[go: up one dir, main page]

SU1265914A1 - Device for automatic compensating of capacitive current of one-phase earth leakage - Google Patents

Device for automatic compensating of capacitive current of one-phase earth leakage Download PDF

Info

Publication number
SU1265914A1
SU1265914A1 SU853895135A SU3895135A SU1265914A1 SU 1265914 A1 SU1265914 A1 SU 1265914A1 SU 853895135 A SU853895135 A SU 853895135A SU 3895135 A SU3895135 A SU 3895135A SU 1265914 A1 SU1265914 A1 SU 1265914A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
inputs
frequency
voltage
input
Prior art date
Application number
SU853895135A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Николаевич Степанов
Original Assignee
Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова filed Critical Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority to SU853895135A priority Critical patent/SU1265914A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1265914A1 publication Critical patent/SU1265914A1/en

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во всех режимах электрической сети дл  компенсации емкостных токов. Цель изобретени  - повышение точности настройки реактора и расширение функциональных возможностей. Работа устройства основана на измерении угла между векторами напр жений нейтрали и выбранной фазы сети относительно земли. Устройство содержит блок 2 определени  режима сети, св занный с управл юш ,ими входами блока 1 выбора напр жений и переключател  3, два фазовращател  4 и 5, два фазочастотных фильтра 8 и 9, делитель 6, сумматор 7, частотно-фазовый компаратор 12. Частотно-фазовый компаратор содержит два формировател  13 и 14 импульсов, два срабатываюших по фронту триггера 15 и 16, логический элемент ИЛИ-НЕ 17, блок 18 задержки, два логических элемента И-НЕ 19 и 20 и дифференциальный усилитель 21. Устройство можно использовать дл  компенсации не только в нормальном режиме и при устойчивых горени х дуги, но и при возникновении сС режима перемежающейс  дуги дл  снижени  напр жени  на нейтрали в нормальа ном режиме при неполнофазных режимах сети, повышаетс  точность настройки в реС жиме замыкани  в области резонансных настроек компенсации. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in all modes of the electrical network to compensate for capacitive currents. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the setup of the reactor and the expansion of functionality. The operation of the device is based on measuring the angle between the vectors of the neutral voltage and the selected phase of the network relative to the earth. The device contains a network mode determination unit 2 connected to the control, their inputs to the voltage selection unit 1 and switch 3, two phase shifters 4 and 5, two phase-frequency filters 8 and 9, divider 6, adder 7, frequency-phase comparator 12. The frequency-phase comparator contains two pulse drivers 13 and 14 pulses, two triggers 15 and 16 triggered on the front, an OR-NOT 17 logic element, a delay block 18, two IS-19 logic elements and a differential amplifier 21. The device can be used for compensation not only in normal mode e and x arc stable combustion, but also when an intermittent mode cC arc voltage to reduce the neutral like a normal mode when unbalance network increases the accuracy in adjustment bench Res circuit in resonance compensation settings. 1 h. n. f-ly, 3 ill.

Description

юYu

О5 СаO5 Sa

соwith

Фиг.11

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электрических сет х дл  автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкани  на землю.The invention relates to electrical engineering and can be used in electrical networks to automatically compensate for the capacitive current of a single-phase earth fault.

Цель изобретени  - повышение точности настройки дугогас щего реактора и расширение функциональных возможностей устройства дл  компенсации емкостного тока однофазного замыкани  на землю.The purpose of the invention is to improve the tuning accuracy of an arc-suppressing reactor and to expand the functionality of the device for compensating the capacitive current of a single-phase earth fault.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - векторные диаграммы, соответствуюшие различным режимам сети (а - нормальный; б - устойчивое горение дуги; в - обрыв дуги в месте повреждени ); на фиг. 3 - кривые изменени  угла ф во времени.FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 - vector diagrams corresponding to different network modes (a - normal; b - steady arc burning; c - arc breakage at the damage site); in fig. 3 - curves of the angle φ in time.

Устройство содержит блок 1 выбора напр жений , блок 2 определени  режима сети, переключатель 3, фазовращатели 4 и 5, делитель 6, сумматор 7, фазочастотные фильтры 8 и 9, два усилител -ограничител  10 и 11, частотно-фазовый компаратор 12, в который вход т формирователи 13 и 14 импульсов, два триггера 15 и 16, логический элемент ИЛИ-НЕ 17, блок 18 задержки, два логических элемента 19 и 20 и дифференциальный усилитель 21, кнтегриру ЮШ.ИЙ усилитель 22, блок 23 управлени  реактора и дугогас щий реактор 24.The device comprises a voltage selection unit 1, a network mode determination unit 2, a switch 3, phase shifters 4 and 5, divider 6, adder 7, phase frequency filters 8 and 9, two amplifiers-limiter 10 and 11, a frequency-phase comparator 12, in which shapers 13 and 14 pulses, two triggers 15 and 16, an OR-NOT 17 logic element, a delay unit 18, two logic elements 19 and 20, and a differential amplifier 21, a YUSH amplifier. Amplifier 22, a reactor control unit 23, and an arc suppressor reactor 24.

