Пристрій для автоматичної настройки дугогасних реакторів

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в распределительных электрических сетях для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю. Известно устройство для автоматического регулирования индуктивности заземляющих реакторов, содержащее вспомогательный источник питания, подключенный к дополнительной обмотке заземляющего реактора, трансформатор тока в цепи вспомогательного источника, два фазосдвигающих блока, двумя последовательно включенными усилителями ограничителями, преобразователем импульсов, преобразователем переменного тока в переменное напряжение, последовательно включенными фазовым корректором, третьим усилителем ограничителем, третьим преобразователем импульсов и блоком формирования коротких импульсов, по переднему фронту входного сигнала, двумя D-триггерами, двумя логическими элементами И, логическим элементом НЕ, исполнительный орган [Авт.св. СССР №1144167, кл. Η 02 Η 9/08, опублик. 07.03.85]. Недостатком этого устройства является то, что в нем отсутствуют элементы, повышающие функциональную надежность устройства и затруднена реализации самоконтроля исправности элементов схемы измерения расстройки реактора. Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматической настройки дугогасящих реакторов. Устройство содержит датчик напряжения фаз, датчик напряжения нейтрали, блок выбора напряжения поврежденной фазы, блок выбора режима работы, фильтр основной гармоники, блок измерения, блок регулирования и запоминания, блок управления, исполнительный элемент, блок сравнения и исполнения команд, генератор прямоугольных импульсов {Авт. св. СССР №1370698, кл. Η 02 Η 9/08, опублик, 30.01.88]. Это устройство недостаточно надежно из-за того, что существующие элементы и их связи не позволяют решение задач контроля: работоспособности блока измерения, автоколебательности работы привода, прохождения сигнала о расстройке с выхода блока измерения на вход исполнительного элемента и длительности существования сигнала о расстройке ДР. При неисправности устройства расстройка реактора может достигать 10-15% и существовать в сети достаточно долго. В тоже время преимущества сети с компенсированной нейтрально реализуются только при непрерывном поддержании резонансной настройки ДР с погрешностью не более 5%. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для автоматической настройки дугогася щих реакторов, в котором за счет введения в него дополнительных элементов, обеспечивающих непрерывный контроль работоспособности блока измерения, автоколебательности работы привода реактора: прохождение сигнала о расстройке с выхода блока измерения на вход исполнительного органа и длительности существо вания сигнала о расстройке ДР, повышается надежность работы устройства. Поставленная задача решается тем, что устройство для автоматической настройки дугогасящих реакторов, содержащее блок измерения, входы которого подключены к датчикам напряжения фаз и напряжения нейтрали, исполнительный элемент, согласно изобретению снабжено двумя последовательно включенными пороговыми элементами и реле времени, первым логическим элементом исключающее ИЛИ последовательно соединенный с третьим реле времени, первым формирователем короткого импульса последовательно включенный с четвертым реле времени, вторым логическим элементом исключающее ИЛИ последовательно соединенный с пятым реле времени, третьим логическим элементом исключающее ИЛИ, одновибратором, логическим элементом 4И-НЕ, счетчиком, первым RS-триггером, кнопкой "Сброс", интегратором, причем выход блока измерения подключен через интегратор ко входам первого и второго пороговых элементов, выходы первого и второго реле времени соединены с соответствующими входами исполнительного элемента, входы первого логического элемента исключающее ИЛИ связаны с выходами первого и второго реле времени, и его выход соединен с С-входом счетчика и входом первого формирователя короткого импульса, выход четвертого реле времени подсоединен R-входу сче тчика, выход счетчика подключен S-входу первого RS-тригге-ра, R-вход которого соединен с кнопкой "Сброс", входы третьего логического элемента исключающее ИЛИ подсоединены к выходам первого и второго пороговых элементов, а его выход подключен к первому входу второго логического элемента исключающее ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом исполнительного элемента "Включен", вход одновибратора подсоединен к выходу блока измерения, входы элемента 4И-НЕ соединены соответственно с инверсными выходами первого RS-триггера, одновибратора, третьего и пятого реле времени, выход элемента 4И-НЕ подключен ко входу "Запрет" исполнительного элемента, при этом блок измерения состоит из второго RS-триггера, S-вход которого связан с датчиком напряжения фаз через последовательно соединенные второй формирователь короткого импульса, первый преобразователь положительной полуволны напряжения в прямоугольный импульс и корректор фазы, а R-вход соединен с датчиком напряжения нейтрали через последовательно соединенные третий формирователь короткого импульса и второй преобразователь положительной полуволны напряжения в прямоугольный импульс и прямой выход этого RS-триггера подключен ко входу интегратора. