Устройство для автоматической настройки дугогасящих реакторов

(72) Автор изобретени Н. Кисленко краинской ССР Институт электродинамик 71) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ ДУГОГАСЯЩИХ РЕАКТОРО Изобретение относится к распределению электрической энергии и может быть использовано в электрических распределительных сетях 35 кВ,Известны устройства для автоматической настройки дугогасящих реакторов, используемые в электрических сетях для компенсации емкостных токов однофазных замыканий на землю 11.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее трансформатор напряжения, блок выбора поврежденной фазы, состоящий из трех ре. 10 ле минимального напряжения, блокирующие элементы, фильтр основной гармоники, фазочувствительный усилитель, запоминающее устройство и исполнительный элемент дугогасящего реактора (ДГР).В качестве ДГР используются аппараты с регулируемым воздушным зазором или подмагничиванием магнитопровода постоян.ным током. Работа устройства в режиме замыкания на землю основана на измерении разности фаз между напряжением смещения нейтрали и напряжения поврежденной фазы. Фазочувствитель иый усижггель преобразует разность фаз двух сигналов в соошетствующее постоянное напряже-ние. Операция преобразования угол - напряжениетребует более 100 мс, Основную задержку регу:лирования создает исполнительный элемент ДГР 2 .Иэ-за большой постоянной времени обмоткиподмагничивания .реактора общее время ликви.дации расстройки компенсации достигает 5001000 мс, За это время могут произойти значительные разрушения.в месте аварии и возникнуть двойное замыкание на землю.Эффективность устройств компенсации ем.костных токов можно значительно повысить,если сократить время их настройки,Разработаны конструкции ДГР со ступенча.тым регулированием быстродействующими ти.ристорными коммутаторами, время регулирования которых составляет 20-300 мс. При использовании этих реакторов, основную задерж.ку в процессе настройки компенсации создаетизмерительный орган автоматического регулятора,Применение для измерения степени расстрой.ки компенсации фазочувствительного усилите.ля принципиально не может дать высокогобыстродействия.868917 15 Целью изобретения является повышение эффективности компенсации емкостных токов однофазных замыканий на землю.Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической настройки дугогасящих реакторов, например, со ступенчатымрегулированием тиристорным коммутатором,содержащее датчик напряжения нейтрали ипоследовательно соединенные датчик фазныхнапряжений сети, блок выбора поврежденнойфазы и фильтр основной гармоники, снабженопоследовательно соединенными блоком измерения, блоком регулирования и запоминания,блоком управления и исполнительным элементом, при этом к выходам блока измеренияподключены соответственно первый выход блока выбора режима работы, фильтр основнойгармоники и датчик напряжения нейтрали, причем вход блока выбора режима работы соединен с датчиком напряжения нейтрали, а второйвыход - с блоком выбора поврежденной фазы.Блок измерения содержит источник опорногонапряжения,На чертеже представлена блок-схема устройства,На схеме к датчику 1 напряжения фаз и кдатчику 2 напряжения нейтрали присоединенысоответственно блок Э выбора поврежденнойфазы и блок 4 выбора режима работы, К блоку 3 выбора поврежденной фазы присоединенфильтр 5 основной гармоники, а к блоку 4 ЗОвыбора режима работы - блок б измерения систочником опорного напряжения, выход которого соединен с блоком 7 регулирования и за.поминания, который через блок 8 управлениясоединен с исполнительным элементом 9. 35 Устройство работает следующим образом.Информация о режиме работы сети поступа.ет от датчика 2 напряжения нейтрали. Нормальному режиму соответствует уровень напряжения нейтрали не более 0,2 О, режиму одно- вфаэного замыкания на землю - уровень напряжения нейтрали более 0,2 ОПри этом на выходе блока 4 выбора режи.ма работы в нормальном режиме работы име 45ется логический нуль, а при замыкании на зем.лю - логическая единица.На выходе блока 3 выбора поврежденнойфазы появляется напряжение при одновременном снижении напряжения на одной из фаз50сети ниже уровня 0,2 Оф и повышении напря- жения нейтрали вьпде уровня 0,2 Оф,Остаточное напряжение поврежденной фазыс выхода блока 3 поступает на фильтр 5 основной гармоники, предназначенный для выделения сигнала частоты 50 Гц при наличии высших и субгармоник.На входы блока 6 измеренияпоступают на. пряжение нейтрали, напряжение поврежденной 4фазы и сигнал управления "0 или "1 соответственно для нормального режима или режима однофазного замыкания на землю от бло. ка 4 выбора режима работы.Блок б измерения содержит источник опорного напряжения (частота 50 Гц) с регулируемой фазой.В блоке 6 положительные синусоидальные полуволны напряжения нейтрали, поврежденной фазы и опорного напряжения преобразовыва. ются в прямоугольные импульсы длительностью 10 мс, с частотой 50 Гц и постоянной ампли. тудой.