Входные цепи блоков вцбора напр жений 1 и определени  режима 2 подключены к выводам измерительного трансформатора типа НТМИ, устанавливаемого в электрической сети.The input circuits of the all-voltage-supply units 1 and the determination of mode 2 are connected to the terminals of an NTMI-type measuring transformer installed in the electrical network.

Блок выбора напр жений предназначен дл  выделени  требуемого линейного напр жени  в различных режимах сети и снижени  его значени  до фазного. Блок определени  режима сети управл ет работой блока выбора напр жени  и переключател  3, который подключает к выходу блока выбора напр жений входы фазовращателей 4 и 5 в зависимости от режима сети. Фазоваращатель 4 формирует опорное напр жение в нормальном режиме, а фазовращатель 5 - в режиме замыкани . Делитель 6, выполненный в виде потенциометра, снижает напр жение нейтрали, его вход подключен к входу блока определени  режима сети. Выходы фазовращателей и делител  подключены к входам сумматора 7, ре ализованного последовательным соединением выходных зажимов делител  и фазовращателей , который предназначен дл  выделени  напр жени  выбранной фазы относительно земли путем аналогового вычитани  векторов напр жений выбранной фазы источника и нейтрали.The voltage selection unit is designed to isolate the required linear voltage in various network modes and reduce its value to phase. The network mode determination unit controls the operation of the voltage selection unit and the switch 3, which connects the inputs of phase shifters 4 and 5 to the output of the voltage selection unit, depending on the network mode. Phaser 4 forms the reference voltage in the normal mode, and phase shifter 5 in the closing mode. The divider 6, made in the form of a potentiometer, reduces the neutral voltage, its input is connected to the input of the network mode determination unit. The outputs of the phase shifters and the divider are connected to the inputs of the adder 7, realized by the series connection of the output terminals of the divider and phase shifters, which is designed to isolate the voltage of the selected phase relative to ground by analogous subtraction of the voltage vector of the selected source source and neutral.

Фазочастотные фильтры 8 и 9, настроенные на частоту сети юо, подключены к выходам делител  и сумматора, предназначены дл  подавлени  сигналов с частотами, отличающимис  от рабочей частоты сети и повышени  чувствительности измерительногоThe phase-pass filters 8 and 9, tuned to the network frequency uo, are connected to the outputs of the divider and adder, designed to suppress signals with frequencies different from the operating frequency of the network and increase the sensitivity of the

органа фазы в режиме перемежающегос  дугового замыкани  с использованием их фазочастотных характеристик. Входы усилителей-ограничителей 10 и 11 подключены к выходам фазочастотных фильтров, выполн ют функции нуль-органов, преобразу  входные сигналы в пр моугольные импульсы положительной пол рности посто нной амплитуды с длительностью, равной половине периода следующих сигналов. К выходам усилителей-ограничителей подключены входы частотно-фазового компаратора, который обеспечивает формирование выходного сигнала с правильным знаком ,при различающихс  частотах входных сигналов и при обрыве дуги в месте повреждени .body phase in the mode of intermittent arc circuit using their phase-frequency characteristics. The inputs of the limiting amplifiers 10 and 11 are connected to the outputs of the phase-frequency filters, perform the functions of zero-organs, convert the input signals into square pulses of positive polarity of constant amplitude with a duration equal to half the period of the following signals. The outputs of the limiting amplifiers are connected to the inputs of a frequency-phase comparator, which ensures the formation of an output signal with the correct sign, at different frequencies of the input signals and when the arc is broken at the point of damage.

Компаратор 12 состоит из формирователей 13 и 14 узких импульсов с крутым фронтом , выходы которых подключены к первым входам триггеров 15 и 16, логического элемента ИЛИ-НЕ 17, входами подклю0 ченного к инверсным выходам триггеров и выходом соединенного с вторыми входами триггеров, блока 18 задержки, логических элементов И-НЕ 19 и 20 и дифференциального усилител  21, при этом входы блока задержки и первые входы элементов И-НЕ подключены к пр мым выходам триггеров, выход блока задержки соединен с вторыми входами элементов И-НЕ, а выходам которых подключены входы дифференциального усилител .The comparator 12 consists of formers 13 and 14 narrow pulses with a steep front, the outputs of which are connected to the first inputs of the flip-flops 15 and 16, an OR-NOT 17 logic element, the inputs of the delay 18 connected to the inverse outputs of the flip-flops and the output connected to the second triggers, , AND-NOT logic elements 19 and 20 and differential amplifier 21, while the inputs of the delay unit and the first inputs of the AND-NOT elements are connected to the direct outputs of the trigger, the output of the delay unit is connected to the second inputs of the AND-NOT elements, and the outputs of which are yucheny input of the differential amplifier.

Блок задержки предназначен дл  создани  зоны нечувствительности к изменению фазы напр жени  сети, возникающему в результате неравенства числа обмоток фаз измерительных и силовых трансформаторов, а также вли ни  работы несимметричных мощных электрических приемников.The delay unit is designed to create a zone of insensitivity to a change in the voltage phase of the network, resulting from the inequality of the number of windings in the phases of the measuring and power transformers, as well as the influence of the operation of unbalanced high-power electric receivers.

