RU2621670C1 - Method of allocation of free composition in the control of zero sequence of the electrical network and device of automatic adjustment of the irrigated reactor on its basis - Google Patents
Method of allocation of free composition in the control of zero sequence of the electrical network and device of automatic adjustment of the irrigated reactor on its basis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621670C1 RU2621670C1 RU2015151770A RU2015151770A RU2621670C1 RU 2621670 C1 RU2621670 C1 RU 2621670C1 RU 2015151770 A RU2015151770 A RU 2015151770A RU 2015151770 A RU2015151770 A RU 2015151770A RU 2621670 C1 RU2621670 C1 RU 2621670C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- accumulator
- network
- adder
- free component
- 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
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматической настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю в электрических сетях с компенсированной нейтралью. Технический результат заключается в повышении точности настройки в условиях помех и низкого уровня полезного сигнала во всем диапазоне регулирования.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to automatically adjust the compensation of capacitive currents of earth faults in electric networks with compensated neutral. The technical result consists in increasing the accuracy of the settings in the conditions of interference and a low level of the useful signal in the entire control range.
Известно, что свободная составляющая переходного процесса содержит полную информацию о параметрах электрической сети и используется для получения данных о собственной частоте колебаний, степени расстройки, емкости сети, добротности и других параметров контура нулевой последовательности (КНП) и применяется в устройствах настройки и компенсации емкостных токов замыкания на землю. Свободная составляющая, выделенная из переходного процесса, как правило, является источником данных для известных алгоритмов математической обработки сигналов во временной области. Способ выделения свободной составляющей в КНП электрической сети может применяться в устройствах, работающих в сетях с пониженной добротностью КНП, с параллельным включением нескольких реакторов, с комбинированным режимом заземления, где системы компенсации на основе других методов автоматической настройки и регулирования малоэффективны.It is known that the free component of the transient process contains complete information about the parameters of the electric network and is used to obtain data on the natural frequency of oscillation, the degree of detuning, network capacity, quality factor and other parameters of the zero sequence circuit (KNI) and is used in devices for tuning and compensation of capacitive circuit currents to the ground. The free component isolated from the transient process, as a rule, is a data source for known algorithms for mathematical processing of signals in the time domain. The method of isolating the free component in the KNI of the electric network can be used in devices operating in networks with low Q-factor of the KNI, with the parallel inclusion of several reactors, with a combined grounding mode, where compensation systems based on other methods of automatic tuning and regulation are ineffective.
Уровень техникиState of the art
Для компенсации емкостных токов замыкания на землю в сетях 6-35 кВ используются настраиваемые дугогасящие реакторы (ДГР), включаемые в контур нулевой последовательности сети. Емкостные токи компенсируют индуктивным током ДГР подключенным к сети через нейтралеобразующий трансформатор. При точной настройке ДГР ток в месте замыкания на землю приобретает чисто активный характер и уменьшается до уровня суммарных активных потерь в ДГР и отходящих кабельных линиях, что значительно снижает вероятность перехода ОЗЗ в междуфазные короткие замыкания с дальнейшим повреждением первичного оборудования.To compensate for capacitive earth fault currents in 6-35 kV networks, customizable arc-extinguishing reactors (GDR) are used, which are included in the zero-sequence circuit of the network. Capacitive currents compensate for the inductive current of the DGR connected to the network through a neutralizing transformer. With the fine-tuning of the GDR, the current in the place of the earth fault becomes purely active and decreases to the level of the total active losses in the GDR and outgoing cable lines, which significantly reduces the likelihood of the transition of OZZ to interphase short circuits with further damage to the primary equipment.
Для получения информации о текущей расстройке КНП применяются способы на основе измерения амплитудно-фазовых характеристик, наложения контрольного тока отличного от частоты сети и переходной характеристики КНП. Известно, что переходная характеристика контура нулевой последовательности кроме расстройки содержит наиболее полную информацию о сети, включая такие параметры как, частота собственных колебаний, индуктивность реактора, суммарная емкость и добротность КНП. Для получения переходной характеристики в составе устройств измерения и компенсации емкостных токов ОЗЗ дополнительно используется блок наложения, который создает кратковременное возмущение в нейтрали промышленной сети, либо используются естественные возмущения, которые возникают вследствие коммутаций отходящих линий.To obtain information about the current detuning of KNI, methods are applied based on measuring the amplitude-phase characteristics, applying a control current different from the network frequency and the transition characteristic of the KNI. It is known that the transition characteristic of the zero sequence circuit, in addition to detuning, contains the most complete information about the network, including such parameters as the frequency of natural oscillations, the inductance of the reactor, the total capacitance and Q factor of the KNI. To obtain a transient response as part of the capacitance current measuring and compensation devices of the OZZ, an overlay unit is additionally used, which creates a short-term disturbance in the neutral of the industrial network, or natural disturbances that arise due to switching of outgoing lines are used.
