Устройство для измерения параметров электрической сети относительно земли

(5 4 С 01 К 27 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я 16, 25,1, 17, 33,напряже 27, 35,измерищие фильт ЗМЕРЕНИЯ ПАРАСЕТИ ОТНОСИТЕЛЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙНО ЗЕМЛИ(57) Устройство для измерения параметров электрической сети относительно земли содержит силовой трехфазныйтрасформатор (Т). 1, дугогасящий реактор 2, Т 3 .тока, Т 4 напряжения, генератор 6 оперативного тока, интеграторы 13, 26, умножители 10,28, 31, полосовые фильтры 1преобразователи 12, 18,. 34ния, суммирующие усилителиблоки (Б) 19, 24, 30 памятительный прибор 21, заграждаюры (Ф) 8, 14,переключатель 20, Ф 9,15 нижних частот, фазосдвигающий Б22, фазочувствительные Б 2 Э, 29, шунтирующий резистор 7 и функциональныйпреобразователь 32. В описании изобретения дана электрическая схема генератора 6 оперативного тока, Устройство имеет расширенные функциональныевозможности, позволяющие измерять активную проводимость сети относительно земли, степень расстойки компенсации и коэффициент успокоения.1 зап Й лыр 3 ила13189Изобретение относится к электротехнике, в частностй к разделу измерений и предназначено для измерения параметров относительно земли электрической сети с изолированной или 5 компенсированной нейтралью.Цель изобретения - расширение Функциональных воэможностей устройства путем измерения активной проводимости сети относительно земли, сте пени расстройки компенсации и коэффициента успокоения,Иа фиг.1 и 2 представлены Функциональные схемы соответственно устройства измерения параметров электрической сети относительно земли и генератора оперативного тока; на фиг.3- диаграмма напряжений генератора оперативного тока, 20На диаграмме (фиг.3) напряжения обозначены буквой Б, а индексом при ней указан номер блока, на выходе которого это напряжение имеется; Б 11- напряжение управления на йто ром входе генератора оперативного тока; 11, - напряжение на первом входе этого генератора,устройство содержит (фиг,) подключенный к электрической сети сило вой трехфазный трансформатор 1, между высоковольтной нейтралью которого и землей включен управляемый дугогасящий реактор 2, 11 оследовательно с ним установлен трансформатор 3 тока. 35 К электрической сети подключен также трансформатор 4 напряжения, К его обмотке нулевой последовательности подключены последовательно соединенные орган 5 блокировки и гененатор 6 40 оперативного тока, выход которого через шунтирующий резистор 7 подключен к дополнительной обмотке дугогасящего реактора 2, К той же обмотке нулевой последовательности трансфор матора 4 напряжения подключены последовательно соединенные первые заграждающий фильтр 8, фильтр 9 нижних частот, умножитель 10, полосовой фильтр 11, преобразователь 12 напряжения и интегратор 13. К вторичной обмотке трансформатора 3 тока подключены последовательно соединенные вторые заграждающий Фильтр 14, фильтр 15 нижних частот, умножитель 16, полосовой фильтр 17, преобразователь 18 напряжения, первые блок 19 памяти, переключатель 20 и измерительный прибор 21. Выход интегратора 13 подключен 36к вторым входам первых двух умножителей 10 и 1 б. К выходу первого полосового фильтра подключены последовательно соединенные Фаэосдвигающий блок 22, первый фазочувствительный блок 23, второй блок 24 памяти, третий умножитель 25 и второй интегратор 26. Выход второго блока 24 памяти соединен с первым входом переключателя 20 непосредственно и с вторым его входом через последовательно соединенные первый суммирующий усилитель, 27 и четвертый умножитель 28. Выход фазосдвигающего блока 22 соединен с четвертым входом переключателя 20 через последовательно включенные второй Фазочувствительный блок 29 и третий блок 30 памяти. Выход последнего через пятый умножитель 31 соединен с третьим входом переключателя 20,Выход второго полосового фильтра 17 соединен с вторыми входами обоих фазочувствительных блоков 23 и 29. Второй вход суммирующего усилителя 27 через функциональныйпреобразователь 32 подключен к устройству изменения регулируемого параметра дугогасящего реактора 2. 1 цунтирующий резистор 7 через последовательно включенные третьи полосовой фильтр 33, преобразователь 34 напряжения и второй суммирующий усилитель 35 соединен с вторым входом генератора 6 оперативного тока, Выход органа 5 блокировки соединен с входами разрешения записи всех трех блоков 19, 24 и 30 памяти,Генератор б оперативного тока (фиг,2) содержит последовательно соединенные подключаемый к сети однофазный трансформатор 36 и выпрями- тельный однофазный двухполупериодный мост 37, нагруженный небольшой мощности сопротивлением 38. Выход моста также через последовательный резонансный ЕС-контур (элементы 39 и 40) подключен к дополнительной обмотке дугогасящего реактора 2. Между первым входом генератора 6 и управляющим входом первого ключа (тиристора) 41 одной ветви выпрямительного моста 37 включены последовательно соединенные первые генератор 42 пилообразного напряжения, компаратор 43, дифференцирующая цепочка 44 и импульсный,усилитель 45 мощности. Между первым входом генератора 6 и управляющим входом второго ключа (тиристора) 46 другой ветви выпрямительного моста 37 вклю 1318936чены последовательно соединенные вторые генератор 47 пилообразного напряжения, компаратор 48, дифференцирующая цепочка 49 и импульсный усилитель50 мощности. К второму входу генератора 6 подключены вторые входи компараторов 43 и 48. 