RU2613656C1 - Compensation-balun - Google Patents
Compensation-balun Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613656C1 RU2613656C1 RU2016111829A RU2016111829A RU2613656C1 RU 2613656 C1 RU2613656 C1 RU 2613656C1 RU 2016111829 A RU2016111829 A RU 2016111829A RU 2016111829 A RU2016111829 A RU 2016111829A RU 2613656 C1 RU2613656 C1 RU 2613656C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- network
- reactor
- compensation
- phase
- current
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к защите электрических линий от аварий, а именно к автоматической компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях 6-10 кВ с нейтралью, заземленной через регулируемый дугогасящий реактор, а также в сетях с комбинированным заземлением нейтрали с аналогичным дугогасящим реактором, при этом изобретение может быть использовано для автоматической настройки индуктивности дугогасящего реактора фазовым методом в резонанс с емкостью распределительной сети и для компенсации естественной несимметрии сети в штатном режиме работы сети.The invention relates to the protection of electrical lines from accidents, namely, to automatically compensate for capacitive earth fault currents in networks of 6-10 kV with neutral, grounded through an adjustable arc suppression reactor, as well as in networks with combined neutral grounding with a similar arc suppression reactor, the invention can be used to automatically adjust the inductance of the arcing reactor by the phase method in resonance with the capacity of the distribution network and to compensate for the natural asymmetry of the network in a standard bench of the network.
В устройствах защиты высоковольтных линий электропередач от однофазных замыканий на землю для компенсации емкостных токов замыкания на землю используют подключенный последовательно к нейтрали сети дугогасящий реактор, который настраивают в резонанс с контуром нулевой последовательности сети в отсутствии однофазного замыкания на землю. Наиболее точным и универсальным является фазовый метод настройки, который требует создания искусственного смещения нейтрали. Однако в штатном режиме работы сети всегда присутствует смещение нейтрали, обусловленное естественной несимметрией сети из-за различного расположения проводов на опорах, неравномерного распределения по фазам конденсаторов для защиты вращающихся машин, конденсаторов связи и прочей работы технологического оборудования. В результате, при резонансной настройке реактора может возникнуть ситуация, когда суммарное напряжение смещения нейтрали превышает допустимые значения, что неблагоприятно сказывается на изоляции сети, а также приводит к сбою работы автоматики устройства компенсации емкостных токов замыкания на землю.In devices for protecting high-voltage power lines from single-phase earth faults, to compensate for capacitive earth fault currents, an arc suppression reactor connected in series to the neutral of the network is used, which is tuned in resonance with the zero-sequence circuit of the network in the absence of a single-phase earth fault. The most accurate and universal is the phase adjustment method, which requires the creation of an artificial neutral bias. However, in the normal mode of operation of the network, there is always a neutral offset due to the natural asymmetry of the network due to the different arrangement of wires on the supports, uneven distribution of the capacitors in phases to protect rotating machines, communication capacitors and other work of technological equipment. As a result, during resonant tuning of the reactor, a situation may arise when the total neutral bias voltage exceeds the permissible values, which adversely affects the insulation of the network, and also leads to a malfunction of the automation of the device for compensating capacitive currents of earth faults.
Кроме того, в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации...», распределительные электрические сети имеют такие параметры, какIn addition, in accordance with the "Rules for the technical operation of power plants and networks of the Russian Federation ...", distribution electric networks have parameters such as
допустимый для данной сети максимальный кратковременный уровень смещения нейтрали (до двух часов)permissible for this network maximum short-term level of neutral bias (up to two hours)
и допустимый длительный максимальный уровень смещения нейтрали, который меньше в два раза допустимого кратковременного максимального уровня (Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации / Министерство топлива и энергетики РФ, РАО «ЕЭС России», М.: СПО ОГРЭС, 1996, с. с. 280-287, далее ПТЭ).and the permissible long-term maximum level of neutral displacement, which is less than half the permissible short-term maximum level (Rules for the technical operation of power plants and networks of the Russian Federation / Ministry of Fuel and Energy of the Russian Federation, RAO "UES of Russia", M .: SPO OGRES, 1996, p. S. 280-287, hereinafter PTE).
Превышение напряжения смещения нейтрали допустимого значения и смещение нейтрали сверх допустимого времени приводит к повышению напряжения на отдельных фазах, что неблагоприятно сказывается на изоляции и кроме того создает большие помехи в работе линий связи, расположенных вблизи линий электропередачи (Ф.Л. Коган «Пособие для изучения правил эксплуатации электрических станций и сетей», с. 282).Exceeding the neutral bias voltage of the acceptable value and the neutral bias beyond the permissible time leads to an increase in voltage in individual phases, which adversely affects insulation and also creates great interference with the operation of communication lines located near power lines (F.L. Kogan "Study Guide rules of operation of electric stations and networks ”, p. 282).
Возникает задача снижения напряжения естественной несимметрии сети 3U0ecт для обеспечения штатного режима работы дугогасящего реактора.The problem arises of reducing the voltage of the natural asymmetry of the network 3U 0 ect to ensure the normal operation of the arcing reactor.
