Устройство для автоматического регулирования тока компенсации

09 (10 СОКИ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ:РЕСПУБЛИН чук пи упОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07 НРЫТИ(72) В.Ф.Солдатов, Д.Н.Степан Г.И.Никольский и Й.С.Павленко (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(53) 621.316,761,064.44(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Э 610236, кл. Н 02 У 3/18, 1976.2Авторское свидетельство СССР .9 672700 кл. Н 02 Т 3/18, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. ТОКА КОМПЕНСАЦИИ, содержащее блокирующий элемент по напряжению смещения нейтрали, измерители частоты, выходы которых подключены через интегратор к исполнительному органу, тнристорный ключ с цепями управления и .трансФорматор, вход которого подключен к Фазам сети, а выход - к первому входу тиристорного ключа, второй вход которого соединен с первьи выходом блокирукщего элемента по напряжению смещения нейтрали, а выход - с дополнительной обмоткой дугогасящего реактора, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения надежности работы устройства, оно снабжено дифференциальная блоком, блоком Фиксации расстройки компенсации и логическим элементом ИЛИ, а це Ъ(51). Н 02 Т 3 181 Н 02 Н 9/О равления тиристорно ключом выполнены в виде генератора прямоугольных импульсов, логического элемента НЕ, логического элемента ИЛИ и логического элемента И, причем выход логического элемента ИЛИ подключен к третьему входу тирнсторного ключа, первый вход дифференцирующего блока соединен с вторьм выходом блокирукщего элемента по напряжению нейтрали, выход дифферен цирующего блоха -. к первому входу логического элемента ИЛИ, входы блока Фиксации расстройки компенсации. подключены к выходам измерителей частоты, один из которых,подключен к выводу для подключения напряжения смещения нейтрали, а другой - к вы-воду для подключения линейного напряжения сети, выход блока фиксации расстройки компенсации соединен со вторым входом дифференцирукщего бло С ка и со вторьаа входом логического элемента ИЛИ, .третий вход тнристор- Я ного ключа образуют входы генератора прямоугольных импульсов и"логичес кого элемента НЕ, выходы которых подключены к логическому элементу ИЛИ цепей управления тиристорного ключа, а выход упомянутого логического элемента ИЛИ соединен со входом Логического элемента И, являющегося вторым входом тиристорного ключа, выход логического элемента И соединен с унравлякщнми цепями тиристоров.Изобретение относится к электротехнике и предназначено для исполь-зования в высоковольтных кабельных сетях, оборудованных дугогасящими реакторами для компенсации емкостных токов замыкания на землю.Известно устройство для автоматического регулирования тока компенсации, содержащее блокирукщий элемент по напряжению смещения нейтрали, измерители частоты, один из 10 которых подключен через блокирующий элемент на напряжение смещения нейтрали, а другой - к одному из линей-, ных напряжений сети. Выходы измерителей частоты через запоминающий ин" 15 тегратор подключены к исполнитель- ному органу 11.Регулирование тока компенсации этим устройством осуществляется только при перемежакщемся дуговом эамыкании Фазы на землю. Для автоматического регулирования тока компенсации в нормальном режиме требуется отдельный регулятор.Этот недостаток устранен в устройстве автоматического регулирования тока компенсации, работающем на принципе измерения частоты свободных колебанкй в контуре нулевой последовательности сети как в нормальном режиме сети, так и в случае возникновения перемежающегося дугового замыкания фазы на землю 1 2.Известное устройство содержит блокирующий элемент по напряжению смещения нейтрали, измерители частоты, З 5 один из которых подключен через блокирукщий элемент на напряжение смещения нейтрали, а другой - к одному из линейных напряжений сети, тиристорный ключ и трансформатор, под ключенный входом на напряжение сети, а выходом - на первый вход тиристорного ключа, второй вход которого соединен со вторым выходом блокирующего элемента по напряжению смещения ней трали, а выход - с дополнительной обмоткой дугогасящего реактора, причем выходы измерителей частоты подключены через запоминакщий интегратор к исполнительному органу дугога 50 сящего реактора.В этом устройстве свободные колебания в нормальном режиме сети создаются искусственно путем периодичес- . кой подачи напряжения от постоянного источника в дополнительную обмотку дугогасящего реактора через тиристорный ключ, который в этом режиме управляется генератором прямоугольных импульсов. Свободные колебания здесь возникают в течение времени 60 от закрытия тиристоров до последующего их открытия. Таким образом, ткристоры при отсутствии в сети однофаэного замыкания на землю непрерыв- но работают в динамическом режиме, 65 что снижает элементную надежность устройства. Кроме того, непрерывные колебания напряжения нейтрали могут вызывать ложные действия релейной защиты.Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блокирующий элемент по напряжению смещения нейтрали, измерители частоты, выходы которых подключены через запоминающий интегратор к исполнительному органу, тиристорный ключ с цепями управления и трансформатор, вход которого подключен к фазам сети, а выход - к первому входу тиристорного ключа, второй вход которого соединен с первым выходом блокирующего элемента по напряжению смещения нейтрали, а выход - с дополнительной обмоткой дугогасящего реактора, введены дифференцирующий блок, блок Фиксации расстройки компенсации и логический элемент ИЛИ, а цепи управления тиристорно ключом выполнены в виде генератора прямоугольных импульсов, логического элемента НЕ, логического элемента ИЛИ и логического элемента И, причем выход логического элемента ИЛИ подключен к третьему входу тиристорного ключа, первый вход дифференцирующего блока соединен со вторьм выходом блокирующего элемента по напряжению нейтрали, выход дифференцирующего блока - к первому входу логического элемента ИЛИ, входы блока Фиксации расстройки компенсации подключены к выходам измерителей частотыодин из которых подключен к выводу для подключения. напряжения смешения нейтрали, а другой - к выводу для подключения линейного напряжения сети, выход блока фиксаций расстройки компенсации соединен со вторыми входом дифференцирующего блока и со вторым входом логического элемента ИЛИ, третий вход тиристорного ключа образуют входы тиристорного генератора прямоугольных импульсов и логического элемента НЕ, выходы которых.подключены к логическому элементу ИЛИ цепей управления тиристорного ключа, а выход упомянутого логического элемента ИЛИ соединен со входом логического элемента И, являкщегося вторим входом тиристорного ключа, выход логического элемента И соединен с управляющими цепями тиристоров.Иа Фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на Фиг.2 - временные диаграммы процесса формкрования управляющих сигналов в устройстве.Устройство содержкт измерители частоты 1 и 2,запоминакщий интегратор 3, исполнительный орган 4,выход которого подключен к обмотке подмагничивания дугогасящего реактора 5, трансформатор б, тиристорный ключ 7 с: цепямн управления, блокирующий элемент8, дифференцнрующий блок 9, блокФиксации расстройки компенсации 10, , 5логический элемент ИЛИ 11. Цепи уп:равления тиристорного ключа 7 состоят из генератора прямоугольныхимпульсов 12, логических элементовНЕ 13, ИЛИ 14, И 15 -и тиристоров 16. 10Измеритель частоты 1,подключенный на напряжение смещения нейтралыОр, предназначен для получения сигнала, пропорционального изменениючастоты свободных колебаний в контуре нулевой последовательности сети.Выход измерителя частоты 1 подключен к выходу измерителя частоты 2 ина.вход запоминающего интегратора 3.Измеритель частоты 2 подключен к 20одному иэ линейных напряжений сетиО 6 и предназначен для получения сигнала, пропорционального изменениючастоты сети. Выход его подключен квыходу измерителя частОты 1 н на 25вход запоминающего интегратора 3,Измеритель частоты 2 являетсякорректирукщнм элементом и совместнос измерителем частоты. 1 обеспечиваетточную настройку тока компенсациийри отклонении частоты сети от номинального значения, Выход эапоминакщего интегратора .3 соединенс исполнительниц органом 4,Вход трансформатора б подключенна линейное напряжение сети, а вы- З 5ход - через. тиристорный ключ 7 - кдополнительной Обмотке дугогася-щего реактора 5 Трансформатор би тирнсторный ключ 7 предназначеныдля получения свободных колебаний в 40нормальном режиме сети. Напряжениена вторичнойобмоткЕ трансформатора б выбнрается такой величины, прикоторой иапряжеиие смещения нейтрали .после включения тиристорногоключа 7 и завершения переходногойроцесса в сети не превышало бы 0,.15-Фаэного напряжения сети.Блокирукщий элемент 8, действующий только при металлическом илидуговом замыкании Фазы на землю,входом подключен на напряжение смещения нейтрали, а первым выходом -на второй вход тиристорного клю-.ча 7. Дифференцирукщий блок 9, подключенный первща нходом на второйвыход, блокирующего элемента. 8 и обла-.дающий направленным действием, служит для получения кратковременногосигнала при резком уменьшении напряжения смещения нейтралы. 60Блок Фиксации расстройки компенсации 10, выполненный в виде выпрямителя, подключен к выходам измерителей частоты 1 и 2. На его выходе появляется сигнал положительной 65 полярностив случае возникновения расстройки компенсации. Выход блока 10 соединен со вторым входом дифференцнрующего блока 9 и вторьи входом логического элемента ИЛИ 11, первый вход которого подключен к выходу . дифференцирующего блока 9. При возникновении расстройки компенсации на выходе элемента 11 форкируется сигнал, который поступает на третий вход тиристорного клкиа 7.Генератор прямоугольных импульсов 12 и логический элемент НЕ 13 ,в тнрнсторном ключе 7 входами подключены к третьему входу тиристорного ключа 7. Генератор .йрямоугольных импульсов 12 запускается в случае .появления сигнала на его входе, т.е. прн возникновении расстройки компенсации. Вьвищы. блоков 12 и 13 подключены к входаи логичесхо-. го элемента ИЛИ 14. Сигналы с выхода элемента 14 н второго входа тиристорного ключа 7 поступают на входы логического элемента И 15, выход которого подключен к цепям управления тиристором 16.