Выход частотно-фазового компаратора через последовательно соединенные интегрирующий усилитель 22 и блок 23 управлени , представл ющий собой тиристорный преобразователь, св зан с обмоткой подмаг0 ничивани  дугогас щего реактора 24, подключенного к нейтрали электрической сети.The output of the frequency-phase comparator through a series-connected integrating amplifier 22 and a control unit 23, which is a thyristor converter, is connected to the bias winding of an arc-suppressing reactor 24 connected to a neutral network.

Работа устройства во всех режимах электрической сети основанана принципе измерени  одного угла между векторами напр жени  нейтрали и напр жени  выбранной , фазы сети относительно земли, определ емого как разность двух напр жений - опорного и нейтрали.The operation of the device in all modes of the electrical network is based on the principle of measuring one angle between the vectors of the neutral voltage and the voltage of the selected, phase of the network relative to the earth, defined as the difference between the two voltages - reference and neutral.

В нормальном режиме сети необходимо наличие напр жени  смещени  нейтрали, Q которое создаетс  подключением асимметрирующей емкости к одной из фаз сети или изменением числа витков обмотки трансформатора , к нейтрали которого подключаетс  дугогас щий реактор.In the normal network mode, a neutral bias voltage is required, which is created by connecting an asymmetric capacitance to one of the network phases or by changing the number of turns of the transformer winding, to the neutral of which the arcing reactor is connected.

Приведенна  на фиг. 2 а векторна Shown in FIG. 2 a vector

5 диаграмма напр жений соответтвует случаю5 voltage chart corresponds to the case

подключени  асимметрирующей емкости кconnect the asymmetric capacitance to

фазе А сети. Б резонансном режиме сетиphase A network. Used resonant network mode

