ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2074474
УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Имя изобретателя: Славин Георгий Александрович
Имя патентообладателя: Славин Георгий Александрович
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1994.05.16
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на
подстанциях с шунтовыми конденсаторными батареями. С целью повышение надежности
работы устройства путем автономного снижения напряжения на конденсаторах и на
выключателе при отключении устройства оно снабжено логическим блоком и датчиком факта
отключения конденсаторной батареи. Логический блок выполнен с возможностью
подключения к вводу управления включением коммутационного аппарата источника энергии
при наличии двух сигналов на его входе от вышеупомянутого датчика, а датчик факта
отключения шунтовой конденсаторной батареи выполнен в виде последовательно
соединенных реактора и резистора с возможностью появления на выходах сигналов при
равенстве нулю тока через батарею конденсаторов и его производной.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам компенсации
реактивной мощности в сетях переменного тока высокого напряжения, и может быть
использовано на подстанциях с шунтовыми конденсаторными батареями (ШКБ).
Известно устройство компенсации реактивной мощности, содержащее стандартный
сетевой выключатель в цепи шунтовой конденсаторной батареи.
Недостатком этого технического решения являются высокие перенапряжения при
отключении конденсаторов и, как следствие этого, отказы выключателей.
Известно устройство емкостной компенсации с резистором, шунтирующим один полюс
выключателя.
Недостатком этого технического решения является необходимость разземления нейтрали
ШКБ для ликвидации контура фаза-земля без резистора при отключении 2-й и 3-й фазы ШКБ, что
требует дополнительной изоляции нейтрали и коммутационного аппарата в нейтрали. Кроме
этого при отключении 2-й фазы имеется контур фаза-фаза без резистора.
Известно шунтирование выключателя в цепи конденсаторной батареи варистором с целью
уменьшения перенапряжений при отключении.
Недостатком этого технического решения является усложнение выключателя вследствие
создания в нем второй системы контактов для отключения варистора. Отказ от
использования вспомогательных контактов ведет к существенному увеличению токовых
нагрузок варистора и снижению его эффективности.
Известно также устройство ограничения перенапряжений при отключении конденсаторных
батарей, состоящее из резистора и выключателя, включаемых параллельно конденсаторной
батарее перед ее отключением для разряда конденсаторов за время до 0,01 с. Данное
техническое решение является наиболее близким к предлагаемому и поэтому принято в
качестве прототипа.
Недостатками прототипа являются отсутствие автономности действия и высокая стоимость,
связанная с установкой дополнительного выключателя с номинальным напряжением, равным
напряжению ШКБ.
Целью изобретения является повышение надежности работы устройства в результате
автономного снижения напряжения на конденсаторах и на выключателе при отключении ШКБ.
Цель достигается тем, что устройство компенсации реактивной мощности, содержащее
шунтовую конденсаторную батарею (ШКБ) с выключателем в ее цепи, а также шутирующий
резистор, присоединенный параллельно по крайней мере одному конденсатору указанной
батареи через коммутационный аппарат с вводом управления включением, дополнительно
содержит логический блок и датчик факта отключения ШКБ, а указанный ввод управления
включения коммутационного аппарата в цепи шунтирующего резистора соединен с
источником энергии через силовую цепь логического блока, управляющие входы которого
присоединены к выходам указанного датчика, входы которого включены в цепь ШКБ. При этом
датчик факта отключения ШКБ может быть выполнен в виде последовательно соединенных
реактора и продольного резистора, сопротивления которых при частоте 50 Гц примерно
равны между собой и много меньше сопротивления ШКБ, два входа логического блока,
выполненного по схеме И, могут быть соединены с выходами датчика, а его третий вход с
точкой соединения реактора и продольного резистора датчика; вход силовой цепи
логического блока может быть соединен с источником оперативного тока или с
конденсатором ШКБ.
Изобретение поясняется фиг.1 и 2.
|
|
На фиг.1 и 2, изображены конденсаторы 1 ШКБ и выключатель 2, соединяющий их с объектом
высокого напряжения 3, а также резистор 4, шунтирующий конденсаторы 1 ШКБ в цепь которого
включен быстродействующий коммутационный аппарат 7, соединенный с датчиком 5 факта
отключения ШКБ, который может быть выполнен в виде последовательно соединенных
резистора 8 и реактора 9, через логический блок 6, подающий энергию на ввод управления
включением быстродействующего коммутационного аппарата 7 после отключения ШКБ.
