Устройство для автоматической компенсации напряжения несимметрии электрической сети

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 111) К АВТОРСКОМУ ТЕПЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР Вф 1030913, кл. Н 02. 1 3/18, 1982.Авторское свидетельство СССР Р 609172, кл. Н 02 1 3/ 8, .197.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ НЕСИМИЕТРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим сетям. Оно предназначено для компенсированных электрических сетей напряжением 6-35 кВ н может быть использовано в воздушных и смешанных эл,сетях для резонансной настройки дугогасящих реакторов. Цель изобретения - повышение надежности работы компенсиВюл. Р 43й политехнический инс 02 1 9/08 Н 02 3 3/18 рованной сети и улучшение качесТвапроцессов в ней. Если напряжение нейтрали больше заданногоно менее гра"яичного, то реверсивные счетчики 8и 11 будут изменять свои состоянияи через дешифраторы 9 и 12 и блок 10управления ключами обеспечат переклю"чение ключей 1 и 18. В результатебудет изменяться величина и фазавводимого в сеть напряжения и результирукщее напряжение несимметрии сети,что определяет напряжение нейтрали.Если напряжение нейтрали станетменьше заданного, то на выходе преобразователя сигнал изменится и заблокирует прохождение счетных импульсовчерез логический элемент И 7. Счетчики будут хранить эту информацию.Если в сети изменится напряжение естественной несимметрии, то автоматическая система, работая в режимеобегания всех точек векторной диаграммы, снизит напряжение нейтралидо заданной величины. 1 з.п. ф-лы,4 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к области электрических сетей, и предназначено длякомпенсированных сетей напряжением6"35 кБ.Цель изобретения - повызззение на"дежцостц работы компецсированноисети ц улучшение качества процессовв цей. 1 ОНа Фиг.1 п 2 представлены Функциональные схемы соответственно устройства длч автоматической компенсации ,напряжения несимметрии электрическойсети и преобразователя переменного 5напряжения в напряжение постоянногоуровня; на Фиг.З - схематичное пзобр жжение конструкции трансФорматорадля ннедения н сеть напряжения исокусстззеьгцой несцмметргьц Пца Фиг. 4 - 20ф 9векторная диаграмма напряжений, ха,рактеризующая работу этого трапеоргзатор а,К электрической сети (йиг.1) подсоединен трехФазпый трацсФорматор 1, 25между высоконольтцой цейтралью которого ц землей включецьз последовательно соединенные дугогасящий реактор 2и трапсФорматор 3 для введения папряжецггя цскусстненцой цесимметрии, К30электрическои сети также подключентрацсФорматор 4 напряжения, К обмотке напряжения нулевой последовательности сегц трацсФорматора 4 напряжения подключены последонательцо соеди- цепные Фильтр 5 основной частоты, первый преобразователь 6 переменного напряжения в напряжение постоянного уровня, логический элемент И 7, первый реверсцгцгыц счетчик 8, пернь 111 дс-,О шиФратор 9 и блок 10 управления клгочаии. Между зторым выходом первого реверсивного счет лика 8 и ззторым входом блока.10 управления ключами включены после 11 онательно соединенные вторые реверсивцые счетчик 11 и дещиФратор 12. Между вторым выходом и вторым входом (реверса) каждого из ренезрсзизгзых тчетчцков 8 и 11 включе" цы первый 13 ц второй 14 триггеры иап 1 завлеций, Между входом Фильтра 5 основной частоты и вторым входом логи-" ческого элемента И 7 нключец второй преобразователь 15 переменного напряжения в напряжения постоянного уронг ия. К третьему входу гогического элемента И 7 подклзочец генератор 16 счетных импульсов. Па вторые входы преобразователей 6 и 15 напряжения подаются 11 апряжеция уставок соответственно Б,р и 11 р от блока задания(це показ ац),Первый и второй выходы блока 10управления ключами подключены к уп"равлягощим входам соответственно перной 17 п вгорой.18 групп ключей. Выходы (ныводьз) 19 ц 20 трацсФорматора 3 подключены соответственно к ду"гогасящему реактору и земле. Выход21 трансФорматора 3 соединеннапример, с Фазой а низковольтной сети.Выходы группы 22 выходов через соответстнующие ключи первой группы 17соединены с общей точкой, Выход 23трацсФорматора 3 подключен к Фазе Ьнизковольтной сети. Выходы группы24 выходов через соответствующиеключи второй группы 18 соединены сосвоей обшей точкой, Выходы 25 и 26трансформатора 3 подключены соответстнезпго к Фазе с. г. нулю той жесети. Псеобразователь 6 или 15 переменного цапряжеззия в спгпап постоянпого уровня содержит пключеицые меж-ду его первым входом и выходом последовательно соедицезгпые пороговыйорган 27 счетчиз; 28 импульсов и дешиФратор 29; Преобразователь содержит также посцедовательно соединенпые генератор 30 счетцьгх цмпульсовлогический элемез;т И 31, второй входкоторого подклгочец к второму выходуэтого счетчика, второй вход порого"ього органа 27 подключен к второмувходу преобразователя цапряжения,На трех "тержцях (Фиг.