35 Устройство осуществляет измерениепараметров электрической сети относительно земли в нормальном режимеработы сети. Генератор 6 оперативного тока через дугогасящий реактор 2задает в сеть ток частоты Г, которыйпротекает в контуре нулевой последовательности сети, в частности проходит через емкость и активное сопротивление сети относительно земли. Напряжение нулевой последовательностисети Б через трансформатор 4 напряжения поступает на первые эаграждаюший Фильтр 8 и фильтр 9 нижних частотПервый из них подавляет составляющуюсигнала частоты 50 Гц, а второй -25составляющие сигнала частоты болееГ 1 . Первый полосовой фильтр 11 выделяет составляющую сигнала частоты Га преобразователь 12 напряжения преобразует сигнал переменного тока Всигнал постоянного тока, Этот сигналЦ, и сигнал задания Б , имея разныезнаки, поступают на входы интегратора 13. Последний интегрирует разностьуказанных сигналов, изменяя свой выходной сигнал, коэффициент усиленияумножителя 10 и, следовательно, напряжение Б, до тех пор, пока оно нестанет равным Б Так осуществляется стабилизация сигнала 0, при измененни уровня напряжения Б частотыЕ, на проводимости сети относительноземли. Сигнал, пропорциональный составляющей тока 1 частоты 1, протекающего через проводимость сети относительно земли, передается черезтрансформатор 3 тока на вторые заграждающий фильтр 14 и Фильтр 15 нижних частот, выполняющие те же функции, что и первые. Далее сигнал через 50вторые умножители 16, полосовой фильтр17, преобразователь 18 напряжения,первый блок 19 памяти поступает напереключатель 20 и затем на измерительный прибор 21, На прибор 21 пода ется сигнал, пропорциональный току1 , а при постоянстве напряжения Пон пропорционален проводимости сетиУ относительно земли,Приведение напряжения, пропорционального П, , к одной заданной величине Б, осуществляется с помощью описанной схемы стабилизации. При этом интегратор 13 обеспечивает одинаковое изменение коэффициентов усиления умножителей 10 и 16 обоих ка.наловТаким образом, сигнал на выходе первого блока памяти пропорционален проводимости сети относительно земли. С выходов полосовых фильтров 11 и 17 каналов напряжения и тока на фазочувствительные блоки 23 и 29 поступают переменные напряжения частоты Й соответственно Б , и Б; Первый сигнал поступает на первые входы фазочувствительных блоков через кор-. ректирующий фазу фазосдвигающий блок 22, а второй подается на вторые входы этих блоков непосредственно.На выходе первого и второго фаэочувствительных блоков 23 и 29 появляются сигналы соответственноБ,р, = У эпег = ЬБрцт = У сов Ч = Кгде с - угол сдвига между напряжениями Ц , и Б, Первый сигнал равен (пройорционален) емкостной проводимости сети Ь относительно земли, а второй - активной проводимости сети я относительно земли.Оба эти сигнала через блоки 24 и 30 памяти подаются на переключатель 20, Суммирующий усилитель 27 суммирует две величины (сигналы), поступающие на его входы с разными знаками, соответственно Ь, -емкостную проводимость сети относительно земли и Ь-индуктивную проводимость дугогасящего реактора 2.На трех умножителях 25, 28 и 31 и интеграторе 26 собрана схема, позволяющая получить на выходе умножителя 28 степень расстройки компенсации ч = ----- ; на выходе умножителяЬ,31 - коэффициент успокоения сети сизолированной нейтралью Й Н второй вход интегратора 26 подается сигнал задания Б . Указанные сигналы ч и с 1 поступают также на соответствующие входы переключателя 20Схема, собранная на множителях 25, 28 и 31 и интеграторе 26, действует аналогично рассмотренной схеме на умножителях 10 и 6, Фильтрах 11 и5 131 17, преобразователях 12 и 18 и интеграторе 13. Для повышения точности работы устройства измерения используется обратная связь по току генератора 6 оперативного тока, включающая полосовой Фильтр 33, преобразователь 34 напряжения и суммирующий усилитель 35. Эта обратная связь позволяет стабилизировать ток генератора 6, величина которого задается сигналом задания 11Генератор 6 оперативного тока позволяет получить в выходном напряжении составляющую частоты Й которая благодаря резонансному ЕС-контуру (элементы 39 и 40) создает ток той же частоты, трансформируемый в сеть через дугогасящий реактор 2, Тиристорами 41 и 46 управляет схема импульсно-фазового управления, работа которой представлена с помощью диаг. раммы напряжений (фиг.