Известен способ настройки компенсации емкостных токов по переходной характеристики КНП сети [1], выбранный в качестве первого прототипа. В данном способе для получения свободной составляющей КНП сети используется осциллограмма напряжения, снимаемая с трансформатора напряжения секции или с сигнальной обмотки ДГР. Свободная составляющая КНП сети выделяется как разностный сигнал двух фрагментов контрольной осциллограммы, зафиксированной до и после действия импульса опорного тока. Оценка расстройки производится путем сравнения промышленной частоты с частотой свободных колебаний КНП, после чего формируется регулирующее воздействие на индуктивность ДГР.A known method of adjusting the compensation of capacitive currents according to the transient characteristics of the KNI network [1], selected as the first prototype. In this method, to obtain the free component of the KNI network, a voltage waveform is taken, taken from the section voltage transformer or from the signal winding of the GDR. The free component of the KNI network is allocated as a difference signal of two fragments of the control waveform, recorded before and after the action of the reference current pulse. The detuning is estimated by comparing the industrial frequency with the frequency of free oscillations of the KNI, after which a regulatory effect on the inductance of the GDR is formed.
Недостатки способа - зависимость регулирующего воздействия от колебаний частоты промышленной сети, величины и фазы напряжения в контуре нулевой последовательности в момент подачи импульса опорного тока, малая амплитуда переходного процесса возмущения, низкая помехоустойчивость и, как следствие, высокая погрешность определения собственной частоты КНП. Эти недостатки ограничивают область применения рассмотренного способа.The disadvantages of the method are the dependence of the regulatory action on fluctuations in the frequency of the industrial network, the magnitude and phase of the voltage in the zero sequence circuit at the time of supplying the reference current pulse, the small amplitude of the transient disturbance process, low noise immunity, and, as a result, a high error in determining the natural frequency of the KNI. These disadvantages limit the scope of the considered method.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ выделения свободной составляющей в устройстве управления настройкой ДГР [2]. Способ, применяемый в устройстве, предполагает получение оцифрованного сигнала возмущения и его задержку на целое число N полупериодов промышленной частоты, где для выделения свободной составляющей производится суммирование или вычитание текущего и задержанного оцифрованных сигналов при нечетном или четном числе N соответственно. После определения собственной частоты колебаний КНП формируется управляющее воздействие на ДГР через блок сопряжения, который приближает собственную частоту КНП к частоте сети.Closest to the proposed invention is a method of separating the free component in the control device setting the GDR [2]. The method used in the device involves obtaining a digitized disturbance signal and its delay by an integer N half-periods of industrial frequency, where the current and delayed digitized signals are added or subtracted for an odd or even number N to select the free component, respectively. After determining the natural frequency of the KNP oscillations, a control action is formed on the GDR through the interface unit, which brings the natural frequency of the KNP closer to the network frequency.
Недостаток прототипа - в соответствии с описанием [2] суммирование прямого и задержанного фрагментов входного сигнала (для нечетного N) приводит к удвоению постоянной составляющей, которая возникает вследствие несимметрии аналоговых цепей, не учитываются колебания частоты промышленной сети, которые вносят погрешность в работу сумматора-вычитателя, малая амплитуда переходного процесса возмущения, что в целом приводит к невозможности или значительной погрешности определения собственной частоты КНП при малых уровнях полезного сигнала.The disadvantage of the prototype is that, in accordance with the description of [2], the sum of the direct and delayed fragments of the input signal (for odd N) leads to a doubling of the DC component that occurs due to asymmetry of the analog circuits; frequency fluctuations of the industrial network, which introduce an error into the operation of the adder-subtractor, are not taken into account , a small amplitude of the transient perturbation process, which generally leads to the impossibility or significant error of determining the natural frequency of the KNI at low levels of the useful signal.