напр жение опережает напр жение UAO на +-2 Блок выбора напр жений выдел ет линейное напр жение Одв/д/з, которое через нормально замкнутые контакты переключател  и фазовращатель 4 поступает на один вход сумматора. Фазовращатель . 4 осуществл ет поворот напр жений UAB/Д/З на -|- обеспечива  получение требуемого опорного напр жений UAO в нормальном режиме. На другой вход суммато)а через делитель поступает напр жение Ооо, описываемое выражением йоо УФ ,(1) лЯО+К.) где Ки - коэффициент несимметрии; V -степень расстройки контура; d - коэффициент демпфировани  сети; а arctg d между векторами напр жений йдо и Ооо. Сумматор производит аналоговое вычитание двух входных напр жений Одо и Ооо, формиру  на выходе напр жение ОАО иФ- Ооо. Таким образом, на входах фазочастотных фильтров устанавливаютс  напр жени  ОАО и Ооо, сдвинутые по фазе на угол , который зависит от степени расстройки и равен аргументу отношени  выражений указанных напр жений -c..±fci Возникновение замыкани  фазы на землю приводит к по влению управл ющего сигнала на выходе блока определени  режима , под действием которого блок выбора напр жений вступает в работу и производит выбор линейного напр жени  между фазами, свободными от замыкани , а переключатель подключает вход фазовращател  5 к выходу блока выбора напр жений, отключа  при этом вход фазовращател  4. При устойчивом дуговом замыкании фазы А (фиг. 2 б) на выходе блока выбора напр жений устанавливаетс  напр жение UBt/Vy, на выходе фазовращател  5 - напр  жение ОАО, используемое в качестве опорного и получаемое путем поворота вектора UBC/VS на -}-j Аналогично происходит формирование вектора фазного напр жени  источника при замыканмии фаз В и С, только блок выбора напр жений выдел ет при этом соответственно линейные напр жени  ОСА и ОАВ, уменьшенные в раз. На входы сумматора через делитель поступают напр жени  Ооо и ОАО, и на выходе выдел етс  разность входных напр жений, равна  напр жению поврежденной фазы относительно земли ОАО . Делитель позвол ет уменьшить напр жение Uoo на одном входе сумматора, что эквивалентно увеличению переходного сопротивлени  в месте повреждени . В результате даже при металлическом замыкании, когда в сети напр жение по нейтрали равно фазному напр жению источника, на выходе сумматора имеетс  напр жение, совпадающее по фазе с напр жением нейтрали. Таким образом, напр жение в месте повреждени  в устройстве определ етс  путем измерени  напр жений, имеющих достаточную амплитуду. Предлагаемое техническое рещение обладает р дом преимуществ по сравнению с непосредственным измерением указанного напр жени  на фоне высших гармоник при малых з начени х переходного сопротивлени . В области резонансных настроек компенсации не возникает отказ в работе устройства из-за снижени  чувствительности. В режиме металлического замыкани  на землю не требуютс  различные блокировки и блок пам ти дл  запоминани  индуктивности реактора, так как в этом режиме напр жение на выходе сумматора, соответствующее напр жению в месте повреждени , не равно нулю, его значение задаетс  делителем. Кроме того, предлагаемое устройство позвол ет наиболее промсто осуществить снижение напр жени  на нейтрали при неполнофазных режимах сети, возникающих в результате обрыва провода и при перегорании предохранител  одной фазы какого-либо фидера, привод щих к недопустимому увеличению напр жени  несимметрии. В этом случае происходит изменение угла ф из-за несовпадени  по фазе векторов напр жений искусственной и продольной несимметрии, и устройство уводит сеть от резонансного режима. Напр жени  ОАО и Ооо на входах фазочастотных фильтров в зависимости от степени расстройки могут иметь фазовый сдвиг, равный Ф arctg- (3) Сравнительный анализ (2) и (3) показывает , что чувствительность устройства по углу в рассмотренных режимах практически одинакова, так как известно, что в сет х в соответствии с правилами технической эксплуатации значение коэффициента K.U не должно превышать 0,0075, а коэффициент d значительно превосходит К„, он колеблетс  в пределах 0,03-0,1. Дл  вы снени  закона изменени  фазового угла ср в режиме перемещающегос  дугового замыкани  рассмотрим фиг. 2в, где приведена диаграмма напр жений дл  случа  повреждени  фазы В. При каждом обрыве дуги в месте замыкани  возникают свободные колебани  напр жени  нейтрали Ооо с частотой со и напр жени  Ово с частотой шв. Вектор напр жени  Ово имеет вынужденные колебани  с частотой 0)0. Разность частот свободных колебаний напр жени  сети шо и нейтрали со равна шо(1 -Vl-V)(4) Напр жение Uoo убывает по экспоненте, его начальное значение зависит от переходного сопротивлени  в месте замыкани  и описываетс  выражением Uoo KB )+ ;(5) где К - коэффициент, учитываюш,ий уменьшение амплитуды напр жени  нейтрали из-за вли ни  переходного сопротивлени  в месте замыкани ; В - амплитуда напр жени  URO. Напр жение поврежденной фазы источника равно UBO .,(6) Вектор напр жени  ОБО  вл етс , результатом вычитани  напр жений UBO и Uoo. Разделив выражение напр жени  UBO на напр жение Uoo, находим аргумент этого отношени , который равен углу ф , sin6oLit Р t cosSwt-Kr Из равенства (7) следует, что угол ф, принимаемый в качестве параметра регулировани  настройки реактора, зависит от степени расстройки V и времени t. На фиг. 3 приведены графики изменени  угла ф во времени при коэффициенте d 0,05 и дл  двух значений расстроек 0,15 - крива  25 и v 0,l - крива  26. При посто нной расстройке контура происходит изменение угла ф не только по величине , но и по знаку. Вектор UBO имеет собственную частоту, равную «Ь WO+ . бсо-КГ(бсосо5бш1+bsinScot) + 1+КГ ЧКЕ- -2cos6(ot) (8) Из выражени  (8) видно, что частота 1)в вектора напр жени  UBO зависит от степени расстройки; при V О, Ыв (1)0, ОХС СОо; при V О, СОб СОО, Ci) (00. Например, при параметрах сети d 0,05; К 0,95 через 0,02 с после обрыва дуги указанные частоты равны а)в 331,5 (0 289,5 с- дл  v 0,14 и ш 297,3 , ш 336,7 дл  v -0,15. Изменение частоты Шь во времени происходит в незначительных пределах, о чем свидетельствует приведенный график ф(1) (фиг. 3). Таким образом, в режиме перемежающегос  дугового замыкани  при использоваНИИ фазового угла в качестве параметра регулировани  фазоизмерительный орган должен реагировать на изменение частот входных сигналов дл  формировани  управл ющего сигнала с правильным знаком. Дл  повышени  чувствительности по углу в этом режиме производитс  преобразование частот входных сигналов с использованием фазочастотных характеристик фильтров 8 и 9, которые описываютс  выражением Ф,aгctgQ(|o).(9 Как было указано, частоты входных сигналов при любых расстройках различны, через один фильтр проходит сигнал, превышаюш ,ий резонансную частоту фильтра. равную угловой частоте сети (оо 314 с через другой - с частотой, меньшей резонансной частоты 0)0. В результате происходит увеличение фазового сдвига сигналов на выходах фильтров на величину фФ2. Чувствительность по углу, следовательно, точность настройки в рассматриваемом р.ежиме завис т только от добротности Q фильтров . Синусоидальные сигналы с выходов фильтров при помощи усилителей-ограничителей 10 и 11 преобразовываютс  в однопол рные пр моугольные импульсы с длительностью , равной половине периода следующих сигналов, по переднему фронту которых в формировател х 13 и 14 импульсов частотно-фазового компаратора 12 происходит выделение узких импульсов с крутым фронтом . Эти импульсы управл ют срабатыванием RS-триггеров 15 и 16. Если предположить, что импульс напр жени  на первом входе триггера 15 опережает импульс напр жени  на первом входе триггера 16,то в начале происходит срабатывание триггера 15. Он остаетс  в этом состо нии до тех пор, пока триггер 16 не переключитс  от поступающего импульса с формировател  14 импульсов. При этом, когда на инверсных выходах обоих триггеров оказываетс  состо ние логического нул , происходит возврат триггеров в первоначальное положение через элемент ИЛИ- НЕ 17. В результате на пр мом выходе триггера 15 образуетс  последовательность пр моугольных импульсов. В другом случае, когда входные импульсы триггера 16 опережают импульсы на входе триггера 15, последовательность пр моугольных импульсов образуетс  на пр мом выходе триггера 16. Длительность импульсов на пр мых выходах триггеров 15 и 16 равна интервалу между входными пр моугольными сигналами по переднему фронту на входах частотно-фазового компаратора. Таким образом, по вление последовательности пр моугольных импульсов на выходе любого триггера возможно только при опережающих импульсах на его входе, что позвол ет формировать управл ющие сигналы соответствующего знака при различных частотах входных сигналов в режиме перемежающегос  дугового замыкани . Например , если частота входных импульсов наthe voltage leads the UAO by + -2 ahead of the voltage. The voltage selection unit selects the linear voltage Od / d / s, which through the normally closed contacts of the switch and the phase shifter 4 is fed to one input of the