З).При однофаэном замыкании на землю. в сети напряжение Б, повышается, орган 5 блокировки срабатывает, блокирует генератор 6 оперативного тока и переводит в режим хранения информации блоки. 19, 24 и 30 памяти, После отключения замыкания на землю орган 5 блокировки с выдержкой времени разрешает работу устройства измерения. Формула изобретения15 20 чувствительный блок и третий блок памяти, последовательно соединенные третий умножитель, второй интегратор и пятый умножитель, последовательно соединенные функциональный преобразователь, первый суммирующий усилитель и четвертый умножитель, последовательно соединенные третьи полосовой фильтр, преобразователь напряжения и второй суммирующий усилитель, причем вход первого заграждаю- щего Фильтра соединен с обмоткой напряжения нулевой последовательности сети трансформатора напряжения, выход органа блокировки соединен с управляющими входами второго и третьего блоков памяти, выход второго блока памяти соединен с первым входом третьего умножителя и вторым входом.первого суммирующего усилителя, выход четвертого умножителя соединен с вторым входом переключателя, третий вход которого соединен с выходом пятого умножителя, выход третьего 8936 6ные первые эаграждающий фильтр и фильтр нижних частот, последовательно соединенные вторые заграждающий фильтр, фильтр нижних частот, умно- житель, полосовой фильтр и преобразователь напряжения, последовательно соединенные фаэосдвигающий блок,первый Фаэочунствительный блок, второй блок памяти и переключатель, послеЮ довательно соединенные второй фазо45 50 55 1. Устройство для измерения параметров электрической сети относительно земли, содержащее последовательно соединенные подключенный к обмотке напряжения нулевой последовательности сети трансформатора напряжения орган блокировки и генератор оперативного тока, выход которого подключен к дополнительной обмотке дугогасящего реактора, последовательно соединенные первые интегратор и умножитель, а также первые полосовой фильтр, преобразователь напряжения, суммирующий усилитель, блок памяти и измерительный прибор, причем управляющий вход первого блока памяти соединен с выходом органа блокировки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения активной проводимости сети относительно земли, степени расстройки компенсации и коэффициента успокоения, в него введены последовательно соединенблока памяти соединен с четвертым входом переключателя, пятый вход которого соединен через первый блок памяти с выходом второго преобразователя напряжения, вход которого соединен с входами первого и второго фазочувствительных блоков, другой вход последнего соединен с выходом фазосдвигающего блока, вход которого через последовательно соединенные первые полосовой фильтр и умножительсоединен с выходом первого фильтранижних частот, выход первого полосового Фильтра соединен через первыйпреобразователь напряжения с входомпервого интегратора, выход которогосоединен с другим входом второго умножителя, вход второго заграждающегоФильтра соединен с обмоткой трансформатора тока, выход второго суммиру;ощего усилителя через последовательно соединенные генератор оперативного тока и шунтирующий резистор соединен с вторичной обмоткой дугога 7 13189 сящего рЕактора, блок изменения регулируемОго параметра которого соединен с входом функционального преобразователя, выход второго интегратора соединен с другими входами третьего и четвертого умножителей, Вход третьего полосового фильтра соединен с шунтирующим резистором, а выход переключателя соединен с измерительным прибором. 102. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что генератор оперативного тока содержит последовательно соединенные подключаемый к сети однофазный трансформатор и вы прямительный однофазный двухполупериодный мост, нагруженный сопротивлением, выход моста через последоваЭб 8тельный резонансный ЕС-контур подключен к выходу генератора, между пер. - вым входом генератора и управляющим входом тиристора одной ветви выпрямнтельного моста включены последовательно соединенные первые генератор пилообразного напряжения, компаратор, днфференцирующая цепь и усилитель мощности, между первым входом генератора оперативного тока и управляющим входом второго тиристора другой ветви выпрямительного моста включены вторые последовательно соединеннйе генератор пилообразного напряжения, компаратор, дифференцирующая цепь и усилитель мощности, к второму входу генератора оперативного тока подключены вторые входы компараторов,318936 Эх 8 ктор Л,Гратилло ректор И.Мус Зака Тираж 730 Подписноественного комитета СССРобретений и открытийЖ, Раушская наб., д, 4/5 тие,п 06/39 ВНИИПИ Госуд по делам 113035 Москв