Недостатки вышеуказанных прототипов вытекают из следующего: простое вычитание осциллограмм по способу [1] двух участков кривой контрольного сигнала приводит к появлению значительного сигнала ошибки или шума из-за неиспользования информации о периоде промышленной частоты. Способ, реализованный в устройстве [2], позволяет уменьшить погрешность получения свободной составляющей КНП, однако на практике ошибка остается существенной, так как частота сети постоянно меняется в ограниченных пределах или «плывет» по заранее неизвестному закону в зависимости от типа генерирующего оборудования и характере нагрузки потребителей.The disadvantages of the above prototypes follow from the following: a simple subtraction of the waveforms according to the method [1] of two sections of the control signal curve leads to the appearance of a significant error or noise signal due to the non-use of information about the industrial frequency period. The method implemented in the device [2], allows to reduce the error of obtaining the free component of the KNI, but in practice the error remains significant, since the network frequency is constantly changing within limited limits or “floats” according to a previously unknown law depending on the type of generating equipment and the nature of the load consumers.
Длительность полупериода промышленной частоты, представленная в М тактах фиксированной частоты дискретизации, имеет погрешность равную периоду дискретизации устройства Td и без ее подстройки приводит к появлению разностного сигнала ошибки после операции вычитания с четным числом N (или суммирования с нечетным N). Величина ошибки будет зависеть от соотношения амплитуд комплексного сигнала 3U0 (снимаемого с «разомкнутого треугольника» измерительного трансформатора) и свободной составляющей КНП на входе алгоритма. Таким образом, при использовании элемента задержки, реализованного какThe half-period of the industrial frequency, presented in M clocks of a fixed sampling frequency, has an error equal to the sampling period of the device T d and without its adjustment leads to the appearance of a difference error signal after the subtraction operation with an even number N (or summing with an odd N). The magnitude of the error will depend on the ratio of the amplitudes of the complex signal 3U0 (taken from the "open triangle" of the measuring transformer) and the free component of the KNI at the input of the algorithm. Thus, when using a delay element implemented as
в сумматоре-вычитателе устройства [2] возникает неустранимая методическая ошибка, пропорциональная периоду дискретизации умноженному на N.in the adder-subtractor of the device [2] there is a fatal methodical error proportional to the sampling period multiplied by N.
Известно, что при подаче импульса опорного тока в КНП возникает возмущение пропорционально прикладываемой мощности к обмотке ДГР. Для получения максимально точного результата измерений полезный сигнал возмущения должен значительно превышать уровень помех, обусловленных наведенными напряжениями в кабеле и собственными шумами сети. Так как конструктивно сигнальная обмотка выполнена достаточно тонким проводом (1,5-2 мм), то увеличение мощности опорного тока, с одной стороны, повышает требования к источнику наложения опорного тока, а с другой, может привести к повреждению сигнальной обмотки. На практике однократная подача импульса в сигнальную обмотку не позволяет получить отклик достаточной амплитуды в канале измерения тока из-за того, что мощность импульса сравнима с мощностью потерь в ДГР, а также потерях в элементах разветвленной сети. При этом переходная характеристика напряжения, снятая с сигнальной обмотки или трансформатора напряжения секции, не позволяет определить все ключевые параметры КНП. Ситуацию значительно усугубляет параллельное включение нескольких ДГР, где для корректной работы автоматики мощность импульса опорного тока должна быть увеличена пропорционально количеству установленных ДГР в сети. С другой стороны, наложение измерительных импульсов большой мощности может вызвать нестабильную работу оборудования РЗА или привести к возникновению "качаний" сети.It is known that when a reference current pulse is applied to the KNI, a disturbance arises in proportion to the applied power to the GDR winding. To obtain the most accurate measurement result, the useful disturbance signal should significantly exceed the level of interference caused by induced voltages in the cable and the intrinsic noise of the network. Since the signal winding is structurally made with a sufficiently thin wire (1.5-2 mm), an increase in the power of the reference current, on the one hand, increases the requirements for the source of the superposition of the reference current, and on the other, can lead to damage to the signal winding. In practice, a single pulse supply to the signal winding does not allow a sufficient amplitude response in the current measurement channel due to the fact that the pulse power is comparable to the power loss in the GDR, as well as losses in the elements of a branched network. At the same time, the transient voltage characteristic taken from the signal winding or section voltage transformer does not allow to determine all the key parameters of the KNI. The situation is significantly aggravated by the parallel inclusion of several DGRs, where for the automatic operation to work correctly, the pulse power of the reference current must be increased in proportion to the number of installed DGRs in the network. On the other hand, the imposition of measuring pulses of high power can cause unstable operation of relay protection equipment or lead to the occurrence of "swings" of the network.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности настройки и достоверности результатов измерений во всем диапазоне регулирования ДГР.The technical result of the invention is to increase the accuracy of the settings and the reliability of the measurement results in the entire range of regulation of the GDR.
