение, механические воздей 30 35 40 )й 60 65 ствия), приводит к тому, что выдержать указанное соотношение между индуктивностями рабочих и измерительных обмоток оказывается затруднительным. В результате чего даже небольшая расстройка индуктивности в цепи измерительных обмоток приводит к существенным погрешностям в настройке компенсирующего дросселя.Цель изобретения - повышение точности компенсации емкостного тока утечки.Это достигается тем, что согласно способу автоматической компенсации емкостного тока утечки, заключающемуся в измерении емкости сети и индуктивностп дросселя цепи компенсации с помощью наложения оперативного тока первой непромышленной частоты, измерении электрического параметра, характеризующего состояние компенсируемой сети, сравнении его с эталонной величиной и в случае отклонения формировании сигнала настройки для изменения индуктивности компенсирующей цепи, осуществляют дополнительное наложение оперативного тока второй непромьппленной частоты, а в качестве электрического параметра, характеризующего состояние компенсируемой сети, используют разность токов указанных частот. На чертеже представлена блок-схема соединений функциональных узлов для реализации предложенного способа автоматической компенсации емкостного токаутечки.Источник 1 оперативного напряжения рабочей частоты с помощью преобразователей частоты, соответственно умножителя 2 и делителя 3 частоты, преобразуется в сигналы в одинаковое число раз повышенной и пониженной относительно частоты оперативного источника. Токи 11 и 1 г, пропорциональные этим сигналам, через входныеэлементы 4 и 5 сравнивающего устройства 6 накладываются на цепь, состоящую из присоединительного фильтра 7, емкости 8 сети, и компенсирующий дроссель 9.Сигнал рассогласования токов 1, и 1,формируемый в сравнивающем устройстве 6, подается на релейный элемент 10, который отрабатывает рассогласование изменением индуктивпости компенсирующего дросселя 9 путем подмагничпвания его магпитопровода током в обмотках управления 11.Условием настройки в резонанс индуктивной проводимости компенсирующего дросселя и эквивалентной емкостной проводимости на рабочей частоте сети о является равенство токов 11 и 1. При одинаковой амплитуде формируемых преобразователями частоты сигналов токи 1, и 1 будут соответственно определяться суммой проводимости эквивалентной емкости 8 и индуктивности Ь дросселя, которые образуют параллельную цепь, т. е. проводимость цеОткуда 3 О 35 40 45 50 СССР Ьо СССР Ьщ пЬа СССР 1 пи для тока 1, определяется пвс+па 1.щс иа для 1 +, где и - кратность пред в 1.образования частоты.Вследствие этого, еслиУ,:Уто вос+: + -пю 1, л юЛ вс и -- = и --Следовательно, при равенстве токов 11 и 1 соблюдается условие резонанса на рабочей частоте эквивалентной емкости и индуктивности компенсирующего дросселя. При этом наличие активных проводимостей изоляции сети, а также величина напряжения смещения нейтрали, зависящая от вида и величины утечки в сети, не оказывают влияния на точность настройки цепи компенсации, так как система автоматического регулирования отрабатывает разность между токами, абсолютные приращения которых, обусловленные указанными причинами, одинаковы.Вследствие этого устройства, реализующие предлагаемый способ автокомпенсации, значительно упрощаются, так как отсутствуют измерительные обмотки и специальные функциональные узлы для исключения влияния напряжения смещения нейтрали рабочей частоты на работу системы автоматического регулирования. При этом повышается точность компенсации, так как условием настройки является стабильный параметр - разность токов, пропорциональных сигналам в одинаковое число раз повышенной и пониженной частоты относительно рабочей частоты, на которой осуществляется настройка цепи компенсации.Согласно предлагаемому способу авто- компенсации относительная нестабильность преобразуемой частоты оперативного источника при умножении или делении частоты остается неизменной.Если в принимает значение в+ив, то выходная частота умножителя станет ив+ +и/Ьв, а делителя в/и+/Ьв/п. Следовательно,5 10 35 20 25 т. е, абсолютные сдвиги входной частоты преобразуются так же, как и сами частоты, поэтому относительные нестабильности неизменны.Таким образом, данный способ автоматической компенсации емкостного тока утечки осуществляет точную настройку цепи компенсации на рабочей частоте, так как учитывает состояние компенсирующего дросселя, зависящее от величины и вида утечки, При этом без дополнительных, функциональных узлов исключается влияние наличия активных проводимостей изоляции в сети и напряжения смещения нейтрали на работу системы автоматического регулирования.Предложенный способ позволяет расширить зону автоматической компенсации емкостных токов, так как глубина автоматического регулирования определяется не пределом возможного измерения емкости, а параметрами компенсирующего дросселя, диапазоном регулирования его индуктивности,Формула изобретения Способ автоматической компенсации емкостного тока утечки, заключающийся в измерении емкости сети и индуктивности дросселя цепи компенсации с помощью наложения оперативного тока первой непромышлепной частоты, измерения электрического параметра, характеризующего состояние компенсируемой сети, сравнения его с эталонной величиной и в случае отклонения формирования сигнала настройки для изменения индуктивности компенсирующей цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности компенсации, осуществляют дополнительное наложение оперативного тока второй непромышленной частоты, кратной первой, а в качестве электрического параметра, характеризующего состояние компенсируемой сети, используют разность токов указанных частот. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе769676 оставитель В. Васько хред В. Серяк ректор 3. Тарасов каз 2267/15 Изд.527 НПО Поиск Государственного комитета 113035, Москва, Ж, Типография, пр. Сапунова, 2 Редактор Т, Загребельная СССР Раушс раж 798 Поди испо делам изобретений и открытий наб., д. 4/5