Спосіб автоматичної компенсації ємнісних струмів витоку

Спосіб автоматичної компенсації ємнісних струмів витоку на землю в трифазній електричній мережі, який полягає в резонансній настройці на робочій частоті мережі паралельного контуру нульової послідовності, що містить активну, індуктивну і ємнісну гілки, системою авторегулювання, що відпрацьовує сигнал розузгодження настройки контуру зміною його реактивної провідності, який відрізняє ться тим, що сигнал розузгодження системи авторегулювання відпрацьовують зміною ємнісної провідності контуру, а контроль резонансної настройки здійснюють за синфазністю сигналів, що знімаються з активної і індуктивної гілок контуру. Винахід відноситься до способів автоматичної компенсації ємнісної складової струмів витоку на землю і призначене, в основному, для підвищення електробезпеки в електричних мережах з ізольованою нейтралью трансформатора. Відомий спосіб автокомпенсації, що полягає в резонансній настройці на робочій частоті мережі контуру нульової послідовності, шляхом підмагнічення компенсуючого дроселя струмом, пропорційним зміряній ємності мережі [а.с. №493857, Η02J3/18, 1976]. Проте, такий спосіб автокомпенсації при настройці індуктивної провідності дроселя не враховує індукцію в його магнітопроводі і напругу на ньому, яке залежно від вигляду і величини витоку на землю коливається від нульової до фазного значення напруги мережі. У зв'язку з цим струм управління, що вимагається для настройки індуктивної провідності в резонанс з ємністю мережі, при різних опорах витоку міняється в широких межах. Це приводить до недостатньо точної настройки ланцюга компенсації за вказаним способом. Відомий спосіб автокомпенсації, в якому системою авторегулювання, замкнутої на допоміжний дросель насичення, включений через систему фільтрів між фазами мережі і землею, вказаний допоміжний дросель настроюється в резонанс з ємністю мережі на оперативній частоті струмом, який вводиться в обмотку управління компенсуючого дроселя, настроюючи останній в резонанс з ємністю мережі на робочій частоті мережі [а.с. №235162, Н02Н9/02, 1965]. Проте, при настройці контуру нульової послідовності в резонанс згідно цьому способу замкнутою системою авторегулювання не охоплюється компенсуючий дросель, не регулюється його стан. Не облік напруги на компенсуючому дроселі і індукції в його магнітопроводі приводить до істотних погрішностей при настройці компенсуючого ланцюга при різних видах і величинах опору витоку. Найближчим по технічній суті до винаходу є спосіб автокомпенсації, прийнятий як прототип [а.с. №769676 Н02Н9/08, 1980], який полягає в резонансній настройці на робочій частоті мережі системою авторегулювання контуру нульової послідовності, що відпрацьовує сигнал розузгодження настройки контура зміною індуктивності компенсуючого ланцюга, шляхом вимірювання ємності мережі і еквівалентної індуктивності компенсуючого дроселя за допомогою накладеного па робочу мережу і обмотку вказаного дроселя сіру му оперативного джерела і перетворення різницевого сигналу в струм підмагнічування компенсуючого (19) UA (11) 79492 (13) C2 (21) a200502587 (22) 21.03.2005 (24) 25.06.2007 (46) 25.06.2007, Бюл. №9, 2007р. (72) Варюхін Віктор Миколайович, Прудніков Володимир Сергійович (73) ДОНЕЦЬКИЙ ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ НАН УКРАЇНИ (56) SU 769676, 07.10.1980 SU 493857, 30.11.1975 SU1206876 A, 23.01.1986 SU 1370700 A1, 30.01.1988 SU 884030, 23.11.1981 SU 1229897 A1, 07.05.1986 SU 649081, 25.02.1979 3 79492 дроселя. Такий метод компенсації не має вказаних вище недоліків, оскільки в ньому, разом зі зміною ємностей, здійснюється контроль стану компенсуючого дроселя. Його недоліки полягають в наступному. Умовою настройки в резонанс з ємністю мережі на промисловій частоті ώ індуктивності Lдр. робочих обмоток компенсуючого дроселя є настройка індуктивності Lв в вимірювальній обмотці дроселя в резонанс з ємністю мережі на частоті ώο оперативного джерела, т.