adder. Phaser 4 rotates UAB / D / Z voltages to - | - providing the required UAO reference voltages in the normal mode. To the other input is a summation), the voltage of Ooo, described by the expression Yo Uv, (1) LNW + K, flows through the divider.) Where Ki is the asymmetry coefficient; V is the degree of contour detuning; d is the network damping coefficient; and arctan d between the vectors of stresses ydo and ooo. The adder produces an analog subtraction of two input voltages Odo and Ooo, forming the output voltage of IF-Ooo OJSC at the output. Thus, at the inputs of the phase-frequency filters, the voltages of JSC and Ooo are phase-shifted by an angle that depends on the degree of detuning and is equal to the argument of the ratio of expressions of the indicated voltages -c .. ± fci The occurrence of a phase-to-ground connection leads to the appearance the signal at the output of the mode determination unit, under the action of which the voltage selection unit enters into operation and selects the linear voltage between the phases free from the circuit, and the switch connects the input of the phase shifter 5 to the output of the block voltage selection, while disconnecting the input of the phase shifter 4. With a stable arc circuit of phase A (Fig. 2 b), the voltage UBt / Vy is set at the output of the voltage selection unit, the output of the phase shifter 5 is the voltage of the OJSC used as a reference and obtained by turning the vector UBC / VS on -} - j Similarly, the formation of a vector phase voltage source at the closure of phases B and C, only the voltage selection unit selects respectively the linear voltages OCA and OAB, which are reduced by a factor. Voltages of Ooo and OJSC come to the inputs of the adder through the divider, and the difference between the input voltages is distinguished at the output, equal to the voltage of the damaged phase relative to the earth of the OJSC. The divider reduces the voltage Uoo at one input of the adder, which is equivalent to an increase in the transient resistance at the fault site. As a result, even when the metal is closed, when the neutral voltage in the network is equal to the source voltage of the source, the output of the adder has a voltage that coincides in phase with the neutral voltage. Thus, the voltage at the fault location in the device is determined by measuring voltages with sufficient amplitude. The proposed technical solution has several advantages over the direct measurement of the indicated voltage against the background of higher harmonics at low transition resistances. In the area of resonance compensation settings, a failure in the operation of the device does not occur due to a decrease in sensitivity. In the metal ground circuit mode, various interlocks and a memory unit are not required to store the reactor inductance, since in this mode the voltage at the output of the adder, corresponding to the voltage at the damage site, is not zero, its value is set by the divider. In addition, the proposed device makes it possible to most effectively reduce the voltage on the neutral when the network is not full phase resulting from wire breakage and when the fuse of one phase of a feeder blows out, leading to an unacceptable increase in the voltage of asymmetry. In this case, the angle φ changes due to the phase mismatch of the artificial and longitudinal asymmetry voltage vectors, and the device leads the network away from the resonant mode. The voltages of the OJSC and Ooo at the inputs of the phase-frequency filters, depending on the degree of detuning, may have a phase shift equal to Ф arctg- (3) Comparative analysis (2) and (3) shows that the device’s angle sensitivity in the considered modes is almost the same, since it is known that in networks in accordance with the rules of technical operation, the value of the coefficient KU should not exceed 0.0075, and the coefficient d considerably exceeds K, it ranges from 0.03 to 0.1. To clarify the law of change in the phase angle φ in the mode of a moving arc circuit, consider Figs. 2c, where the voltage diagram is shown for the case of phase B damage. With each arc break at the location of the closure, free oscillations of the Ooo neutral voltage with the frequency wi and Voltage Ovo with the frequency wc occur. The OVO stress vector has forced oscillations with a frequency of 0) 0. The difference between the frequencies of free oscillations of the network voltage sho and neutral co is equal to sho (1 -Vl-V) (4) The voltage Uoo decreases exponentially, its initial value depends on the transient resistance at the location of the circuit and is described by the expression Uoo KB) +; (5 ) where K is the coefficient taking into account the decrease in the amplitude of the neutral voltage due to the influence of the transient resistance at the location of the circuit; B is the voltage amplitude URO. The voltage of the damaged phase of the source is UBO., (6) The voltage vector OBO is the result of subtracting the voltages UBO and Uoo. Dividing the voltage expression UBO by the voltage Uoo, we find the argument of this ratio, which is equal to the angle φ, sin6oLit Р t cosSwt-Kr Equality (7) implies that the angle φ, taken as a parameter to control the reactor tuning, depends on the degree of detuning V and time t. FIG. Figure 3 shows the graphs of the change in the angle φ over time with a coefficient d of 0.05 and for two detuning values of 0.15 - curve 25 and v 0, l - curve 26. With a constant detuning of the contour, the angle φ changes not only in magnitude, but also by sign The vector UBO has its own frequency, equal to «L WO +. bso-KG (bsoso5bsh1 + bsinScot) + 1 + KG Chke-2cos6 (ot) (8) From the expression (8) it can be seen that frequency 1) in the UBO voltage vector depends on the degree of detuning; when V Oh, LB (1) 0, OHS CSO; when V Oh, Sob SOO, Ci) (00. For example, with network parameters d 0.05; K 0.95 0.02 s after the arc was cut, the indicated frequencies are a) 331.5 (0 289.5 s for v 0.14 and w 297.3, w 336.7 for v -0.15. The change in the frequency of W in time occurs within insignificant limits, as evidenced by the given graph f (1) (Fig. 3). Thus, in the intermittent arc closure mode, when using the phase angle as the control parameter, the phase-measuring organ must respond to changes in the frequency of the input signals in order to form a control signal with a correct In order to increase the sensitivity of the angle in this mode, the frequencies of the input signals are converted using the phase-frequency characteristics of filters 8 and 9, which are described by the expression F, agctgQ (| o). (9 As mentioned, the frequencies of the input signals for any detuning are different, through one filter passes a signal exceeding the resonant frequency of the filter equal to the angular frequency of the network (oo 314 s through the other - with a frequency lower than the resonant frequency 0) 0. As a result, an increase in the phase shift of the signals at the filter outputs by the value of fF2 occurs. The sensitivity of the angle, therefore, the accuracy of the setting in the considered river depends only on the quality factor of the Q filters. The sinusoidal signals from the filter outputs are converted by using limiting amplifiers 10 and 11 into unipolar rectangular pulses with a duration equal to half the period of the following signals, on the leading edge of which, in the former 13 and 14 pulses of the frequency-phase comparator 12, narrow pulses are produced with steep front. These pulses control the triggering of the RS-flip-flops 15 and 16. If we assume that the voltage pulse at the first input of the trigger 15 is ahead of the voltage pulse at the first input of the trigger 16, then at the beginning the trigger 15 is triggered. until the trigger 16 is switched from the incoming pulse from the driver 14 pulses. In this case, when the inverse outputs of both triggers are in a logical zero state, the triggers return to their original position through the element ILI 17. As a result, a sequence of square impulses is formed at the direct output of trigger 15. In another case, when the input pulses of the trigger 16 are ahead of the pulses at the input of the trigger 15, a sequence of rectangular pulses is formed at the forward output of the trigger 16. The pulse duration at the direct outputs of the triggers 15 and 16 is equal to the interval between the input rectangular signals on the leading edge at the inputs frequency phase comparator. Thus, the appearance of a sequence of rectangular pulses at the output of any trigger is possible only with leading pulses at its input, which makes it possible to generate control signals of the corresponding sign at different frequencies of the input signals in the intermittent arc closure mode. For example, if the frequency of the input pulses is