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства для автоматической настройки дугогася щих реакторов. Устройство содержит датчик 1 напряжения фаз и датчик 2 напряжения нейтрали, соединенных со входами блока измерения 3. Выход последнего подключен через интегратор 4 к входам пороговых элементов 5 и 6, выходы которых подсоединены через соответственно реле времени 7 и 8 к исполнительному элементу 9. Входы логического элемента исключающее ИЛИ 10 подключены к выходам реле времени 7 и 8, а выход соединен непосредственно со входом реле времени 14 и С-входом счетчика 18 и через формирователь короткого импульса 13 и реле времени 15 - с R-входом счетчика 18. При этом выход счетчика 18 подключен к S-входу: триггера 19, R-вход которого соединен с кнопкой "Сброс" 20. Выходы логического элемента исключающее ИЛИ 11 подключены к выходам пороговых элементов 5 и 6, а вход - к первому входу логического элемента исключающее ИЛИ 12. Второй вход элемента 12 связан с выходом "Включен" исполнительного элемента 9, а выход - со входом реле времени 16. Вход одновибратора подключен к выходу блока измерения 3. Входы логического элемента 4И-НЕ 21 подключены к инверсным выходам элементов 14,16,17 и 19, а выход к входу "Запрет" исполнительного элемента 9. Блок измерения состоит из RS-триггера 27, двух последовательно соединенных групп элементов корректора фазы 22, преобразователя положительной полуволны напряжения в прямоугольный импульс 23, формирователя короткого прямоугольного импульса 25 и преобразователя положительной полуволны напряжения 24, формирователя короткого импульса 26. Выходы формирователей 25 и 26 подключены соответственно к S- и R-входу триггера 27. Входами блока измерения являются входы корректора 22 и формирователя 24, а выходом - прямой выход триггера 27. Устройство работает следующим образом. На вход блока измерения 3 поступают напряжение нейтрали 3Uо и опорное напряжение Uоп соответственно от датчиков 2 и 1. В блоке 3 положительные полуволны напряжений преобразователями 23 и 24 превращаются в прямоугольные импульсы, длительность которых равна длительности полупериода промышленной частоты. По фронту прямоугольных импульсов формирователя 25 и 26 генерируют короткие прямоугольные импульсы переключающие RS-триггер 27. Длительность прямоугольных импульсов на выходе триггера зависит от угла сдвига фаз между напряжениями 3Uо и Uоп где n - степень расстройки ДР; d - коэффициент демпфирования сети. Схема блока 3 обеспечивает измерение угла в диапазоне 0 < j < 360 эл.град. При изменении угла j в этом диапазоне на выходе блока 3 будет меняться длительность импульсов и пауз. Для правильной работы регулятора нужно обеспечить постоянный сдвиг фазы напряжения Uоп. Этот сдвиг устанавливается в результате выбора одного из линейных напряжений сети, для которого в режиме резонансной настройки ДР корректором 22 устанавливается на выходе триггера 27 (выход блока 3) одинаковая длительность импульсов и пауз. Интегратор 4 преобразует сигнал на выходе блока 3 в постоянное напряжение, причем при резонансной настройке ДР оно будет равно половине напряжения питания устройства Vп. Если в результате переключений в сети происходит расстройка ДР, то при недокомпенсации напряжение на выходе интегратора уменьшается, а при перекомпенсации увеличивается. Пороговые элементы 5 и 6 формируют зону нечувствительности устройства. Следовательно, при изменении емкостного тока сети в зависимости от характера расстройки ДР срабатывает один из пороговых элементов 5 или 6. Затем из-за действия реле времени 7 или 8 через 15-20с подается сигнал на включение исполнительного элемента 9. Выдержка времени служит для повышения помехоустойчивости устройства. Исполнительный элемент 9 воздействует на привод ДР в направлении уменьшения расстройки. Элементы 10-21 образуют четырех канальную схему самоконтроля устройства. Схема осуществляет контроль