Наиболее близким к предлагаемому является компенсационно-симметрирующее устройство (СССР, авторское свидетельство №905939, H02J 3/18, 15.02.82). Устройство содержит регулируемый дугогасящий реактор, обеспечивающий компенсацию емкостных токов замыкания на землю, и устройство компенсации естественной несимметрии сети, представляющее собой трехфазный трансформатор с несимметричным числом витков вторичных фазных обмоток, подключенных к фазам сети. Дугогасящий реактор подключен к нейтрали сети через нейтраль первичных обмоток трехфазного трансформатора с несимметричным числом витков вторичных фазных обмоток. Известное компенсационно-симметрирующее устройство реализует фазовый способ симметрирования сети, в соответствии с которым снижают фазное напряжение на величину естественной несимметрии сети. Несимметрию фаз трансформатора выбирают в соответствии со средним вектором напряжения естественной несимметрии данной сети, который предварительно определяют исходя из величин и углов сдвига векторов естественной несимметрии данной электрической сети при различных практических режимах.Closest to the proposed is a compensation-balancing device (USSR, copyright certificate No. 905939,
Прежде всего, недостатком известного устройства является неизменность его параметров. Это не позволяет регулировать напряжение смещения нейтрали при вероятностном характере естественной несимметрии токов в электрической сети, что, в свою очередь, снижает надежность работы автоматики компенсирующих устройств, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора. Кроме того, в случае необходимости коррекции требуется отключение от сети дугогасящего реактора для замены трансформатора, что усложняет известный способ.First of all, the disadvantage of the known device is the immutability of its parameters. This does not allow you to adjust the neutral bias voltage with the probabilistic nature of the natural asymmetry of the currents in the electric network, which, in turn, reduces the reliability of the automation of compensating devices using the phase or amplitude principle of setting the arc suppression reactor. In addition, if correction is necessary, disconnection of the arc suppression reactor from the network is required to replace the transformer, which complicates the known method.
При этом, поскольку несимметрию фаз трансформатора выбирают предварительно в соответствии со средним вектором напряжения несимметрии данной сети, т.е. для каждого конкретного случая, то это требует для каждого конкретного случая изготовления нового оборудования. Кроме того изготовление самого трансформатора представляет собой сложный процесс, так как несимметрию фаз трансформатора выбирают в соответствии со средним вектором напряжения несимметрии сети, который определяют исходя из величин и углов сдвига векторов несимметрии данной электрической сети при различных практических режимах. Все это также усложняет устройство и лишает его универсальности. Кроме того, неизменность параметров симметрирующего трансформатора, использование усредненных параметров различных сетей, отсутствие визуального контроля при выполнении операции компенсации естественной несимметрии сети не позволяют оценить реальную величину компенсации естественной несимметрии сети, что снижает точность и достоверность результатов компенсации.Moreover, since the asymmetry of the phases of the transformer is pre-selected in accordance with the average voltage vector of the asymmetry of this network, i.e. for each specific case, this requires for each specific case the manufacture of new equipment. In addition, the manufacture of the transformer itself is a complex process, since the asymmetry of the phases of the transformer is chosen in accordance with the average voltage vector of the asymmetry of the network, which is determined based on the values and angles of the shift of the asymmetry vectors of the given electrical network under various practical conditions. All this also complicates the device and deprives it of versatility. In addition, the immutability of the parameters of the balancing transformer, the use of the averaged parameters of various networks, the lack of visual control when performing the operation of compensating for the natural asymmetry of the network do not allow us to estimate the real value of the compensation of the natural asymmetry of the network, which reduces the accuracy and reliability of the compensation results.
Кроме того, при фазовом способе симметрирования сети величина смещения нейтрали находится в линейной зависимости от величины изменения фазного напряжения. Поскольку несимметрию фаз трансформатора выбирают в соответствии со средним вектором напряжения естественной несимметрии данной сети, это не исключает возможность увеличения напряжения смещения на нейтрали до недопустимых значений, снижает стабильность напряжения смещения нейтрали, приводит к сбою работу автоматики устройства компенсации емкостных токов замыкания на землю, снижает надежность работы автоматики компенсирующего устройства.In addition, with the phase method of network balancing, the magnitude of the neutral offset is linearly dependent on the magnitude of the change in phase voltage. Since the asymmetry of the phases of the transformer is selected in accordance with the average voltage vector of the natural asymmetry of this network, this does not exclude the possibility of increasing the bias voltage on the neutral to unacceptable values, reduces the stability of the bias voltage of the neutral, leads to a malfunction in the automation of the device for compensating capacitive currents to earth, reduces reliability work automation compensating device.
Предлагаемое изобретение решает задачу создания компенсационно-симметрирующего устройства, осуществление которого обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании универсального устройства, позволяющего без доработки устройства выполнять компенсацию токов естественной несимметрии сети в широком диапазоне их изменения; в возможности текущего регулирования токов естественной несимметрии сети без отключения от сети дугогасящего реактора; в повышении точности и достоверности результатов компенсации; в повышения стабильности напряжения смещения нейтрали и обеспечения устойчивого характера работы автоматики в устройствах для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора.The present invention solves the problem of creating a compensation-balancing device, the implementation of which ensures the achievement of a technical result, which consists in creating a universal device that allows without compensation of the device to compensate for the currents of the natural asymmetry of the network in a wide range of their changes; in the possibility of current regulation of the currents of the natural asymmetry of the network without disconnecting the arc suppression reactor from the network; to increase the accuracy and reliability of compensation results; to increase the stability of the neutral bias voltage and ensure the stable nature of the operation of automation in devices for automatically compensating for the capacitive earth fault current using the phase or amplitude principle for setting the arc suppression reactor.