Указанная цель достигается тем, что формируют опорный ток в контуре нулевой последовательности, контролируют напряжение нулевой последовательности, частоту промышленной сети, при этом способ отличается тем, что для выделения свободной составляющей обработка сигнала возмущения производится в несколько этапов в сумматоре-накопителе таким образом, что свободная составляющая комплексного сигнала возмущения складывается со своей задержанной копией в фазе, а сложение сигнала несимметрии со своей задержанной копией производится в противофазе, при этом время задержки Т должно быть равно целому количеству периодов N промышленной частоты. При этом суммирование противофазных сигналов эквивалентно вычитанию амплитуд, а вычитание двух противофазных сигналов эквивалентно сложению амплитуд.This goal is achieved by the fact that they form the reference current in the zero sequence circuit, control the zero sequence voltage, the frequency of the industrial network, and the method differs in that for isolating the free component, the disturbance signal is processed in several stages in the accumulator-accumulator in such a way that free the component of the complex disturbance signal is added with its delayed copy in phase, and the addition of the asymmetry signal with its delayed copy is performed against phase, while the delay time T should be equal to an integer number of N periods of power frequency. In this case, the summation of antiphase signals is equivalent to subtracting the amplitudes, and the subtraction of two antiphase signals is equivalent to summing the amplitudes.
Для возбуждения затухающих колебаний в контуре нулевой последовательности применяют несколько серий из одного или нескольких импульсов чередующейся полярности с периодом следования импульсов внутри серии близким или равным периоду собственных колебаний контура Тсв, с периодом следования серий, равным времени линии задержки Т. При этом входные аналоговые значения напряжения несимметрии оцифровывают, используя расчетное значение частоты дискретизации Fd, значение которой выбирают на каждом шаге из условия, что ее отношение к частоте промышленной сети должно соответствовать целому значению N.To excite damped oscillations in the zero sequence circuit, several series of one or several pulses of alternating polarity are used with a pulse repetition period inside the series close to or equal to the period of natural oscillations of the TCB circuit, with a series repetition period equal to the delay line time T. Moreover, the input analog voltage values asymmetries are digitized using the calculated value of the sampling frequency Fd, the value of which is selected at each step from the condition that its relation to the frequency industrial network must match the integer value N.
Известно, что комплексный сигнал возмущения представляет собой сумму свободной составляющей КНП и сигнала помехи, который в ограниченном интервале времени представляет собой стационарный процесс. Суть способа заключается в том, что для получения свободной составляющей используется статистическая взаимосвязь между двумя и более сигналами возмущения, сдвинутыми во времени при условии колебательного характера отклика и стационарности процессов на заданном интервале времени. Известно, что корреляционная функция для двух и более одинаковых возмущений, разнесенных на время Т, будет иметь максимум на интервале τ=Т, где Т - интервал возмущений.It is known that the complex disturbance signal is the sum of the free component of the KNI and the interference signal, which in a limited time interval is a stationary process. The essence of the method is that to obtain the free component, a statistical relationship is used between two or more disturbance signals shifted in time, provided that the response is oscillatory and the processes are stationary over a given time interval. It is known that the correlation function for two or more identical perturbations separated by time T will have a maximum in the interval τ = T, where T is the perturbation interval.