Сущность изобретения состоит в том, что подача сигнала на включение фазы резистора 4 и
его включение осуществляются после отключения фазы ШКБ, что позволяет шунтировать
часть конденсатоpов. В прототипе шунтирование части конденсаторов до отключения ШКБ
привело бы к почти мгновенному подъему напряжения на нешунтированной части
конденсаторов. Включение резистора после отключения ШКБ позволяет также уменьшить
сопротивление резистора, а следовательно, и время разряда шунтированных конденсаторов.
|
При включенной ШКБ мгновенное значение тока через датчики и напряжения на нем не
совпадают. Быстродействующий коммутационный аппарат 7 в этом режиме отключен.
Начиная с момента отключения ШКБ ток через ШКБ и напряжение на реакторе,
пропорциональное производной этого тока, равны между собой и равны нулю, что может
служить достоверным и, главное, более быстрым сигналом о факте отключения ШКБ, чем
сигнал от блок-контактов выключателя 2.
Коммутационный аппарат 7 подключает шунтирующий резистор 4, который может быть
относительно низкоомным в отличие от резистора в прототипе, так как в предложенном
устройстве резистор включается после отключения ШКБ, а не заранее.
Логический блок 6 соединяет управляющий ввод коммутационного аппарата 7 при совпадении
мгновенных значений тока через ШКБ и его производной между собой и с нулем. При этом
сопротивление R шунтирующего резистора 4 подбирают из условия
t5+t6+t7+RC<0,01 с,
где С емкость шунтируемой части ШКБ;
t5,t6 и t7 время работы блоков 5,6 и 7.
Если шунтировать одну тpеть батареи 220 кВ 52 МВА, то при R 300 Ом, RC 3,4 мс.
Поскольку ток через ШКБ может прекращаться не только в результате отключения ШКБ, но и
в других режимах, например при К.3. при отключении объекта 3, при асинхронном ходе (если
ШКБ окажется в электрическом центре системы), может потребоваться дополнительный вход
в логический блок 6 для связи с релейной защитой энергообъекта. Любой сигнал на
отключение ШКБ сначала должен включить схему через логический блок или отсутствие
этого сигнала должно блокировать ее действие.
Быстродействующий коммутационный аппарат 7 может быть выполнен тиристорным, вакуумным
или элегазовым, т.е. без подвижных частей и со способностью самовосстановления
электрической прочности. Быстрота работы при использовании вакуумной или элегазовой
камеры обеспечивается электрическим поджигом искрового промежутка. Точка подключения
шунтирующего резистора 4 к ШКБ определяется допустимым напряжением на изоляции
коммутационного аппарата 7.
Блоки 1-5 размещаются на открытом РУ, а для размещения блоков 6 и 7 может потребоваться
закрытое помещение. Поэтому перемычка между блоками 4 и 7 должна быть выполнена кабелем
с изоляцией, соответствующей напряжению в точке присоединения резистора 4 к ШКБ.
Перемычка между блоками 5 и 6 должна быть выполнена кабелем с номинальным напряжением
не выше 1 кВ.
Предложенное устройство может быть реализовано как при соединении конденсаторов ШКБ в
звезду, так и при их соединении в треугольник.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство компенсации реактивной мощности, содержащее шунтовую конденсаторную
батарею (ШКБ) с выключателем в ее цепи и шунтирующий резистор, включенный параллельно
по крайней мере одному конденсатору указанной батареи через коммутационный аппарат с
вводом управления включением и источник энергии, отличающееся тем, что оно снабжено
логическим блоком и датчиком факта отключения батареи, причем логический блок
выполнен с возможностью подключения к вводу управления включением коммутационного
аппарата источника энергии при наличии двух сигналов на его входе от упомянутого
датчика, входы которого включены в цепь ШКБ.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик факта отключения ШКБ выполнен в виде
последовательно соединенных реактора и резистора с возможностью появления на выходах
сигналов при равенстве нулю тока через ШКБ и его производной.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника энергии использован
источник оперативного тока.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника энергии использован
конденсатор ШКБ.
Версия для печати
Дата публикации 15.02.2007гг
вверх
|