Сущность заявленного изобретения состоит в том, что в компенсационно-симметрирующем устройстве, содержащем регулируемый дугогасящий реактор, подключенный к нейтрали трехфазной сети, и устройство компенсации несимметрии сети, новым является то, что дугогасящий реактор выполнен с вторичными обмотками: управляющей и сигнальной, при этом выход устройства компенсации несимметрии сети подключен к управляющей обмотке дугогасящего реактора, а вход подключен к нулевому проводу и к фазам «А», «В», «С» сети собственных нужд 380 В, 50 Гц, кроме того, устройство компенсации несимметрии сети содержит узел выбора фаз, первый и второй трансформаторы гальванической развязки, первый и второй регуляторы тока, выполненные с возможностью фиксации значения тока на выходе, при этом входы фаз «А», «В», «С» узла выбора фаз подключены соответственно к входу устройства, первый и второй выходы узла выбора фаз подключены соответственно к первичным обмоткам первого и второго трансформаторов гальванической развязки, вторичные обмотки которых подключены соответственно к входам первого и второго регуляторов тока, выходы которых соединены и подключены к выходу устройства. Кроме того, первый и второй регуляторы тока выполнены идентичными и содержат n параллельных RC - цепей и тумблеры, по числу RC - цепей, первые выводы которых соединены между собой и подключены к выходу регулятора тока, а вторые выводы подключены к соответствующим тумблерам, которые разомкнутыми контактами соединены между собой и подключены к входу регулятора тока.The essence of the claimed invention lies in the fact that in a compensation-balancing device containing an adjustable arc suppression reactor connected to the neutral of a three-phase network, and a device for compensating the asymmetry of the network, it is new that the arc suppression reactor is made with secondary windings: control and signal, while the output network asymmetry compensation devices are connected to the control winding of the arcing reactor, and the input is connected to the neutral wire and to the phases "A", "B", "C" of the auxiliary network 380 V, 50 Hz, in addition, the network asymmetry compensation device comprises a phase selection unit, first and second galvanic isolation transformers, first and second current regulators, configured to fix the current value at the output, while the phase inputs “A”, “B”, “C” of the phase selection unit are connected respectively, to the input of the device, the first and second outputs of the phase selection node are connected respectively to the primary windings of the first and second transformers of galvanic isolation, the secondary windings of which are connected respectively to the inputs of the first and second regulators Yator current whose outputs are joined and connected to the output device. In addition, the first and second current controllers are identical and contain n parallel RC circuits and toggle switches, according to the number of RC circuits, the first conclusions of which are interconnected and connected to the output of the current regulator, and the second conclusions are connected to the corresponding toggle switches, which are open contacts interconnected and connected to the input of the current regulator.
Заявленный технический результат достигается следующим образом.The claimed technical result is achieved as follows.
Существенные признаки формулы изобретения: «Компенсационно-симметрирующее устройство, содержащее регулируемый дугогасящий реактор, подключенный к нейтрали трехфазной сети, и устройство компенсации естественной несимметрии сети,…» являются неотъемлемой частью заявленного устройства и обеспечивают возможность его осуществления, а, следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата.The essential features of the claims: "Compensation-balancing device containing an adjustable arc suppression reactor connected to the neutral of a three-phase network, and a device for compensating for the natural asymmetry of the network, ..." are an integral part of the claimed device and provide the possibility of its implementation, and, therefore, achieve the claimed technical result.
Выполнение управляемого дугогасящего реактора с управляющей обмоткой обеспечивает возможность воздействия на электрический режим контура нулевой последовательности. Введение в реактор сигнальной обмотки обеспечивает возможность визуального контроля напряжения смещения нейтрали в зависимости от настройки дугогасящего реактора.The execution of a controlled arc suppression reactor with a control winding provides the possibility of influencing the electrical mode of the zero sequence circuit. The introduction of a signal winding into the reactor provides the ability to visually control the neutral bias voltage, depending on the setting of the arcing reactor.
Заявленное устройство работает в ручном режиме. Поскольку дугогасящий реактор подключен к нейтрали сети, то в отсутствии однофазного замыкания на землю при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали через реактор протекает ток, обусловленный наличием естественной несимметрии сети. В результате обеспечивается возможность настройки реактора вручную в резонанс с контуром нулевой последовательности при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали.The claimed device operates in manual mode. Since the arcing reactor is connected to the neutral of the network, in the absence of a single-phase earth fault when the source of artificial neutral bias is switched off, a current flows through the reactor due to the presence of natural asymmetry of the network. As a result, it is possible to manually adjust the reactor in resonance with the zero sequence circuit when the source of artificial neutral bias is switched off.
Поскольку настройку дугогасящего реактора в резонанс выполняют при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, то полученное максимальное значение напряжения смещения нейтрали 3U01 обусловлено наличием естественной несимметрии сети. Из этого следует, что в заявленном компенсационно-симметрирующем устройстве критерием достижения компенсации естественной несимметрии сети является снижение естественной несимметрии сети до величины, при которой напряжение смещения нейтрали находится в пределах значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали.Since the arcing reactor is tuned to resonance when the source of artificial neutral bias is switched off, the obtained maximum value of the neutral
В заявленном компенсационно-симметрирующем устройстве для формирования тока компенсации естественной несимметрии сети используют трехфазную сеть переменного тока напряжением 380 В 50 Гц, используемую для собственных нужд, что упрощает устройство. При этом, поскольку устройство компенсации естественной несимметрии сети подключено выходом к управляющей обмотке дугогасящего реактора, а входом - к фазам «А», «В», «С» сети собственных нужд 380 В, 50 Гц и к нулевому проводу, то это позволяет при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, используя ток той или иной фазы сети путем введения его через управляющую обмотку дугогасящего реактора в контур нулевой последовательности, снизить напряжение смещения нейтрали обусловленное естественной несимметрией сети, до допустимых значений.In the claimed compensation-balancing device for forming the current compensation for the natural asymmetry of the network using a three-phase AC voltage of 380 V 50 Hz, used for own needs, which simplifies the device. Moreover, since the device for compensating for the natural asymmetry of the network is connected by the output to the control winding of the arcing reactor, and by the input to the phases “A”, “B”, “C” of the auxiliary supply network 380 V, 50 Hz and to the neutral wire, this allows for disconnected source of artificial neutral bias, using the current of one or another phase of the network by introducing it through the control winding of the arcing reactor into the zero sequence circuit, reduce the neutral bias voltage due to the natural asymmetry of the network to acceptable Achen.