устройство работает олЕдующим образом.При резонансной настройке дугогасящего реактора в нормальном режиме сети частота свободных колеба ний равна частоте сети и сигнал на выходе измерителей частоты 1 и 2, а следовательно, и сигнал 04 (Фиг.2) на выходе блока 10 отсутствует. В этом режиме сигнал О на выходе, ,дифференцирукицего блока 9 также равен нулю. В результате сигнал О ив вы,ходе логического элемента ИЛИ 11 также отсутствует, что приводит к блокированию работы генератора пРямоугольных импульсов 12 и Формированию непрерывного сигнала ОЕ на выходе логического элемента ИЛИ 14. Наличие"двух. сигналов О и Ор на входах логического элемента И 15 ,приводит к йоявлению сигнала О 9 на его выходе и открытию тиристоров 16. ,В результате постоянно создается напряжение смещения нейтрали, величина .которого при резонансной настройке реактора не презыюает 0,15-: фазного напряжения сети.Возникновение расстройки компенсации в момент времени Ф,.(фиг.2) обуславливает уменьшение .напряжения нейтрали Ц на выходе блока 8, которое фиксируется дифференцирующим блоком 9 и на его выходе появляется кратковременный импульс О 8. На выходе. блока 11 появляется сигнал О, который запускает генератор 12. В результате на выходе блока 15 возникают периодические колебания О, которые управляют тиристорами 16. Периодическое открытие и закрытие тиристоров создает свободные коле 1023521бания в контуре нулевой последовательности сети.Напряженые свободных колебаний ,поступает на измеритель частоты 1и на его выходе формируется сигнал, полярность и величина которого определяется расстройкой компенсации. Этот сигнал отрабатывается исполнительным органом 4 до перевода реактора в резонансное положение. Одновременно этот сигнал поступает . 10 через блок 10 на входы дифференцирующего блока 9 и логического элемента ИЛИ 11. При этом блокируется работа дифференциатора, а работа генератора 12 поддерживается сигналом 15 ПФфПри достижении резонансной настройки реактора в момент времени С частота свободных колебаний становит. ся равной частоте сети и напряжение на выходе блока 10 уменьшается до нуля, что приводит к исчезновению сигнала У на выходе элемента 11 и деблокированию с некотОрой выдержкой времени работы дифференцирующего 25 блока 9. Далее работа элементов ти-, ристорного ключа 7 повторяется аналогично рассмотренному случаю резо" нансной настройки дугогасящего реактора.Блокировка дифференцирующего блока 9 от выходного сигнала блока 10 необходима для того, чтобы сигнал на выходе диффереициатора в нормальном режиме сети появлялся только от момента возникновения расстройки.ком" пенсации до появления сигнала на выходе блока 10. При достижении резо" нансной настройки реактора нейтраль сети работает в динамическом режиме и сигнал на выходе дифференциатора, 4 О который Формируется только при уменьшении напряжения нейтрали, а следовательно, при каждом отключении тиристоров, препятствует отключение генератора 12, если не блокировать его работу.При возникновении перемежакщгося дугового замыкания (момент времени Ф на Фиг.2) напряжение смещения нейтралы превышает 0,15-фазное напряженйе сети, что приводит к срабатыванию блокирующего элемента 8, который первым выходом блокирует работу тиристорного ключа 7 (нсчезает напряжение П на выходе логического элемента И 15). Источником свободных колебаний в этом режиме является перемежающаяся дуга.В момент времени 1 блокируется также подача напряжения нейтрали Ц( с второго выхода блокирующего элемента 8. Скачкообразное уменьшение напряжения О 1. до нуля вызывает появление кратковременного импульса О на выходе дифференциатора 9. Если при этом имеет место расстройка компенсации, то на выходе блока 10 по" является сигнал расстройки компенсации П. В результате на время настройки дугогасящего реактора к резонансу (к моменту времени 4), как и в нормальном режиме сети, генератор 12 генерирует прямоугольные импульсы. Однако отсутствие сигнала П на входе логического элемента И 15 исключает работу тиристоров (они закрыты до тех пор, пока существует дуга). Закрытие тиристоров происходит также и при металлиЧеском замыкании фазы на землю, так как в этом режиме напряжение нейтрали превышает. О,5-фаэное.Таким образом, в нормальном режиме сети периодическая работа тиристоров и динамический режим сети имеют место только во время настройки тока компенсации. При резонансной настройке.дугогасящего реактора тиристоры постоянно открыты. При этом непрерывно существующее напряжение смещения нейтрали, создаваемое от постоянного источника, служит для обнаружения внезапного появления расстройки компенсации.Таким образом, предлагаемое устройство увеличивает ресурс тиристоров за счет спорадической их работы только при изменениях емкости сети, а также увеличивает надежность работы сети за счет устранения непрерывных колебаний напряжения нейтрали в нормальном режиме.1023521 коба уаниканиа Составитель О.НаказнС.Тимохина Техред И.Костик р А.Фер К Реда пис 4 лиал ППП фПатентфф, г. Ужгород, ул, Проект Заказ 4230/43 ВНИИ П 1130Го ел М Тираж 617 дарственного коми изобретений и от ква, Ж, Раушск та С ытий наб