В нормальном режиме работы сети в блоке 6 измерения определяется разность фаз налря. жения нейтрали и опорного напряжения, Опорное напряжение подбирается так, что при точной настройке компенсации разность фаз составляет 90 эл. град. При этом на выходе блока 6 измерения имеют место прямоугольные импульсы длительностью 5 мс, следующие с частотой 50 Гц. При замыкании на землю в блоке б измерения определяется разность фаз между напряжением поврежденной фазы и нейтрали, При точной настройке компенсации разность этих напряжений также составляет 90 эл. град что достигается специальной фазовой коррекцией напряжения поврежденной фазы, На выходе блока 6 измерения также, как и в нормальном режиме, имеют место прямоугольные импульсы длительностью 5 мс,Изменению расстройки компенсации на+ 100% в обоих режимах работы соответствует изменение длительности импульса на выходе блока б от 0 до 10 мс.Длительность импульса на выходе блока б яв. ляется носителем информации о степени расстрой. ки компенсации. Основным элементом блока 7 переключения и запоминания является многоразрядный однотактный реверсивный сдвиговый регистр. Количество разрядов регистра равно количеству ступеней пе. реключения дутогасящего реактора, Логическая единица может находиться только в одном из разрядов регистра, во всех остальных разрядах нули Каждому разряду регистра соответствует определенная индуктивность дугогасящего реактора, причем при сдвиге логической единицы из первого разряда до Ю.го индуктивность реактора изменяется монотонно.При точной настройке компенсации, когда длительность импульса на входе блока 7 равна 5 мс, в одном из разрядов регистра находится логическая единица. С возникновением в сети расстройки компенсации определенного знака длительность импульса на входе блока 7 становится соответственно больше или меньше 5 мс, При этом в каждый период происходит868917последовательный сдвиг логической единицывлево или вправо. Направление сдвига выбирают таким образом, что соответственное изменение индуктивности дугогасящего реактора приводит к восстановлению точной настройки компенсации,Под воздействием логической единицы каждого разряда регистра в блоке 8 управленияформируются мощные высокочастотные импульсы, управляющие соответствующими тиристорами исполнительного элемента 9.Исполнительный элемент 9 представляет собой тиристорный коммутатор, осуществляющийпереключение ответвлений обмотки дутогасящего реактора и, соответственно, ступенчатоерегулирование его индуктивности. Коммутирование ответвления обмотки происходит в моменты перехода тока реактора через нулевоезначение,Предлагаемое устройство обладает более высокой, в сравнении с другими аналогичныьщаппаратами, скоростью регулирования компенсации вследствие применения быстродействующего измерительного органа и соответствующего исполнительного элемента. Отклонение25расстройки компенсации в сети выявляетсяблоком измерения в течение максимум двухпериодов напряжения промышленной частоты,т,е, 40 мс из-за отсутствия промежуточного преобразования угол - напряжение,Для обеспечения требуемого по правилам30отклонения от точной настройки не более 5%и глубины регулирования 2, дугогасящий реактор должен иметь по меньшей мере 15 стуленей регулирования индуктивности, При этомдля последовательного перебора всех значений 35индуктивности реактора с тиристорным коммутатором. требуется 300 мс,Таким образом, для ликвидации возникшейв сети максимальной расстройки требуется время, не превышающее 340 мс, что в несколько 4 враз меньше, чем у аналогичных устройств, использующих реакторы с подмагничиванисм ина два порядка меньше чем при использованииреакторов с регулируемым воздушным зазором,Указанное быстродействие предлагаемого устрой.ства создает значительные преимущества принастройке компенсации в режиме однофазно.го, особенно дугового, замыкания на землю.Уменьшается ущерб от аварий, вызванныхзамыканиями на землю, повышается надежностьэлектроснабжения потребителей.Формула изобретени яУстройство для автоматической настройки дутогасящих реакторов, например, со ступенчатым регулированием тиристорным коммутатором, содержащее датчик напряжения нсйтрали и последовательно соединенные датчик фазовых напряжений сети, блок выбора поврежденной фазы, фильтр основной гармоники и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффективности компенсации емкостных токов однофаэных замыканий на землю, в него введены последовательно соединенные блок измерения, блок регулирования и запоминания, блок управления, соединенный с исполнительным эле. ментом, при этом к входам блока измерения подключены соответственно первый выход блока выбора режима работы, фильтр основной гармоники и датчик напряжения нейтрали, причем вход блока выбора режима работы соединен с датчиком напряжения нейтрали, а второй выход - с блоком выбора поврежденной фазы.Источники информации,принятые во внимание при экснертизе1. Авторское свидетельство СССР У 672700,кл, Н 02 1 3/18, 1978.2, Авторское свидетельство СССР Кф 564680,кл. Н 02 1 3/12, 1973.868917 Составитель Г. Дамскдактор Ю, Ковач Техред А. Бабинец орректор А. Ферени ород, ул ППП "Патен аз 8348/79 Тираж 678 Подпис ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушсусая наб., д. 4/5