Узел выбора фаз, благодаря заявленным связям между составляющими устройства компенсации естественной несимметрии сети, обеспечивает возможность выбора фазы в сети, используемой для собственных нужд, и подключения выбранной фазы к управляющей обмотке реактора через регулятор тока.The phase selection node, due to the claimed connections between the components of the natural network asymmetry compensation device, provides the ability to select the phase in the network used for own needs and to connect the selected phase to the control winding of the reactor through the current regulator.
Подключение фазы сети к управляющей обмотке реактора через регулятор тока обеспечивает возможность формирования в управляющей обмотке реактора электрического тока, управляемого по амплитуде. Поскольку при подключении фаза напряжения сети изменяется дискретно (А, В или С), то в совокупности, в управляющей обмотке реактора формируется ток с регулируемыми амплитудой и фазой, что позволяет изменять величину напряжения смещения нейтрали, обусловленную наличием естественной несимметрии сети, до значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. При этом изменение напряжения смещения нейтрали, обусловленного естественной несимметрией сети, не до нуля, а до значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, позволяет в устройствах для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора, с предварительно настроенным реактором посредством заявленного устройства, отслеживать количественные изменения естественной несимметрии сети по амплитуде и фазе в реальном масштабе времени, фиксировать ее увеличение по отношению к выбранному допустимому диапазону значений и формировать сигнал для ручной подстройки реактора заявленным компенсационно-симметрирующим устройством. При этом диапазон значений напряжения смещения нейтрали, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, определяется чувствительностью устройства автоматики.The connection of the network phase to the control winding of the reactor through the current regulator provides the possibility of generating an amplitude controlled electric current in the control winding of the reactor. Since when connecting the phase of the network voltage changes discretely (A, B or C), in aggregate, a current with adjustable amplitude and phase is formed in the control winding of the reactor, which allows you to change the value of the neutral bias voltage, due to the presence of natural asymmetry of the network, to values that are permissible with the source of artificial neutral bias disabled. In this case, a change in the neutral bias voltage due to the natural asymmetry of the network, not to zero, but to values acceptable when the source of artificial neutral bias is turned off, allows devices for automatic compensation of capacitive earth fault currents using the phase or amplitude principle of setting the arc suppression reactor, s a pre-configured reactor by means of the claimed device, to monitor quantitative changes in the natural asymmetry of the network in amplitude and phase in real m time scale, record its increase with respect to the selected allowable range of values and generate a signal for manual adjustment of the reactor by the claimed compensation-balancing device. In this case, the range of neutral bias voltage values, acceptable when the source of artificial neutral bias is turned off, is determined by the sensitivity of the automation device.
Наличие второго регулятора тока, а также благодаря тому, что выходы регуляторов тока соединены, обеспечивают возможность формирования через управляющую обмотку реактора суммарного тока двух фаз сети, используемой для собственных нужд. Это позволяет путем формирования суммарного тока, варьируя посредством соответствующего регулятора тока значениями протекающего тока через каждую фазу, формировать суммарный ток фаз, протекающий через управляющую обмотку реактора, обеспечивающий формирование на сигнальной обмотке реактора значение 3Uo в диапазоне допустимых значений при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали.The presence of a second current regulator, and also due to the fact that the outputs of the current regulators are connected, make it possible to form, through the control winding of the reactor, the total current of two phases of the network used for own needs. This allows, by forming the total current, varying by means of the corresponding current controller, the values of the flowing current through each phase, to form the total phase current flowing through the control winding of the reactor, ensuring the formation of a 3Uo value on the reactor signal winding in the range of acceptable values with the source of artificial neutral bias disabled.
Возможность использования суммарного тока фаз расширяет диапазон компенсируемых устройством значений смещения нейтрали, обусловленных естественной несимметрией сети, что придает заявленному устройству универсальность, так как позволяет использовать заявленное устройство без дополнительной доработки для компенсации токов естественной несимметрии сети в широком диапазоне.The ability to use the total phase current expands the range of neutral bias compensated by the device due to the natural asymmetry of the network, which gives the claimed device universality, since it allows the use of the claimed device without additional refinement to compensate for the currents of natural asymmetry of the network in a wide range.
Подключение фаз используемой сети к регуляторам тока через соответствующие первый и второй трансформаторы гальванической развязки обеспечивает гальваническую развязку между входными и выходными цепями устройства компенсации естественной несимметрии сети.The connection of the phases of the network used to the current regulators through the corresponding first and second transformers of galvanic isolation provides galvanic isolation between the input and output circuits of the device for compensating for the natural asymmetry of the network.
