Способ настройки дугогасящего реактора в компенсированной электрической сети и устройство для его осуществеления

ОП ИСАНИЕоц 966813ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23)Приоритет 3 Ьеударетеенный квинтет СССРао делаю нэебретеннй и атнрытнй(72) Автор изобретения И И Гумин Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный.проектно-изыскательский и научно-исследовательский институтэнергетических систем и электрических сетей(54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДУГОГАСЯЩЕГО РЕАКТОРА В КОИПЕНСИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к электротех"нике, предназначено для контроля инастройки тока компенсации в распре"делительных сетях 6-35 кВ и можетприменятся в подстанциях распредели.тельных сетей и электростанциях с пот-ребителем на шинах генераторного напряжения.Известен способ настоойки по фазовым характеристикам. сети, в которомок нейтрали сети подключают. источникпромышленной частоты или создают искусственную несимметрию емкостей сетивключением дополнительной емкости наодну из фаз, чем обеспечивают протекание принудительного тока через нейтраль. Настройку ведут по реактивнойсоставляющей тока или фазовому углунейтрали. Резонансной настройке соответствует нулевое значение реактивной составляющей или заданное значение угла 1,Недостатками способа являются то,что при пофазной несимметрии с емкостей сети он дает большую погреше,ность и не может быть применен для ;настройки тока компенсации.Известен также способ настройки, заключающийся в создании неполного :искусственного замыкания фазы на землю через активное сопротивление и последующем определении емкостного сопротивления сети как отношения напряжения нейтрали к векторной разности токов в нейтрали и в заземляющем сопротивлении. Индуктивное сопротивление реактора опре", деляется как отношение напряжения на нейтрали к току в нейтралиПосле" дующая настройка реактора производится по условию равенства указан" ных отношений. Способ осуществляет прямое измерение емкостного сопро" тивления сети и индуктивного. сопро" тивления реактора., отличается высокой точностью,практически зависящей только от класса применяемых измерительныхприборов. Причем пофаз3 9 бб 8ная несимметрия .емкостей сети в данном способе не влияет на результатизмерений и не является пряпятствием.к применению 2 1.Однако данный способ требует проведения коммутаций в высоковольтной сети с определенным нарушениемнормальной схемы работы и с созданием искусственного заземления, чтоснижает надежность работы сети и 1 Осущественно усложняет как его приме"нение так и автоматизацию.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигае"мому результату является способ, за" 1 зклюцающийся в том; цто включают внейтраль питающего трансформатора се"ти последовательно с дугогасящимреактором источник опорного напряжения, измеряют значение индуктивного сопротивления дугогасящего ре- .актора, напряжение и ток нейтрали иосуществляют настройку дугогасящегореактора.Способ предусматривает. поддержание неизмененным опорного напряже"ния повышенной частоты на нейтралипитающего трансформатора сети и оценку величины емкости сети, а также настройку ДГР по величине тока нулевойпоследовательности повышенной часто"ты, пропорционального при указанномусловии емкости сети.Условием правильной настройки ДГРявляется равенство сигналов, пропор"циональных току нулевой последовательности повышенной частоты и текущеймощности ДГР. Первый определяет ем-костную проводимость сети, второй"индуктивную проводимость ДГР,Способ допускает такжеоценку ве 40личины емкостного сопротивления сетипо данным измерения составляющий непромышленной опорной частоты в токеи напряжения нулевой последовательности3 ,Однако способу присуща недостаточная точность и аппаратная надежность,обусловленная необходимостью применения измерительных фильтров тока инапряжения непромышленной частоты,вносящих дополнительную погрешностьи соответственно снижающих точностьизмерения емкостного сопротивления(или тока ).Способ осуществляют устройствомнастройки дугогасящего реактора вкомпенсированной электрицеской сети,содержащим опорный трансформатор,Ф 13 4вторичная обмотка которого включена в нейтраль питающего трансформатора сети последовательно с дугогасящим реактором, измерители тока инапряжения нулевой последовательности, измеритель напряжения дугогасящего реактора, вход которого подключен ко вторичной, обмотке дугогасящего реактора, трехпозиционный нульорган, выходы. которого соединены с.соответствующими входами блока управления индуктивностью дугогасящего реактора, источник опорного на".пряжения и источник постоянного опе"ративного тока 3 1,Цель изобретения - повышение надежности и точности настройки в воэ"душных сетях.