входе триггера 15 больше частоты импульсов на входе триггера 16, то последовательность пр моугольных импульсов имеетс  только иа выходе триггера 15 и наоборот, если частота импульсов на входе триггера 16 больше частоты импульсов на входе триггера 15, то пр моугольные импульсы образуютс  только на выходе триггера 16.the input of the trigger 15 is greater than the frequency of the pulses at the input of the trigger 16, then the sequence of rectangular pulses is only at the output of the trigger 15 and vice versa, if the frequency of the pulses at the input of the trigger 16 is greater than the frequency of the pulses at the input of the trigger 15, then the rectangular pulses are generated only at the output of the trigger 16 .

Блок 18 задержки позвол ет осушествить зону нечувствительности по фазе, обеспечива  устойчивую работу устройства при несимметрии фазных напр жений. Сигналы с пр мых выходов триггеров 15 и 16 поступают на первые входы элементов И-НЕ 19 и 20 и на входы блока задержки, с выхода которого сигнал подаетс  на вторые входы указанных элементов И-НЕ. Переключение элементов И-НЕ происходит только при превышении длительности импульсов на выходах триггеров ширины зоны нечувствительности блока задержки.The delay unit 18 allows the deadband to phase out, ensuring stable operation of the device when the phase voltages are unbalanced. The signals from the direct outputs of the flip-flops 15 and 16 are fed to the first inputs of the AND-HE elements 19 and 20 and to the inputs of the delay unit, from the output of which the signal is fed to the second inputs of the specified AND-NOT elements. The switching of the NAND elements occurs only when the pulse duration at the outputs of the triggers of the deadband width of the delay unit is exceeded.