Одновременно с этим при колебательном характере отклика функция будет иметь минимумы при τ=T±2/Fc, где Fc - собственная частота контура. Таким образом, для выделения полезного сигнала (в данном случае свободной составляющей КНП) можно использовать корреляционный сумматор-накопитель, который будет накапливать синфазные компоненты сигнала и удалять противофазные. При этом операция вычитания сигнала из его задержанной копии эквивалентна сложению противофазных сигналов, что позволяет удалять шум, имеющий стационарный характер на каждой итерации работы корреляционного сумматора-накопителя. При сложении синфазных и противофазных компонент всегда возникает сигнал ошибки вследствие несоблюдения условия, когда частота дискретизации должна быть кратна частоте промышленной сети Fd=N*Tc, где Fd - частота дискретизации; Тс - период промышленной частоты. Однако, если сигнал ошибки периодичен на интервале Т и, следовательно, имеет стационарный характер, то его можно удалить на следующей итерации путем его вычитания из задержанной копии сигнала, в то время как полезный сигнал возмущения, поданный в противофазе относительно своей задержанной копии, после вычитания удвоится. Таким образом, уже на третьей итерации корреляционного сумматора-накопителя в результирующем сигнале можно полностью удалить противофазные компоненты с частотами, кратными частоте промышленной сети, что дает возможность обработки полезных сигналов на уровне единиц и десятков милливольт. Используя данный способ можно реализовать одно-, двух-, и т.д n-каскадные сумматоры. Следует заметить, что однокаскадный сумматор, например, используемый в [2], не обеспечивает полного подавления сигнала несимметрии, и требует точной синхронизации времени задержки Т с частотой сети. Двухкаскадный сумматор принципиально свободен от указанного недостатка, поэтому ниже будет рассмотрен один из вариантов его реализации.At the same time, with the oscillatory nature of the response, the function will have minima at τ = T ± 2 / Fc, where Fc is the natural frequency of the circuit. Thus, to isolate the useful signal (in this case, the free component of the KNI), you can use the correlation accumulator-accumulator, which will accumulate in-phase components of the signal and remove antiphase components. In this case, the operation of subtracting the signal from its delayed copy is equivalent to adding antiphase signals, which allows you to remove noise that is stationary in every iteration of the operation of the correlation accumulator-accumulator. When adding in-phase and antiphase components, an error signal always occurs due to non-compliance with the condition when the sampling frequency must be a multiple of the industrial network frequency Fd = N * Tc, where Fd is the sampling frequency; Tc - period of industrial frequency. However, if the error signal is periodic in the interval T and, therefore, has a stationary character, then it can be removed at the next iteration by subtracting it from the delayed copy of the signal, while the useful disturbance signal generated in antiphase relative to its delayed copy after subtraction will double. Thus, already at the third iteration of the correlation accumulator-accumulator, the antiphase components with frequencies that are multiples of the frequency of the industrial network can be completely removed in the resulting signal, which makes it possible to process useful signals at the level of units and tens of millivolts. Using this method, one-, two-, etc. n-cascade adders can be implemented. It should be noted that a single-stage adder, for example, used in [2], does not completely suppress the asymmetry signal, and requires accurate synchronization of the delay time T with the network frequency. The two-stage adder is fundamentally free from this drawback, so one of the options for its implementation will be considered below.
Для пояснения принципа действия способа на фигуре 1 приведена схема двухкаскадного сумматора-накопителя, использующего предлагаемый способ.To explain the principle of the method, the figure 1 shows a diagram of a two-stage adder-drive using the proposed method.
Сумматор-накопитель состоит из первой и второй линий задержек Т с временем задержки Т, равным периоду следования серии импульсов и кратным периоду промышленной частоты, первого сумматора S1, имеющего не инвертирующий и инвертирующий входы, второго сумматора S2, имеющего один не инвертирующий и два инвертирующих входа, соединенных между собой таким образом, что входной сигнал несимметрии поступает на вход первой линии задержки и соединенные вместе положительные входы сумматоров, выход первой линии задержки Т подключен к соединенным вместе отрицательным входам сумматоров, в то время как вторая линия задержки включена между выходом первого сумматора и дополнительным отрицательным входом второго сумматора. Сумматоры S1 и S2 имеют одинаковые по модулю коэффициенты передачи, равные К=1 для не инвертирующих входов и К=-1 для инвертирующих. Сумматор-накопитель, выполненный по данной схеме ,имеет коэффициент усиления сигнала свободной составляющей Ку=4 и двукратное вычитание сигнала несимметрии.The accumulator-accumulator consists of the first and second delay lines T with a delay time T equal to the period of a series of pulses and a multiple of the industrial frequency period, the first adder S1, which has non-inverting and inverting inputs, the second adder S2, which has one non-inverting and two inverting inputs interconnected in such a way that the input asymmetry signal enters the input of the first delay line and the positive inputs of the adders connected together, the output of the first delay line T is connected to the connected capacitors negative inputs of the adders, while the second delay line is connected between the output of the first adder and an additional negative input of the second adder. Adders S1 and S2 have identical modulo transmission coefficients equal to K = 1 for non-inverting inputs and K = -1 for inverting. The adder-drive, made according to this scheme, has a gain of the signal of the free component Ku = 4 and double subtraction of the asymmetry signal.