Выполнение первого и второго регуляторов тока идентичными упрощает устройство. Набор n параллельных RC - цепей и тумблеры, по числу RC - цепей, первые выводы которых соединены между собой и подключены к выходу регулятора тока, а вторые выводы подключены к соответствующим тумблерам, которые разомкнутыми контактами соединены между собой и подключены к входу регулятора тока, позволяет, варьируя подключениями RC - цепей, т.е. варьируя нагрузкой фаз сети при формировании тока через управляющую обмотку дугогасящего реактора, добиться допустимого значения напряжения смещения нейтрали, а, следовательно, добиться снижения естественной несимметрии сети. При этом наличие тумблеров обеспечивает возможность фиксации настройки регулятора тока. В результате управляющая обмотка реактора остается подключенной к выбранной фазе сети, используемой для собственных нужд, ток фазы которой имеет фиксированное значение, что сохраняет достигнутое снижение естественной несимметрии сети до следующей подстройки реактора.Making the first and second current regulators identical simplifies the device. A set of n parallel RC circuits and toggle switches, according to the number of RC circuits, the first conclusions of which are connected to each other and connected to the output of the current regulator, and the second conclusions are connected to the corresponding toggle switches, which are open contacts connected to each other and connected to the input of the current regulator, allows , varying the connections of RC - circuits, i.e. by varying the load of the network phases during the formation of the current through the control winding of the arcing reactor, to achieve an acceptable value of the neutral bias voltage, and, therefore, to reduce the natural asymmetry of the network. Moreover, the presence of toggle switches provides the ability to fix the settings of the current regulator. As a result, the control winding of the reactor remains connected to the selected phase of the network used for auxiliary needs, the phase current of which has a fixed value, which preserves the achieved decrease in the natural asymmetry of the network until the next adjustment of the reactor.
Резистор RC - цепи ограничивает токи заряда и разряда конденсатора.The RC resistor limits the charge and discharge currents of the capacitor.
Из вышеизложенного следует, что заявленное компенсационно-симметрирующее устройство, охарактеризованное заявленной формулой изобретения, обеспечивает возможность компенсации естественной несимметрии сети путем контролируемого снижения ее до величины, при которой напряжение смещения нейтрали, обусловленное естественной несимметрией сети, находится в пределах значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. Причем для компенсации естественной несимметрии сети используют регулируемый ток фазы (или суммарных ток двух фаз) трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В 50 Гц, используемой для собственных нужд, что упрощает устройство, вручную изменяя напряжение смещения нейтрали при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, путем введения через управляющую обмотку реактора в контур нулевой последовательности тока фазы, регулируемого по фазе и амплитуде. При этом компенсируют естественную несимметрию сети путем изменения напряжения смещения нейтрали до значений, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. Это позволяет с предварительно настроенным реактором в устройствах автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора, контролировать в реальном масштабе времени наличие изменения естественной несимметрии сети по отношению к выбранному диапазону допустимых значений и при наличии отклонений формировать сигнал на соответствующую подстройку реактора в ручном режиме. Возможность компенсации естественной несимметрии сети в ручном режиме при подключенном к сети дугогасящем реакторе в совокупности с возможностью визуального контроля результатов симметрирования на сигнальной обмотке реактора позволяют заявленным устройством выполнять периодический контроль и корректировку напряжения естественной несимметрии сети, причем, не отключая реактор от нейтрали сети, и поддерживать напряжение смещения нейтрали в значениях, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали. При этом возможность визуального контроля значения 3U0 обеспечивает возможность настройки дугогасящего реактора с учетом конкретных допустимых значений напряжения смещения нейтрали при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, не прибегая к их усреднению. В совокупности это позволяет выполнять компенсацию токов естественной несимметрии сети в широком диапазоне их изменения, повышает точность и достоверность результатов компенсации естественной несимметрии сети и придает заявленному устройству универсальность. Одновременно это повышает стабильность напряжения смещения нейтрали в устройствах с автоматической компенсацией емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора, обеспечивает устойчивый характер работы автоматики, повышает надежность работы компенсирующего устройства в целом.From the foregoing, it follows that the claimed compensation-balancing device, characterized by the claimed claims, provides the ability to compensate for the natural asymmetry of the network by controlling its reduction to a value at which the neutral bias voltage due to the natural asymmetry of the network is within the range allowed when the source of artificial neutral offsets. Moreover, to compensate for the natural asymmetry of the network, an adjustable phase current (or the total current of two phases) of a three-phase alternating current network of 380 V 50 Hz, used for own needs, is used, which simplifies the device by manually changing the neutral bias voltage when the source of artificial neutral bias is turned off, by introducing through the control winding of the reactor to the circuit of the zero sequence of the phase current, adjustable in phase and amplitude. At the same time, the natural asymmetry of the network is compensated by changing the neutral bias voltage to values acceptable when the source of artificial neutral bias is turned off. This allows using a pre-configured reactor in devices for automatic compensation of capacitive earth fault currents using the phase or amplitude principle of setting an arcing reactor to monitor in real time the presence of a change in the natural asymmetry of the network with respect to the selected range of permissible values and, if there are deviations, generate a signal for the corresponding manual adjustment of the reactor. The ability to compensate for the natural asymmetry of the network in manual mode with an arc suppression reactor connected to the network, together with the ability to visually control the results of balancing on the signal winding of the reactor, allow the claimed device to periodically monitor and adjust the voltage of the natural asymmetry of the network, and, without disconnecting the reactor from the network neutral, and maintain neutral bias voltage in the values allowed when the source of artificial neutral bias is turned off. At the same time, the possibility of visual control of the 3U 0 value provides the ability to configure the arc suppression reactor taking into account the specific allowable values of the neutral bias voltage when the source of artificial neutral bias is switched off, without resorting to their averaging. In aggregate, this allows compensation of the natural network asymmetry currents in a wide range of their changes, increases the accuracy and reliability of the natural network asymmetry compensation results, and gives the claimed device universality. At the same time, this increases the stability of the neutral bias voltage in devices with automatic compensation of the capacitive earth fault current using the phase or amplitude principle of tuning the suppression reactor, ensures a stable nature of the automation, and increases the reliability of the compensation device as a whole.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что предлагаемое компенсационно-симметрирующее устройство при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании универсального устройства, позволяющего без доработки устройства выполнять компенсацию токов естественной несимметрии сети в широком диапазоне их изменения; в возможности текущего регулирования токов естественной несимметрии сети без отключения от сети дугогасящего реактора; в повышении точности и достоверности результатов компенсации; в повышения стабильности напряжения смещения нейтрали и обеспечения устойчивого характера работы автоматики в устройствах для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующих фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора.Thus, from the foregoing, it follows that the proposed compensation-balancing device, when implemented, ensures the achievement of a technical result consisting in the creation of a universal device that allows the device to compensate for natural asymmetry currents of the network in a wide range of changes; in the possibility of current regulation of the currents of the natural asymmetry of the network without disconnecting the arc suppression reactor from the network; to increase the accuracy and reliability of compensation results; to increase the stability of the neutral bias voltage and ensure the stable nature of the operation of automation in devices for automatically compensating for the capacitive earth fault current using the phase or amplitude principle for setting the arc suppression reactor.