Указанная цель достигается тем,что согласно способу настройки дуго".гасящего реактора измеряют фазу ис"точника опорного напряжения при по"стоянстве амплитуды до установления,экстремума тока в нейтрали, послечего отключают исто 4 ник опорногонапряжения, Фиксируют значения приращений напряжения и тока нейтрали,вычисляют разность между индуктив.ным сопротивлением иотношением ука-занных приращений и настройку дугогасящего реактора осуществляют пропорционально этой разности,Особенностью способа является выбор направления вектора опорного напряжения по условию экстремума токав нейтрали, что предопределяет включение источника опорного напряжения через фазовращатель.Установление фазы опорного напряжения по экстремуму тока в нейтралипозволяет обеспечить совпадение фазопорного напряжения и напряжениянесимметрии, что, в свою очередь,создает возможность расчета емкости сети через приращения средних илиамплитудных значений тока и напряжения, т.е, путем простейших измерений. Способ позволяет осуществлятьнастройку дугогасящего реактора безвычисления векторных величин, чтоделает его простым и доступным вэксплуатационных условиях. При этомсущество способа, заключающеесяв настройке дугогасящего реакторапо результатам прямого измерения емкости сети " по данным приращений тока и напряжения, отсутствие специальных измерительных преобразователейобеспецивает высокую точность наст35 5 9668ройки, а возможность реализации способа без коммутаций в высоковольтнойсети и без ее принудительной расстройки обусловливают его высокую надеж"ность и .применимость для оператив" 5ного контроля, чем и достигается поставленная цель " повышение точностии надежности настройки,Предлагаемый способ реализуетсяустройством настройки дугогасящего 10реактора в компенсированной электрической сети, отличие которого состоитв том, что оно снабжено фазовращателем, коммутирующим блоком, реле тока,двухпозиционным реле, реле времени,двумя блоками памяти, тремя блокамисравнения, двумя блоками деления идифференциалором с релейным выходом,при этом выход фазовращателя череззамыкающий контакт коммутирующего 2 облока подключен к первичной обмотке,опорного трансформатора, а вход - кисточнику опорного напряжения, входдифференциатора соединен с выходомизмерителя тока нулевой последователь.5ности, последовательно с которымвключено реле тока, выходы измерителя напряжения подключены к первомублоку сравнения и через размыкающиеконтакты двухпозиционного реле к пер- ззвому блоку памяти, выход которого соединен со входом первого блока сравнения, выход этого блока сравненияподключен ко входу. первого блокаделения, к двум другим входам которого подключены второй блок срав.нения и через размыкающий контактдвухпозиционного реле третий блоксравнения, другой вход которогочерез размыкающий контакт двух" 4 впозиционного реле соединен со вторым бло,ком деления, один вход которого соединенс измерителем напряжения дугогасящегореактора, другой - с дифференциатором, со вторым блоком сравнения и че-рез размыкающий контакт двухпозицион"ного реле с блоком памяти, выход которого подключен ко второму блокусравнения, а выход трехпозиционногаоргана через размыкающий контакт дифференциатора соединен с третьим бло,ком сравнения, причем "плюс" источника постоянного оперативного тока,через последовательно соединенные .замыкающий контакт реле тока и размы"55кающий контакт коммутирующего блокасоединен с размыкающим управляющимвходом двухпозиционного реле и через:замыкающий контакт коммутирующего бло 13 6ка - со входом обмотки реле времени, который через конечный замыкающий кон такт реле времени соединен также с замыкающим входом двухпозиционного реле, а через замыкающий контакт двух- позиционного реле "плюс" указанного источника соединен также с объединенными в общую точку управляющими входами коммутирующего элемента и фазовращателя, выходы которых объединены в общую точку с выходом обмотки реле времени и через. размыкающий контакт дифференциатора, соединены с "минусом" источника постоянного оперативного тока, который соединен также с выхо" дами обмоток двухпозиционного реле, а параллельно обмотке токового реле- .,подсоединен замыкающий контакт коммутирующего элемента.На фиг, 1 представлено устройство для настройки дугогасящего реактора, элементы которого включены в цепь переменного тока; на Фиг. 2 - схема устройства, другая часть элементов которого включена в цепь постоянного оперативного тока.