Как видно на фигуре 2, зондирующий сигнал тока наложения подается в КНП в виде 3-х одиночных импульсов переменной полярности. Соответствующее напряжение возмущения А с выхода трансформатора напряжения секции подается на вход сумматора-накопителя и, как видно из осциллограммы, трижды меняет свою фазу относительно начала интервала Т. Так как сигнал В появляется на выходе линии задержки через время Т в той же полярности, то его вычитание из инверсного сигнала А приводит к сложению амплитуд на выходе С. Следует отметить, что сигнал несимметрии (не показан на чертежах) всегда присутствует на всех интервалах времени Т без изменения фазы и в идеальных условиях после вычитания из своей задержанной копии сигнал помехи на выходе С становится близким к нулю уже на первом интервале. На втором интервале сигнал в точке С будет равен С=-2*А. Сигнал D отстает от сигнала С на интервал задержки Т. На третьем интервале на входе сумматора имеем сигнал А в прямой полярности, сигнал В=-А и сигнал D=-2*А. Следует отметить, что на практике из-за не идеальности параметров линии задержки на первом и третьем интервалах после вычитания сигналов всегда появляется сигнал ошибки, однако в выходном сигнале Е эти компоненты будут отсутствовать, так как будут просуммированы в S2 с разными знаками. Это обстоятельство позволяет уменьшить требования к точности измерения частоты сети с целью коррекции параметра линии задержки Т, допуская тем самым наличие сигнала ошибки на промежуточных этапах работы сумматора-накопителя.As can be seen in figure 2, the probing signal of the overlay current is supplied to the KNI in the form of 3 single pulses of variable polarity. The corresponding disturbance voltage A from the output of the section voltage transformer is supplied to the input of the accumulator-accumulator and, as can be seen from the waveform, changes its phase three times relative to the beginning of the interval T. Since signal B appears at the output of the delay line after time T in the same polarity, it subtraction from the inverse signal A leads to the addition of the amplitudes at the output C. It should be noted that the asymmetry signal (not shown in the drawings) is always present at all time intervals T without changing the phase and under ideal conditions after Itani from the delayed copies of the signal interference at the output C becomes close to zero at the first interval. In the second interval, the signal at point C will be equal to C = -2 * A. Signal D lags signal C by delay interval T. On the third interval at the input of the adder, we have signal A in direct polarity, signal B = -A and signal D = -2 * A. It should be noted that in practice, because of the non-ideal delay line parameters, an error signal always appears at the first and third intervals after subtracting the signals, however, these components will be absent in the output signal E, since they will be summed in S2 with different signs. This circumstance makes it possible to reduce the requirements for the accuracy of measuring the network frequency in order to correct the delay line parameter T, thereby allowing the presence of an error signal at intermediate stages of the accumulator-drive operation.
Устройство автоматической настройки ДГРAutomatic adjustment device
На основе данного способа реализовано устройство для автоматического управления плунжерным (или статическим) ДГР, см. фигуру 3(4). Схема содержит электрическую сеть с компенсированной нейтралью напряжением 6-35 кВ с коммутируемыми электрическими линиями и их фазными емкостями, нейтралеобразующий трансформатор 1, дугогасящий реактор 2 с приводом М, с подключенным к нему блоком управления приводом (секциями конденсаторов) 3, формирователь импульсов 4, подключенный к сигнальной обмотке дугогасящего реактора и блоку управления режимом компенсации 5, измеритель частоты сети 6, который подключен к обмотке «звезда» измерительного трансформатора напряжения 7, сумматор-накопитель 8, подключенный своим входом к обмотке «разомкнутый треугольник» трансформатора 7. При этом выход измерителя частоты подключен к первому входу блока 5, а выход сумматора накопителя ко второму входу блока 5. Кроме того, измеритель частоты сети 6 имеет два дополнительных выхода для управления параметрами линий задержек Т сумматора накопителя 8.Based on this method, a device for automatically controlling a plunger (or static) GDR is implemented, see figure 3 (4). The circuit contains an electric network with compensated neutral voltage of 6-35 kV with switched electric lines and their phase capacitances, a neutralizing
Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы сети, когда отсутствуют какие-либо возмущающие факторы, сигнал на выходе сумматора накопителя отсутствует, при этом измеритель частоты сети 6 отслеживает изменения частоты промышленной частоты, корректирует параметр Т линий задержки и частоту дискретизации, уменьшая таким образом сигнал ошибки сумматора накопителя. В соответствии с алгоритмом блок управления режимом компенсации 5 через формирователь импульсов 4 подает серию импульсов тока разной полярности в сигнальную обмотку ДГР и по завершению серии запускает цикл вычисления собственной частоты КНП. Количество импульсов в серии выбирается исходя из добротности сети и может быть от 1-3 для сетей с высокой добротностью и до 7 в сетях с низкой добротностью. При наличии информации о собственной частоте сети период следования импульсов внутри серии выбирается близким или равным периоду свободных колебаний КНП. При первом включении устройства, когда собственная частота контура не известна, используются серия из одного импульса соответствующей полярности, при этом определяется только собственная частота КНП, последующие воздействия на сигнальную обмотку выполняются сериями из нескольких импульсов с последующим уточнением собственной частоты и расчетом основных параметров КНП. Блок управления режимом компенсации 5 сравнивает частоту свободных колебаний КНП с промышленной частотой и по результатам сравнения формирует управляющее воздействие через блок управления приводом (секциями конденсаторов) 3, который перемещая плунжер (изменяя емкость секции конденсаторов) увеличивает или уменьшает индуктивный (емкостной) ток реактора 2. Выходными величинами блока управления режимом компенсации 5 являются текущая величина коэффициента расстройки КНП сети, добротность контура, коэффициент затухания. При этом расстройка контура нулевой последовательности вычисляется по формулеThe device operates as follows. In the normal mode of operation of the network, when there are no disturbing factors, the signal at the output of the accumulator adder is absent, while the frequency meter of the
где fo - собственная частота контура; ƒс - частота промышленной сети.where fo is the natural frequency of the circuit; ƒс - frequency of the industrial network.
Экспериментальные осциллограммы работы устройства приведены на фигурах 5 и 6.Experimental waveforms of the device are shown in figures 5 and 6.
Описание чертежейDescription of drawings
На фигуре 1 показана функциональная схема сумматора-накопителя, где S1 и S2 аналоговые сумматоры, Т - линия задержки. А - входной сигнал возмущения, В, С, D внутренние сигналы схемы, Е - выходной сигнал свободной составляющей.The figure 1 shows the functional diagram of the adder-drive, where S1 and S2 are analog adders, T is the delay line. A is the input disturbance signal, B, C, D are internal signals of the circuit, E is the output signal of the free component.
На фигуре 2 показаны осциллограммы сигналов в характерных точках А, В, С, D, Е сумматора-накопителя, Т - параметр линии задержки. А - входной сигнал возмущения, В, С, D внутренние сигналы схемы, Е - выходной сигнал свободной составляющей.The figure 2 shows the waveforms of the signals at the characteristic points A, B, C, D, E of the adder-drive, T is the parameter of the delay line. A is the input disturbance signal, B, C, D are internal signals of the circuit, E is the output signal of the free component.
На фигуре 3 показана функциональная схема устройства автоматической настройки плунжерного ДГР с механическим приводом М. Выделение свободной составляющей на фиг. 3 происходит в сумматоре накопителе 8. На фигуре 4 показана функциональная схема устройства автоматической настройки для статического ДГР. Выделение свободной составляющей на фиг.4 также происходит в сумматоре накопителе 8. Для фигур 3, 4 Fc - сигнал синхронизации, 3Uo - сигнал несимметрии, снимаемые соответственно с обмоток «звезда» и «разомкнутый треугольник» измерительного трансформатора 7.Figure 3 shows a functional diagram of a device for automatically adjusting a plunger DDR with a mechanical drive M. The free component in FIG. 3 occurs in the
На фигурах 5 и 6 показана осциллограммы выходных сигналов на выходе первого сумматора S1 (фигура 5) и на выходе второго сумматора S2 (фигура 6). На обеих фигурах шкала по оси Y представлена в вольтах, сигнал несимметрии, оставшийся после первого вычитания (фигура 5), выделен эллипсом. Как видно на фигуре 6, сигнал несимметрии на выходе устройства пренебрежимо мал.In figures 5 and 6 shows the waveforms of the output signals at the output of the first adder S1 (figure 5) and at the output of the second adder S2 (figure 6). In both figures, the scale along the Y axis is presented in volts, the asymmetry signal remaining after the first subtraction (figure 5) is highlighted by an ellipse. As can be seen in figure 6, the asymmetry signal at the output of the device is negligible.