На фигуре изображено заявленное компенсационно симметрирующее устройство.The figure shows the claimed compensation balancing device.
Компенсационно-симметрирующее устройство содержит регулируемый дугогасящий реактор 1, подключенный к нейтрали трехфазной сети (не показано), и устройство 2 компенсации естественной несимметрии сети. Дугогасящий реактор 1 выполнен с вторичными обмотками: управляющей 3 и сигнальной 4. При этом выход устройства компенсации 2 подключен к управляющей обмотке 3 дугогасящего реактора 1, а вход подключен к нулевому проводу и к фазам «А», «В», «С» сети 5 380 В 50 Гц, используемой для собственных нужд.Compensation-balancing device contains an adjustable
Устройство 2 компенсации естественной несимметрии сети, содержит узел выбора фаз 6, первый 7 и второй 8 трансформаторы гальванической развязки, первый 9 и второй 10 регуляторы тока. Входы фаз «А», «В», «С» узла 6 выбора фаз подключены соответственно к входу устройства, первый 11 и второй 12 выходы узла 6 выбора фаз подключены соответственно к первичной обмотке первого 7 трансформатора гальванической развязки и к первичной обмотке второго 8 трансформатора гальванической развязки, вторичные обмотки которых подключены соответственно к входам 13, 14 первого 9 и второго 10 регуляторов тока, выходы 15, 16 которых соединены и подключены к выходу 17 устройства 2.The
Первый 9 и второй 10 регуляторы тока выполнены идентичными и содержат n параллельных RC - цепей 18n и тумблеры 19n, по числу RC - цепей, первые выводы которых соединены между собой и подключены к выходу 15 (16) регулятора, а вторые выводы подключены к соответствующим тумблерам 19n, которые разомкнутыми контактами соединены между собой и подключены к входу 13 (14) регулятора 9 (10).The first 9 and second 10 current controllers are identical and contain n parallel RC circuits 18n and toggle switches 19n, according to the number of RC circuits, the first leads of which are interconnected and connected to the output 15 (16) of the controller, and the second leads are connected to the corresponding toggle switches 19n, which open contacts are interconnected and connected to the input 13 (14) of the controller 9 (10).
Сеть 380 В 50 Гц к управляющей обмотке дугогасящего реактора 1 подключают коммутаторами 20 и 21 через устройство 2 компенсации естественной несимметрии сети.The network 380 V 50 Hz to the control winding of the
Устройство используют следующим образом.The device is used as follows.
Устройство используют в отсутствии однофазного замыкания на землю.The device is used in the absence of a single-phase earth fault.
Убедиться, что дугогасящий реактор 1 подключен к нейтрали сети. Установить все тумблеры 19n в выключенное положение (разомкнутое).Make sure that the arcing
Подключить коммутаторами 20 и 21 сеть 380 В 50 Гц и управляющую обмотку 3 дугогасящего реактора 1.Connect by
Убедиться, что не включен источник искусственного смещения нейтрали (не показан).Verify that the source of artificial neutral bias (not shown) is not turned on.
При использовании присоединительного трансформатора, например, типа ТМПС, его переключатель должен быть установлен в нейтральное положение.When using a connecting transformer, for example, type TMPS, its switch must be set to the neutral position.