З) четырехстержпевого магнито.ргнода 32 транс 1 ормэтора 3 размещецы Фазцые (дополпительньге) обмогки 33-35. Обмотки 33и 34 имегот ответвления и по однойсекции с отзстзлепцями соответстнениа 36 и 37. Поверх трек обмотог". 33"35 размещена четвертая обмотка 38,выводы котозой ггодключецы соотззетственцо к выходам 19 и 20 трапсФорматора 3. Четвертый стержень магцито"провода 32 сззободец от обмоток.Крайние ответвления секций 36,и 37 подклгочецы соотьетственцо к выходагл 21 и 23 трацсФорматора 3. Все ответвления секции 36 и ответвления обмотки 33 подключень 1 к соответствующим выходам группы 22 ззьзходов. Всеответвления секции 37 и ответвления обмотки 34 полкпочв;и к соответствуюгщз.1;зыходгзм группы 24 вьзходов. Один01 УоооУ 2 о 35 величири,14397 вывод (начало) обмотки 35 подсоединен. к выходу 25 трансформатора 3. Концы обмоток 33-35 объединены и подключены к выходу 26 трансформатоРа 3.5Число секций обмоток 33 и,34 вообще может быть любым, приемлемым с технической точки зрения, в предлагаемом устройстве принято по одной 1 О секции в каждой регулируемой обмотке.К фазным обмоткам 33"35 (относи.тельно нуля низковольтной сети) трансформатора 3 прикладывается симметричная трехфазная система напряже.ний. Если числа витков в этих обмотках одинаковы, то сумма трех магнитных потоков в стержнях магнитопровода 32 равна нулю и ЭДС в четвертой 20 обмотке также равна нулю. Если в одной из обмоток изменить число витков, то сумма трех магнитных готоков не будет равна нулю и в четвертом стержне магнитопровода возникает 25 результирующий магнитный поток (поток нулевой последовательности), Этот поток наведет в четверто об" мотке 38 ЭДС. Величина ЭДС и ее фаза зависят от разности чисел витков 30 обмоток 33-35 трансформатора 3. Если зафиксировать числа витков обмоток 33 и 35 и секции 36 и.изменять число витков в обмотке 34 и секции 37, подключенной к фазе Ь, то вектор вводиЮ мого напряжения несимматрии Ун будет скользить по.линии, параллельной вектору фазного напряжения У (пунк-, тирная линия на фиг.4). Если зафиксировать числа витков обмоток 34 и 35 40 и секции 37, а изменять число витков в обмотке 33 и секции 36, то вектор вводимого напряжения несимметрии будет скользить по линии, параллельной вектору фаэного напряжения У. 45 Поэтому переключая числа витков в обмотках 33 и 34 и соответствующих секциях 37 и 36 с помощью ключей 17 и 18, можно изменять величину и фазу вводимого напряжения несимметрии У, которое может компенсировать напряжение естественной несимметрии сети. Уне . В контуре нулевой последовательности компенсированной сети действует результирующее напряжение несимметрии Унр = Уне - УнАвтоматическая система действует следующим образом. Пусть дугогасящий реактор 2 настроен в резонанс с сетью и, следовательно, напряжение нейтрвлн (1, максимально, Пусть оно болыпе заданного У, не менее граничного И., т,е,На выходах преобразователей 6 н 15 напряжения будут единичные логические сигналы. От генератора 16 импульсов через логический элемент И 7 на счетный вход первого реверсивного счетчика 8 проходят прямоугольные импульсы. Реверсияные счетчики изменяют свои состояния и через дешифраторы 9 и 12 и бло:; 10 управления ключами обеспечат переключение ключеи 17 и 18, В результате изменяются величина и фаза вводимого в сеть напряжения У и результирующее напряжение несиммегрни сети У Последнее определяет напряжение нейтрали, Автоматическая система работает в режиме обегания всех точек векторной диаграммы по траектории, указанной на фиг,4, Сначала с помощью реверсивного счетчика 8, девнфратора 9, блока 10 управления к. очами и группы 17 ключей происходит переключение всех ответвлений обмотки 33 и ее секции 36 трансформатора 3, подсоединенных к фазе е, низковольтной сети. Затем счетчик 8 реверсируется и благодаря реверсивному счетчику 11, дегифратору 12, блокс 10 управления ключами и группы ключей 18 происходит переключение на следующее ответвление (ступень) обмотки 34 или ее секции 37, Далее ответвления обмотки 33 и ее секции 36 переключаются в обратном порядке и т,д. Если напряжение нейтрали Ъ станет менее эацанного Уд, на выходе первого преобразователя 6 сигнал изменится с единицы на нуль и заблокирует прохождение счетных импуль:ов через логический эле" мент И 7. Счетчики 8 и 11 будут хранить эту информацию, Если в сети изменится напряжение естественной несимметрии, то автоматическая система, работая аналогично описанному, снизит напряжение нейтрали до заданной Пр-образователь 6 переменного напряжения при У,У работает так.На выходе порогового органа 27 появ1439701 ляются импульсы. Счетчик 28 сбрасыва-ется этими идгпттльсами в нулевое состояние и поэтому на выходе дешиФратора 29 будет единичный сигнал, Если5станет Б, с Б, то на выходе порогового органа 27 напряжение станет.