Сигналы с выходов элементов И-НЕ следуют на дифференциальный усилитель 21, который в зависимости от того, на каком выходе триггеров имеетс  последовательность пр моугольных импульсов, формирует выходной сигнал соответствующего знака. При наличии сигнала на пр мом выходе триггера 15 знак выходного сигнала усилител  отрицательный , а при наличии сигнала на пр мом выходе триггера 16 - положительный.The signals from the outputs of the NAND elements follow to the differential amplifier 21, which, depending on the output of the flip-flops, has a sequence of square-wave pulses, generates the output signal of the corresponding sign. If there is a signal at the direct output of the trigger 15, the sign of the output signal of the amplifier is negative, and if there is a signal at the direct output of the trigger 16, it is positive.

Если отсутствует фазовый сдвиг между сигналами на входах частотно-фазового компаратора , что соответствует резонансному режиму сети, сигнал на его выходе равен нулю.If there is no phase shift between the signals at the inputs of the frequency-phase comparator, which corresponds to the resonant mode of the network, the signal at its output is zero.

При возникновении расстройки в любых режимах электрической сети частотно-фазовой компаратор формирует выходные импульсы с правильным знаком, поступающие на интегрирующий усилитель 22, который, воздейству  на блок управлени  реактором, измен ет его индуктивность до тех пор, пока расстройка контура не станет равной нулю.When a detuning occurs in any electrical network conditions, the frequency phase comparator generates output pulses with the correct sign to the integrating amplifier 22, which, acting on the reactor control unit, changes its inductance until the detuning circuit becomes zero.

Изобртетение расшир ет функциональные возможности устройства, а именно возможно его использование дл  автоматической компенсации не только в нормальном режиме и при устойчивых горени х дуги, но и при возникновении режима перемещающейс  дуги дл  автоматического снижени  напр жени  на нейтрали в нормальном режиме при неполнофазных режимах сети, повышаетс  точность настройки в режиме замыкани  в области резонансных настроек компенсации и обеспечиваетс  его устойчива  работа во всех режимах сети.The invention extends the functionality of the device, and it is possible to use it for automatic compensation not only in normal mode and with steady arcing, but also when a moving arc mode occurs to automatically reduce the neutral voltage in normal mode in non-full-phase network modes, it increases the tuning accuracy in the closure mode in the region of the resonant compensation settings and ensures its stable operation in all network modes.

Определение напр жени  в месте повреждени  путем измерений двух напр жений досстаточной амплитуды с испоьзованием делител  и сумматора, применение фазочастотных фильтров, позвол ющих преобразовать частоты входных сигналов при обрыве дуги в фазовый угол, в качестве фазоизмерительного органа частотно-фазового компаратора позвол ют реализовать устройства автоматической настройки реакторов с изменением только одного фазового угла с одним каналом регулировани  без применени  функциональных преобразователей и блоков пам ти к интегрирующему усилителю, дл  запоминани  индуктивности реактора, что приводит к упрощению, удешевлению и повышению надежности функционирован 1  устройства . Кроме того, устройства, работа которых основана на принципе измерени  фазовых характеристик сети, обладают высокой помехоустойчивостью и быстродействием. Применение предлагаемого устройства автоматической настройки, функциониру5 ющего во всех режимах электрической сети, позвол ет повысить эффективность компенсации емкостных токов и в целом надежность системы электроснабжени  потребителей .Determining the voltage at the fault site by measuring two voltages of sufficient amplitude using a splitter and adder, using phase-frequency filters to convert the frequencies of the input signals when the arc breaks into a phase angle, as the phase-measuring unit of the frequency-phase comparator allows you to implement automatic tuning devices reactors with changing only one phase angle with one control channel without using functional converters and memory blocks Greer amplifier, for storing the inductance of the reactor, which leads to a simplification, reduction in price and increase device 1 reliably. In addition, devices whose operation is based on the principle of measuring the phase characteristics of a network have high noise immunity and speed. The use of the proposed automatic tuning device, which operates in all modes of the electrical network, improves the efficiency of compensation of capacitive currents and, in general, the reliability of the power supply system of consumers.

Claims (2)