Устройство содержит опорный трансформатор 1, вторичная обмотка которого последовательно с дугогасящим реактором 2 включена в нейтраль питающего трансформатора 3, измеритель ,напряжения нулевой последовательности 4, вход которого подключен к напряжению нейтрали через трайсфор" матор напряжения 5, измеритель напряжения 6 дугогасящего реактора 2, вход которого подключен ко.вторичной обмотке дугогасящего реактора 2; трех- позиционный нуль-орган 7, выходы, ко" торого соединены с соответствующими входами блока управления 8 индуктивностью дугогасящего реактора 2, измеритель тока нулевой последовательности,9,:дифференциатор 10, с контак" тами 10- 1, 10-2, первый 11, второй 12 и третий 13 блоки сравнения, первый 14, второй 15 блоки деления, двух- позиционное реле 16 с контактами 16- -1-16-6, первый 17 и второй 18 бло" ки памяти, реле тока 19 с контактом 19-1, включенное последовательно с измерителем тока нулевой последовательности 9 в цепь вторичной обмотки трансформатора тока нейтрали 20, ком-мутирующий блок 21 с контактами 21-1 - 21-2, фазовращателя 22, с управляющий входом 22-1, выход которого через контакт коммутирующего блока 21-1 под ключен к первичной обмотке опорного13 7 9668трансформатора 1, а выход - к источнику опорного напряжения и реле .времени 23, с контактами 23-1.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии двухпозицион"ное реле 16 находится в нормальномсостоянии ( размыкающие контакты замкнуты, замыкающие - разомкнуты ), коммутирующий элемент 21 в отпавшем состоянии, входные цепи блока сравнения 13 разомкнуты, управляющие сигналы на выходе нуль-органа 7 отсутствуют,.При наличии в исходном состоянии Итока в нейтрали срабатывают реле тока 19 и замыкает размыкающий пусковойвход двухпозиционного реле 16, которое перебрасывается и своим замыка"ющим контактом замыкает управляющие 20цепи коммутирующего элемента 21 и фа. зовращателя 22. Контактом коммутирующего элемента 21 замыкается питающаяцепь опорного трансформатора 1, ив нейтраль подается изменяющаяся по 25фазе опорная ЭДС, суммирующая с ЭДСнесимметрии Онс, обусловленной пофазной несимметрией емкостей сети иявляющейся причиной наличия тока внейтрали в исходном режиме. Ток в ней-етрали начинает измеряться в результате сложения упомянутых ЭДС, и на вы"ходе дифференциатора 10 появляетсярепейный сигнал до тех пор, пока недостигает минимального или максималь-ного значения (режим экстремума ), прикоторых производная в окрестностиэкстремума становится равной нулю и .сигнал на выходе дифференциатора 10исчезает,Одновременно при срабатывании.двухпозиционного реле 16 размыкаютсявходные цепи блоков памяти 18 и 17и соответственно на их выходе запоминаются исходные значения тока инапряжения нулевой последовательности,которые далее в блоках сравнения 12и 1 сравниваютая с текущими значениями тех же параметров и соответствующая разность, т е. сигналы,пропор"циональные приращениям тока а 3 о инапряжения дОО нулевой последова."тельности, поступает на вход делите"ля 14, а с его выхода через замкнувшийся контакт двухпозиционного реле16 -. на вход блока сравнения 13. Вблоке деления 14 производится опера"ция деления поступивших на его входсигналов дно и ьОО и сигнал на его выходе соответственно пропорционален емкостному сопротивлению сети хс.Одновременно сигналы, пропорцио" нальные току нулевой последовательйости 3 о и напряжению на дугогасящем реакторе Ор , поступают соответственно с выходов измерителя тока нулевой последовательности и измерителя напряжения реактора 6. в блок деле- ния 15, выходной сигнал которого, пропорциональный частному от деления входных сигналов О и 3 т,е, индуктивному сопротивлению реактораО О,поступает через0замкнутый контакт двухпозиционного реле 16 на второй вход блока сравнения 13. Соответственно на выходе последнего появляется сигнал, пропорциональный разности индуктивного сопротивления дугогасящего реактора х и емкостного сопротивления сети х, который в режиме совпадения фаз Ооп и ц нс через замкнувшийся контакт дифференциатора 1 О йодается на вход трехпозиционного нуль-органа .7, формирующего в данном случае управляющий сигнал, направленный на сведение разности х- хС к нулю и передаваемый в блок управления 8 дугогасящего реактора 2. При этом контактом дифференциатора 10 запускается реле вре" мени 23, которое срабатывает и по истечении заданной выдержки временивозвращает схему в исходное состоя"ние, При этом контактом коммутирующе"го элемента 21 дешунтируется обмоткареле тока 19 и при соответствующихпоказаниях-наличии тока в нейтрали .при отключенном коммутирующем элементе 21 процесс. повторяется.Таким образом, устройство обеспечивает .периодический контроль разности х" х и формирования и выдаиу в управляющую схему дугогасящего реактора управляющих сигналов, налравленных на сведение этой разности к нулю, т.