Зафиксировать исходное значение напряжения 3Uo на сигнальной обмотке 3 дугогасящего реактора 1, например, измерить устройством автоматики компенсирующего устройства или любым измерителем напряжения.Fix the initial value of the voltage 3Uo on the signal winding 3 of the quenching
Вручную управляя приводом дугогасящего реактора 1 добиться максимального значения напряжения 3Uo (3Uo1) (точка резонанса).Manually controlling the drive of the extinguishing
Подключить узлом 6 выбора фаз к первому 9 регулятору тока фазу «А» сети 5.Connect the
Включить тумблер 191. Через управляющую обмотку начинает протекать ток фазы «А». Отметить наличие изменения величины напряжения 3Uo на сигнальной обмотке дугогасящего реактора 1. Если изменение незначительное, менее 10% от 3Uol, то добавить величину тока включением дополнительных тумблеров 19n канала 9. В результате на сигнальной обмотке реактора формируют напряжение 3U02, отличающееся по величине от 3U01.Switch on the
Как показал опыт отличие от 3Uo1 на 10% в ту или иную сторону достаточно заметно для того, чтобы идентифицировать значения напряжений смещения нейтрали 3U02, 3U03 и 3U04, формируемые токами фаз сети.As experience has shown, a 10% difference from 3Uo1 in one direction or another is noticeable enough to identify the values of the neutral
Зафиксировать, полученную на сигнальной обмотке 4 дугогасящего реактора 1 величину напряжения 3Uo (3Uo2).Fix the voltage 3Uo (3Uo2) obtained on the signal winding 4 of the
Зафиксировать настройку регулятора тока 9 (тумблер 191 включен).Fix the setting of the current regulator 9 (
Отключить питание 380 В 50 Гц коммутатором 20. Узлом 6 выбора фаз подключить к первому 9 регулятору тока фазу «В». Подключить сеть 380 В 50 Гц. Зафиксировать величину 3Uo (3Uo3) на сигнальной обмотке 4 дугогасящего реактора 1.Disconnect the power supply 380 V 50
Отключить питание 380 В 50 Гц коммутатором 20. Узлом 6 выбора фаз подключить к первому 9 регулятору тока фазу «С». Подключить сеть 380 В 50 Гц. Зафиксировать величину 3Uo (3Uo4) на сигнальной обмотке 4 дугогасящего реактора 1.Disconnect the power supply 380 V 50 Hz by the
Сравнить между собой полученные значения 3Uo2, 3Uo3, 3Uo4. Если какая-либо из величин находится в диапазоне значений напряжения 3U0, допустимых при отключенном источнике искусственного смещения нейтрали, то управляющую обмотку 3 реактора 1 подключают к этой фазе, а настройку регулятора тока 9 фиксируют (тумблер 191 включен), при этом естественную несимметрию сети считают компенсированной.Compare among themselves the obtained values of 3Uo2, 3Uo3, 3Uo4. If any of the values is in the range of voltage values 3U 0 , permissible when the source of artificial neutral bias is turned off, the control winding 3 of
Поскольку фазы сети подключают к управляющей обмотке реактора поочередно, не изменяя настройки регулятора тока, то формируют одинаковую нагрузку для каждой из трех фаз сети при формировании тока через управляющую обмотку дугогасящего реактора, т.е. формируют одинаковые для трех фаз условия для формирования тока через управляющую обмотку реактора. Это обеспечивает возможность корректного сравнения полученных для каждой фазы значений напряжений смещения нейтрали 3U02, 3U03 и 3U04, что, в свою очередь, позволяет по результатам сравнения достоверно выявить характер влияния тока каждой из фаз сети на величину напряжения смещения нейтрали.Since the phases of the network are connected to the control winding of the reactor in turn, without changing the settings of the current regulator, they form the same load for each of the three phases of the network during the formation of current through the control winding of the arcing reactor, i.e. form the same conditions for the three phases for generating current through the control winding of the reactor. This makes it possible to correctly compare the values of neutral
В противном случае из трех значений 3U02, 3U03 и 3U04 определить две фазы, наиболее эффективно минимизирующие 3U01 (например, «В» и «С»). Сравнить их между собой и выбрать фазу с большим эффектом минимизации (например, фаза «В»).Otherwise, from the three
При отключенной сети 380 В 50 Гц узлом 6 выбора фаз подключить фазу «В» к первому 9 регулятору тока. Включить коммутатором 20 сеть 380 В 50 Гц.When the 380 V 50 Hz network is disconnected, the
Изменяя ток фазы (тубмлеры 191-19п), добиться значения напряжения 3Uo на сигнальной 4 обмотке, которое попадает в допустимый диапазон значений 3U0 при выключенном источнике искусственного смещения нейтрали.By changing the phase current (Tumblers 19 1 -19 p ), achieve a voltage value of 3Uo on the signal 4 winding, which falls into the allowable range of 3U 0 values when the source of artificial neutral bias is turned off.
Если этого значения достигают, то настройку регулятора 9 тока фиксируют, а управляющую обмотку 3 реактора 1 оставляют подключенной к фазе «В» через регулятор 9 тока (например, тумблер 192 включен), при этом естественную несимметрию сети считают компенсированной.If this value is reached, then the setting of the
Если требуемое значение 3Uo не достигнуто, то при отключенной сети 380 В 50 Гц узлом 6 выбора фаз подключить фазу «В» к первому 9 регулятору тока, а фазу «С» - ко второму 10 регулятору тока. В этом случае при подключенных регуляторах тока через управляющую обмотку 3 реактора 1 протекает суммарный ток фаз «В» и «С».If the required 3Uo value is not reached, then when the 380 V 50 Hz network is disconnected, the
Посредством соответствующего регулятора 9 (10) тока, варьируя значениями протекающего тока через каждую фазу путем подключения тумблеров 191-19п), добиться того, чтобы суммарный ток фаз, протекающий через управляющую 3 обмотку реактора 1, обеспечивал формирование на сигнальной 4 обмотке реактора 1 значение 3Uo в допустимом диапазоне.By means of the corresponding current regulator 9 (10), varying the values of the flowing current through each phase by connecting the toggle switches 19 1 -19 p ), to ensure that the total phase current flowing through the
После чего настройку каждого регулятора тока фиксируют (например, тумблеры 193 и 192 соответственно), подключение управляющей обмотки 3 реактора 1 через регуляторы 9, 10 тока сохраняют, естественную несимметрию сети считают компенсированной.After that, the settings of each current regulator are fixed (for example,
После этого, подключают источник искусственного смещения нейтрали, сигнальную обмотку подключают к устройству для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю, использующему фазовый или амплитудный принцип настройки дугогасящего реактора (например, УАРК-105, МИРК, ПАРК и т.п.), и переходят в автоматический режим работы.After that, the source of artificial neutral bias is connected, the signal winding is connected to the device for automatic compensation of the capacitive current of the earth fault using the phase or amplitude principle of setting the arc suppression reactor (for example, UARK-105, MIRK, PARK, etc.), and go in automatic mode.