продолжительности сигнала о расстройке ДР, автоколебательности работы привода ДР, срабатывание исполнительного элемента при наличии сигнала о расстройке ДР и работоспособности блока измерения 3. Контроль продолжительности сигнала о расстройке осуществляется при помощи элемента исключающее ИЛИ 10 и реле времени 14. При резонансной настройке ДР сигнал на выходе реле времени 7 и 8 отсутствует. Если изменение емкостного тока сети превышает зону нечувствительности регулятора, то через 15-20 с единичный сигнал появляется на выходе реле времени 7 или 8. Логический элемент 10 переключается в единичное состояние и запускает реле времени 14. Если устройство не смогло за время установки реле 14 настроить реактор в резонанс, то на выходе реле 14 появляется логический ноль. Этот сигнал вызывает переключение выходного элемента схемы самоконтроля 4И-НЕ 21, а затем блокирование исполнительного элемента 9 и выдачу сигнала о неисправности устройства, При изменении характера расстройки ДР происходит переключение пороговых элементов 5 или 6. В результате около 15-20 с на выходах элементов 7 и 8 будут н улевые логические сигналы, что приводит к возврату реле времени 14 в исходное состояние, деблокировке исполнительного органа и исчезновению сигнала о неисправности. Таким образом, реле времени 7 и 8 кроме повышения помехоустойчивости обеспечивают возврат этого канала в исходное состояние. Контроль автоколебательного характера работы привода ДР выполняют элементы 13, 15, 18, 19 и 20. При расстройке ДР появляется единичный сигнал на выходе элемента 10, который при помощи формирователя короткого импульса 13 запускает реле времени 15 и вызывает срабатывание счетчика 18. Реле по истечении уставки сбрасывается автоматически. Если за это время произошло больше 6...10 срабатываний исполнительного элемента, то на выходе счетчика 18 появляется единичный сигнал, переключающий RSтриггер 19 в единичное состояние. При этом нулевым логическим сигналом на инверсном выходе он переключает логический элемент 21, который обеспечивает блокировку исполнительного органа и сигнализацию о неисправности. В этом случае триггер 19 сбрасывается кнопкой 20. При правильной работе регулятора, когда восстановление резонансной настройки ДР происходит за одно или два срабатывания привода срабатывание в этом случае счетчик 18 возвращается в исходное положение реле времени 15 и срабатывание логического элемента 21 не происходит. Контроль прохождения сигнала о расстройке с выхода пороговых элементов 5 или 6 на вход исполнительного элемента 9 осуществляется двумя элементами исключающее ИЛИ 11 и 12, реле времени 16. В режиме резонансной настройки на входе элемента 11 присутствуют н улевые логические сигналы. При расстройке ДР происходит срабатывание одного из пороговых элементов 5 или 6, а затем переключения логического элементов 11 и 12 в единичное состояние. В результате запускается реле времени 16. Выдержка времени реле 16 должна превышать суммарное время включения элемента 7 или 8 и исполнительного органа 9. Если за это время не сработает исполнительный орган 9, то из-за срабатывания элемента 21 происходит блокировка исполнительного элемента 9 и появление сигнала об аварии. При своевременном срабатывании исполнительного элемента на вход логического элемента 12 поступают два единичных сигнала переключающие его в нулевое состояние, при котором реле 16 возвращается в исходное состояние. Одновибратор 17 контролирует функционирование блока измерения 3 по наличию на его выходе прямоугольных импульсов. При правильной работе блока на вход одновибратора поступают прямоугольные импульсы. Одновибратора работает в режиме с перезапуском, при котором наличие импульсов на входе вызывают на его выходе единичный логический сигнал. Если импульсов нет, то одновибратор переключается в нулевое состояние. В результате срабатывает выходной логический элемент схемы самоконтроля 21. Последний блокирует работу исполнительного элемента 9 и вызывает появление сигнала о выводе регулятора из работы. Канал контроля автоколебательной работы привода устанавливается в исходное состояние оперативным персоналом, который одновременно выполняет корректировку зоны нечувствительности устройства. Остальные каналы возвращаются в исходное состояние после устранения причин срабатывания автоматически. Таким образом, введение дополнительных элементов позволяет, по сравнению с прототипом, повысить надежность, качество эксплуатации и уменьшить затраты времени на обнаружение и устранение неисправности «устройства для автоматической настройки дугогасящи х реакторов.