е. к обеспечению настройки х г- х , а при необходимости - наатроики с заданным рассогласованием х 1, - хФ 0, что осуществляется путем задания уставки трехпозиционному нуль-органу 7.Схема может быть выполнена целиком на серийной аппаратуре и смонтиро. вана на обычной релейной панели. В качестве фазовращателя может быть применен поворотный фазорегуляторг моторным приводом или статический преобразователь. По той ие структуре схема может быть реализована и на бесконтактных элементах или на дискретной технике, например, на. микро-ЭВМ.Формула изобретения1. Способ настройки дугогасящего . реактора в компенсированной электрической сети, 1 ваключающийся в том, цто включают в нейтраль питающего трансФорматора сети последовательно с дугогасящим реактором источник опорного напряжения, измеряют значение индуктивного сопротивления дугогасящего реактора, напряжение и токнейтрали и осуществляют настройку дуго гасящего реактора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности настройки, в воздушных сетях изменяют Фазу источника опорного напряжения при 2 З постоянстве амплитуды до установления экстремума тока в нейтрали, после чего отключают источник опорного/напряжения, фиксируют значения приращений напряжения и тока нейтрали, вн-Зф цисляют разность между индукционным сопротивлением и отношением указанных приращений и указанную настройку осуществляют пропорциональной этой разности.352. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее опорный грансформатор, вторичная обмотка которого включена в нейтраль питающего ,е трансформатора сети последовательно с дугогасящим реактором, измерители тока и напряжения нулевой последо- . вательности, измеритель напряжения дугогасящего реактора, вход которого подключен ко вторичной обмотке дугогасящего реактора, трехпозиционный нуль-орган, выходы которого соединены с соответствующими входами блока управления индуктивностью дугогасящего реактора, источник опорного напряжения и источник постоянного оперативного тока, о т л иц а ю щ е е с я тем, что оно снабжено Фаэовращателем, коммутирующим блоком, реле тока, двухпозиционным реле, реле времени, двумя блоками памяти, тремя блоками сравнения, двумя блоками деления и дифференциатором с релейным выходом, причем выход Фазовращателя через замыкающий контакт коммутирующего блока подключен к первичной обмотке опорного трансформатора, а вход - к источнику опорного напряжения, вход дифференциатора соединен с выходом измерителя тока нулевой последовательности, последовательно с которым включено реле тока,выходы измерителя напряжения подключены к первому блоку памяти, выход .которого соединен со входом первого блока сравнения, выход этого блока сравнения подключен ко входу первого блока деления, к двум другим входам которого подключены второй блок сравнения и через размыкающий контакт двухпозиционного реле третий блок сравнения, другой вход которого через размыкающий контакт двухпозиционного реле соединен со вторым блоком деления, один вход которого соединен с измерителем напряжения дугогасяще- го реактора, другой - с дифференциатором, со вторым блоком сравнения и через размыкающий контакт двухпо зиционного реле с блоком памяти, вы хОд которого подключен ко второмублоку сравнения, а выход трехпозицион"ного нуль-рргана через размыкающий контакт дифференциатора соединен с третьим блоком сравнения причем "плюс" источника постоянного оперативного тока через последовательно соединенные замыкающий контакт реле тока и размыкающий контакт коммутиру" ющего блока соединен с размыкающим управляющим входом двухпоэициоНного реле и через замыкающий контакт ком" мутирующего блока - со входом обмотки реле времени, который цереэ конечный замыкающий контакт реле времени соединен также с замыкающим входом двухпозиционного реле, а через за- . мыкающий контакт двухпоэиционного реле "плюс" указанного источника соединен такие с объединенными в общую точку управляющими входами коммутирующего элемента и Фазовращателя, выходы которых объединены в общую точку с выходом обмотки реле времени и церез размыкающий контакт. дифферен" циатора соединены с "минусом" источ" ника постоянного оперативного тока, которнй соединен также с выходами обмоток двухпозиционного реле, а параллельно обмотке токового реле под" соединен замыкающий контакт коммути" рующего элемента.966813 ВНИИПИ Тираж 7894/72 Тираж 669 Подписное филиал ППП "Пат г. Ужгород, ул. Проектна Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свиретельство СССРУ 470888, кл. Н 02 Т 3/18, 1972,12 2. Черников А. Р. Коммутация вторичных токов в сетях с незаземленной нейтралью. Н., "Энергия", 1974, с,63. 2. Авторское свидетельство СССР з У 528654, кл. Н 02 Н 9/08, 1976.