Компенсационно-симметрирующее устройство может быть реализовано с дугогасящим реактором, например, РДМР, РЗДПОМ и др., выполненными с сигнальной обмоткой и с обмоткой управления.Compensation-balancing device can be implemented with an arcing reactor, for example, RDMR, RZDPOM and others, made with a signal winding and with a control winding.
В качестве узла выбора фаз 6 может быть использован галетный переключатель.As a
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016111829A RU2613656C1 (en) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Compensation-balun |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016111829A RU2613656C1 (en) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Compensation-balun |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2613656C1 true RU2613656C1 (en) | 2017-03-21 |
Family
ID=58452965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016111829A RU2613656C1 (en) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Compensation-balun |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2613656C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2663823C1 (en) * | 2017-05-23 | 2018-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of automatic neutral bias voltage regulation in a compensated network |
| RU217458U1 (en) * | 2023-01-17 | 2023-04-03 | Общество с ограниченной ответственностью Внедренческое предприятие "Наука, техника, бизнес в энергетике" | Device for excitation of the neutral of the electrical network, grounded through an arcing reactor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA39300A (en) * | 2000-01-10 | 2001-06-15 | Боженко Олександр Вікторович | Electrophoretic insole |
| US6573726B1 (en) * | 2000-05-02 | 2003-06-03 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Sensitive ground fault detection system for use in compensated electric power distribution networks |
| RU2320061C1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-03-20 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" | Device for suppressing single-phase arcing ground fault current in three-phase high-voltage power transmission line |
-
2016
- 2016-03-29 RU RU2016111829A patent/RU2613656C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA39300A (en) * | 2000-01-10 | 2001-06-15 | Боженко Олександр Вікторович | Electrophoretic insole |
| US6573726B1 (en) * | 2000-05-02 | 2003-06-03 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Sensitive ground fault detection system for use in compensated electric power distribution networks |
| RU2320061C1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-03-20 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" | Device for suppressing single-phase arcing ground fault current in three-phase high-voltage power transmission line |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2663823C1 (en) * | 2017-05-23 | 2018-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of automatic neutral bias voltage regulation in a compensated network |
| RU217458U1 (en) * | 2023-01-17 | 2023-04-03 | Общество с ограниченной ответственностью Внедренческое предприятие "Наука, техника, бизнес в энергетике" | Device for excitation of the neutral of the electrical network, grounded through an arcing reactor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2758454C2 (en) | Apparatus for compensation of the ground fault current in power supply networks | |
| RU2664387C2 (en) | Steplessly variable saturation compensation choke | |
| US10148091B2 (en) | High voltage direct current power transmission series valve group control device | |
| RU2613656C1 (en) | Compensation-balun | |
| JP5986857B2 (en) | Voltage regulator | |
| RU2612321C1 (en) | Method for compensating natural network asymmetry with neutral earthed through adjustable arc suppression reactor | |
| CN103840471B (en) | Adjustable reactive power compensator for electric power networks | |
| JP6492857B2 (en) | Connection phase determination method and connection phase determination device | |
| RU166393U1 (en) | DEVICE FOR EXCITING NEUTRAL ELECTRIC NETWORK EARTHED THROUGH AN ARC EXTINGUISHING REACTOR | |
| Alsuwaidi et al. | Design and simulation of a seven taps electronic on load tap changer in 11/0.4 KV distribution transformers using a PI controller | |
| US10345831B2 (en) | Methods and systems for using a tapped transformer to generate voltage sags | |
| JP5938312B2 (en) | Voltage regulator | |
| JP2017085715A (en) | Thyristor type automatic voltage regulator and automatic voltage regulation method therefor | |
| RU217458U1 (en) | Device for excitation of the neutral of the electrical network, grounded through an arcing reactor | |
| RU2686480C2 (en) | Method for balancing phase voltages of a network and device for its implementation | |
| RU2663823C1 (en) | Method of automatic neutral bias voltage regulation in a compensated network | |
| JP2019075898A (en) | Leakage current suppression device | |
| JP2023135361A (en) | voltage regulator | |
| CN218940680U (en) | Arc extinguishing device | |
| Yunusov et al. | Analysis of the Operation of Automatic Regulators of Peterson Coil Installed In 6-35 Kv Networks with Unstable Capacitive Insulation Conductivity to Ground | |
| US1914396A (en) | Transmission system | |
| RU2630778C1 (en) | Device for neutralizing equalizing current in neutral bus of three-phase power transmission line | |
| Picard et al. | Tutorial on Protection of Three Single-Phase Transformers | |
| Li et al. | Controlled Switching of Unloaded Power transformer-Colcabamba Case with 500/230/33 kV Auto Transfomer | |
| KR20040032483A (en) | Power supplier for measuring line impedance of underground cable |