1. Устройство дл  автоматической компенсации емкостного тока однофазного замыкани  на землю, содержащее блок определени  режима сети, св занный с управл ющими входами блока выбора напр жений и переключател , два фазовращател , первый фазочастотный фильтр, соединенный с входом первого усилител -ограничител , второй усилитель-ограничитель, интегрирующий усилитель, выход которого через блок управлени  соединен с дугогас щим реактором, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности настройки реактора и расширени  функциональных возможностей , оно снабжено делителем, сумматором , вторым фазочастотным фильтром, частотно-фазовым компаратором, причем вход делител  подключен к выводу дл  подключени  напр жени  нейтрали, а выход - К первому входу сумматора и через фазочастотный фильтр н усилитель-ограничитель к первому входу частотно-фазового компаратора, второй вход сумматора подключен к выходам фазовращателей, входы которых св заны с выходами переключател , выход сумматора подключен к входу второго фазочастотного фильтра, соединенного через второй усилитель-ограничитель с вторым входом частотно-фазового компаратора , выход которого св зан с интегрирущим усилителем.1. A device for automatic compensation of a capacitive current of a single-phase earth fault, containing a network mode detection unit, connected to the control inputs of the voltage selector unit and a switch, two phase shifters, a first phase-pass filter connected to the input of the first amplifier-limiter, a second amplifier a limiter, an integrating amplifier, the output of which is connected to an arc-suppressing reactor through a control unit, characterized in that, in order to improve the accuracy of the reactor tuning and to expand the functional Possibilities, it is equipped with a divider, adder, second phase-frequency filter, frequency-phase comparator, the divider input is connected to the output for connecting the neutral voltage, and the output - to the first input of the adder and through the phase filter n the limiting amplifier to the first input of the frequency-phase the comparator, the second input of the adder is connected to the outputs of the phase shifters, the inputs of which are connected to the outputs of the switch, the output of the adder is connected to the input of the second phase-pass filter connected via the second amplifier anichitel to a second input of frequency-phase comparator, whose output is coupled to integriruschim amplifier. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что частотно-фазовый компаратор содержит два формировател  импульсов, два срабатывающих по фронту триггера, логиеский элемент ИЛИ-НЕ, блок задержки,2. The device according to claim 1, characterized in that the frequency-phase comparator contains two pulse makers, two triggers on the front of the trigger, a logical element OR NOT, a delay unit, два логических элемента И-НЕ и дифференциальный усилитель, причем первые входы триггеров подключены к выходам формирователей импульсов, а вторые - к выходуtwo logical elements AND-NOT and a differential amplifier, the first inputs of the flip-flops are connected to the outputs of the pulse shapers, and the second - to the output элемента ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с инверсными выходами триггеров, первые входы элементов И-НЕ подключены к пр мым выходам триггеров и входам блока задержки, выход которого соединенthe element OR NOT, whose inputs are connected to the inverse outputs of the trigger, the first inputs of the elements AND-NOT are connected to the direct outputs of the triggers and the inputs of the delay unit whose output is connected с вторыми входами элементов И-НЕ, выходы элементов И-НЕ подключены к входам дифференциального усилител , а входы формирователей импульсов  вл ютс  входами частотно-фазового компаратора.With the second inputs of the NAND elements, the outputs of the NAND elements are connected to the inputs of the differential amplifier, and the inputs of the pulse formers are the inputs of the frequency-phase comparator. 2525 2626
SU853895135A 1985-05-17 1985-05-17 Device for automatic compensating of capacitive current of one-phase earth leakage SU1265914A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853895135A SU1265914A1 (en) 1985-05-17 1985-05-17 Device for automatic compensating of capacitive current of one-phase earth leakage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853895135A SU1265914A1 (en) 1985-05-17 1985-05-17 Device for automatic compensating of capacitive current of one-phase earth leakage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1265914A1 true SU1265914A1 (en) 1986-10-23

Family

ID=21177135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853895135A SU1265914A1 (en) 1985-05-17 1985-05-17 Device for automatic compensating of capacitive current of one-phase earth leakage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1265914A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537973C1 (en) * 2014-01-09 2015-01-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Device for current limitation of single line-to-ground fault in electric mains

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 5646801, кл. Н 02 Н 9/08, 1975. Авторское свидетельство СССР № 995199, кл. Н 02 Н 9/08, 1981. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537973C1 (en) * 2014-01-09 2015-01-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Device for current limitation of single line-to-ground fault in electric mains

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4821137A (en) Positive sequence distance relay for AC power transmission line protection
CA1056909A (en) Apparatus for localization of a line fault
SU1265914A1 (en) Device for automatic compensating of capacitive current of one-phase earth leakage
US4161688A (en) Cable fault locating apparatus having an earth current canceller
SU1617527A2 (en) Device for automatic setting up of arc-extinguishing reator in single-phase ground fault in networks
SU1197001A1 (en) Device for compensating capacitance current of one=phase earth leakage
US7768241B2 (en) Device for adjusting the impedance of a high voltage line supplying an alternating current
SU1367096A1 (en) Apparatus for automatic adjustment of arc-extinguishing reactor in single-phase earthing mode of network
SU1185489A1 (en) Device for automatic adjustment of arc-quenching reactor
SU1053213A1 (en) Device for automatic adjustment of arc control reactors with discretely varying inductance
SU1385179A1 (en) Device for protecting against ground fault in mains with insulated neutral
SU866633A1 (en) Device for automatic compensating for capacitive currents of single-phase earthing in electric network
SU1185474A1 (en) Device for determining faulted line under single-phase earth leakage in isolated neutral system
SU905937A1 (en) Device for compensating for fault-to-earth current in shaft networks
SU811402A1 (en) Device for automatic adjusting of arc-extinguishing reactor
SU995199A1 (en) Single-phase earthing capacitive current automatic compensating device
SU1084922A2 (en) Device for distance protection of electric power lines against asymmetrical earth leakage
SU1046840A1 (en) Versions of method of automatic adjustment of arc-quencning reactor for compensation of capacitive fault-to-earth currents
SU1370698A2 (en) Apparatus for automatic tuning of arc-extinguishing reactors
SU1029299A1 (en) Device for emergency operation protecting 6-35kv distributing network
SU1195275A1 (en) Apparatus for determining sign of phase difference
RU1815759C (en) Resonant electric filter with automatic adjustment
SU1193766A1 (en) Synchronous detector
SU658644A1 (en) Earth-circuit incorporating device for determining mains faulty phase
SU1050031A1 (en) Device for determining electric mains condition