е. необхідне виконання наступного співвідношення: Lдр./Lвωό 2/ω2. = Таке співвідношення забезпечується вибором відповідного числа витків між робочими і вимірювальними обмотками і частоти оперативного джерела. При цьому для настройки компенсуючого ланцюга струм оперативного джерела накладає на ємність мережі і на робочі вимірювальні обмотки дроселя. Крім того, електричний зв'язок між вимірювальними і робочими обмотками дроселя зумовлює необхідність включення в ланцюг вимірювальних обмоток додаткового дроселя з повітряним зазором і фільтру, приєднуваних для виключення впливу напруги зсуву нейтралі на ланцюг вимірювання індуктивності. Розкид параметрів ланцюга вимірювання індуктивності призводить до того, що витримати вказане співвідношення між індуктивностями робочих і вимірювальних обмоток виявляється скрутним. Внаслідок чого навіть невеликий розлад індуктивності в ланцюзі вимірювальних обмоток приводить до істотних погрішностей в настройці компенсуючого дроселя. У основу винаходу поставлена задача підвищення точності компенсації ємнісних струмів витоку на землю в широкому діапазоні зміни ємностей мережі. Рішення поставленої задачі досягається тим, що в способі автокомпенсації ємнісних струмів витоку на землю в трифазній електричній мережі з ізольованою нейтралью, полягаючому в резонансній настройці на робочій частоті мережі системою авторегулювання паралельного контуру нульової послідовності, що містить активну, індуктивну і ємнісну гілки, що відпрацьовує сигнал розузгодження настройки контуру зміною його реактивної провідності, згідно винаходу, сигнал розузгодження системи авторегулювання відпрацьовують зміною ємнісної провідності контуру, а контроль резонансної настройки здійснюють по синфазності сигналів, що знімаються з активної і індуктивної гілок контуру. 4 На Фіг. наведена принципова електрична схема пристрою для реалізації запропонованого способу автокомпенсації. Пристрій містить активну 1, індуктивну 2 і ємнісні 3, 4, 5, 6 гілки контуру нульової послідовності. Ємнісні гілки через комутатори 7, 8, 9, 10 підключені до землі. З активної гілки 1 і індуктивні гілки 2 подаються сигнали відповідно на входи оперативних підсилювачів 11, 12, ви ходи яких через компаратор 13 поступають на вхід фазочуттєвого детектора 14. Вихід фазочуттєвого детектора 14 приєднаний до входу лічильника 15, вихід якого підключений до блоків управління 16, 17, 18, 19 відповідно комутаторів 7, 8, 9, 10. При подачі робочої напруги в мережу, сигнали, що знімаються з активної 1 і індуктивної 2 гілок контуру н ульової послідовності, поступають на входи відповідно підсилювачів 11 і 12 і після проходження через компаратор 13 у вигляді прямокутних імпульсів поступають на вхід фазочуттєвого детектора 14. При фазовому зрушенні сигналів, що поступають на вхід фазового детектора, на його виході формується сигнал 1, запускаючий лічильник 15, який, управляючи роботою комутаторів 16, 17, 18, 19, встановлює провідність такої ємності контуру, утвореного ємностями 3, 4, 5, 6, при якій забезпечується динамічна рівновага синфазності сигналів, що поступають на входи фазочуттєвого детектора 14. При синфазності сигналів на вході детектора 14 забезпечується точна настройка індуктивної і ємнісної гілок контуру нульової послідовності в резонанс на робочій частоті мережі. При зміні ємності мережі 20 змінюється ємність комутованих ємностей 3, 4, 5, 6. При збільшенні ємності мережі 20 відбувається зменшення сумарної комутованої ємності 3, 4, 5, 6 (при зменшенні - навпаки) на величину ємності, що підключається. Таким чином, система авторегулювання підтримує незмінною ємнісну провідність контуру, автоматично настроюючи контур 2 в резонанс з сумарною ємністю 3, 4, 5, 6 і 20. При запропонованому способі і пристрої автокомпенсації забезпечується точна резонансна настройка контур у нульової послідовності з кроком дискретизації, обумовленим величиною молодшого розряду комутованих ємностей 3, При цьому добротність контуру нульової послідовності, яка визначається параметрами дроселів 2, висока і залишається незмінною в усьому діапазоні зміни ємностей мережі 20. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 79492 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601