равным единице,1 Через логическийэлемент И 31 от генератора 30 проходят счетные импульсы, Счетчик 28 10считает до тех пор, пока на его втором выходе не появится нуль. Тогдаца выходе дешиФратора 29 также появится нуль т.е. преобразователь 6изменид свой выходной сигнал. Преобразователь 15 переменного напряже-"пия построен аналогично, с тоц лищьраздпгцей что при 11 с Б па выходепреобразователя 15 будет единичныйсигнал, а пРц Ц) Б,о - цУлевай. 20Поэтому при оцноФазном замьцсаниц наземлю, когда резка возрастает и сталовится примерно равным Фазцому нап-"ряжедпдю 131 устройство блокируетсяв реверсивцые счетчики 8 и 11 хранят 25предшествующую инФормацию.,Применение предлагаемого устройства позволит снизить до допустимых эначеддддй напряжение несимметрии ваздудоных, смешадддщх электрических сетей и 30обеспечить резонансную настройкудугогасящих рсакторов, что сущесгвенцо повысит надежность работы электрических сетей,Формул а изобретения 351, Устройство для автоматической компенсатдидл напряжения несимметрии электрической сети содержащее дуга- гасящий реактор, подключенный первым40 вьдводом к зажиму для годключения к высоковольтному нулю силового транс" Фарматара, трансФорматор напряжения, подкгдючедгдлый к зажиму дпя подключения к сети трансФорматор для введедгцяфг 15 напряжения искусственной несимметрии одна. цз обмоток которого включена между вторым выводам дугогасящего ,реактора ц землей, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, чта, с цельдо повыше" ния надежности и улучшения качества процессов в компенсированной сети, и него введены последовательно сдоедддленддьде нодклдоченддьдй к обмотка пулевой последовательности трансФарматора напряжения сети Фильтр осцсвной,частоты, первьдй преобразователь ддеремедцгого папряжения .в напряжение постоянного уровня, логический эле"мент И, первый реверсивный счетчик,первый дешиФратор, блок управленияключами, последовательно соединенныевторые реверсивный счетчик и дешифратор, а также второй преобразователь переменного напряжения в напряжение постоянного уровня, два триггера направления, генератор счетныхимпульсов, две группы ключей, тридополнительные обмотки, две из которых имеют ответвления и секции с ответвлениями, обмотки расположены насоответствующих стержнях четырехстержневого магнитопровода трансФорматорадля введения в сеть напряжения искусственной несимметрци, причем первыйвход второго реверсивного счетчикасоединен с вторым выходом первогореверсивного счетчика, выходы второго дешиФратара подключены к своим входам блока упраьления ключами, каждьдйиз триггеров направл ния включен глежду вторым выходом и вторым входомсоответствующего реверсивного счетчика, второй преобразователь переменна"го напряжения включен между входомФильтра основной часта-ы и вторымвходом логического :.де"дента И, ктветьему входу кс гарага ггадключедд гепсратор счетных и.".пульсов, соответствующие вьдход:д блока управления ключами подключеньд к у прав 1 дяющим вхадагдпервой и втсдродд групдд клдочей, ответвления первой дапалддитеддьддай обмоткии все ответвления ее секции черезключи первой группы саегг,:едды с общей точкой, а последнее ответвлениесекции подключена к Фазе, являющейсяпервой в порядке прямого чередованияФаз низковольтной сети, ответвлениявторой доддогтддитеддьддой обмотки и всеответвления ее секции через ключивторой группы саедипены со своей общейточкой, а последнае отвевледдие секции подкл оче га и Фазе, являющейсявторой в порядке прямого чередазанияФаз низкавальной сети, начало третьейдополнительной обмотки подклдочеддо кФазе, являющейся третьей в порядкепрямого чередования соаз низковольтной сети, концы трех дополнительныхабмсдтак объединены ц подключены кнулю дпдзковольтнай сети, а абдлотка,вкдддочеддддая между дугог сящцм реакторам и земгдег"д, намотана поверх трехда полнд.тел алых обмоток,2, Устройтва па п,1, о т л и ч а -до щ е е с я тем, чта преобразова 7 14397 тель переменного напряжения в напряжение постоянного уровня содержит включенньемежду его первым входом и выходом последовательно соединенные5 пороговый орган, счетчик импульсов и дещиратор, последовательно соединен ные генератор счетных импульсов и О 8логический элемент И, причем второйвход последнего подключен к второмувыходу счетчика импульсов, а выход "к второму (счетному) входу этого счет"чика, второй вход порогового органаподключен к второму входу преобразо"вателя напряжения.1439701 оставитель О.,Наказнаяехред А.Кравчук . Корректор М,Максимишине дактор Л.Гратилло Заказ 6086 одписное оектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,Тираж 651 В 11 ИИПИ Государственног по делам изобретени 3035, Москва, Ж, Раукомитета ССи открытийкая наб., д