Высокая точность измерений и настройки в данном способе достигается за счет:High accuracy of measurements and settings in this method is achieved by:
- увеличения амплитуды полезного сигнала посредством синфазного способа подачи импульсов «накачки» в контуре нулевой последовательности сети;- increase the amplitude of the useful signal through the in-phase method of supplying pulses of "pumping" in the circuit of the zero sequence of the network;
- увеличения амплитуды полезного сигнала в несколько раз посредством статистического накопления полезного сигнала после серии возмущений в сумматоре-накопителе;- increase the amplitude of the useful signal by several times through the statistical accumulation of the useful signal after a series of disturbances in the accumulator-accumulator;
- уменьшения сигнала несимметрии за счет 2-кратного вычитания в сумматоре накопителе;- reduction of the asymmetry signal due to 2-fold subtraction in the accumulator adder;
- уменьшения погрешности измерений путем коррекции частоты дискретизации и времени задержки Т в зависимости от текущей частоты сети, что обеспечивает стационарность процесса измерений.- reducing the measurement error by correcting the sampling frequency and the delay time T depending on the current frequency of the network, which ensures the stationarity of the measurement process.
Проведенные испытания доказали работоспособность заявляемого способа, а также достижение заявляемого результата: повышение точности настройки и достоверности результата измерения.The tests proved the efficiency of the proposed method, as well as the achievement of the claimed result: improving the accuracy of the settings and the reliability of the measurement result.
ЛитератураLiterature
1. Патент на изобретение №2475915. Способ настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю в электрических сетях. Ильин В.Ф., Петров М.И., Соловьев И.В. Опубликовано в Бюл. №5 20.02.2013 г.1. Patent for the invention No. 2475915. A method of setting compensation for capacitive earth fault currents in electrical networks. Ilyin V.F., Petrov M.I., Soloviev I.V. Published in Bul. No. 5 02/20/2013
2. Патент на полезную модель №147273. Устройство управления настройкой дугогасящего реактора. Березкин Е.Д., Марченко Г.Н. Опубликовано в Бюл. №30 27.10.2014 г.2. Patent for utility model No. 147273. Arcing reactor tuning control device. Berezkin E.D., Marchenko G.N. Published in Bul. No30 October 27, 2014
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151770A RU2621670C1 (en) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Method of allocation of free composition in the control of zero sequence of the electrical network and device of automatic adjustment of the irrigated reactor on its basis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151770A RU2621670C1 (en) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Method of allocation of free composition in the control of zero sequence of the electrical network and device of automatic adjustment of the irrigated reactor on its basis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2621670C1 true RU2621670C1 (en) | 2017-06-07 |
Family
ID=59032386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015151770A RU2621670C1 (en) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Method of allocation of free composition in the control of zero sequence of the electrical network and device of automatic adjustment of the irrigated reactor on its basis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2621670C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US499565A (en) * | 1893-06-13 | Coke-oven | ||
| DE2115807C3 (en) * | 1971-04-01 | 1974-10-17 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Earth fault protection device for electrical devices with star-connected windings |
| WO1997030501A1 (en) * | 1996-02-13 | 1997-08-21 | Square D Company | Arcing fault detection system |
| US5986860A (en) * | 1998-02-19 | 1999-11-16 | Square D Company | Zone arc fault detection |
| JP4830705B2 (en) * | 2006-08-04 | 2011-12-07 | 三菱電機株式会社 | Reactive power control device and reactive power compensation device |
| RU2475915C2 (en) * | 2006-12-18 | 2013-02-20 | Ооо "Нпп Бреслер" | Adjustment method of compensation of capacitance fault-to-ground currents in electric networks |
| RU147273U1 (en) * | 2014-07-10 | 2014-10-27 | Геннадий Николаевич Марченко | DEVICE FOR CONTROL OF AN ARC EXTINGUISHING REACTOR |
-
2015
- 2015-12-02 RU RU2015151770A patent/RU2621670C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US499565A (en) * | 1893-06-13 | Coke-oven | ||
| DE2115807C3 (en) * | 1971-04-01 | 1974-10-17 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Earth fault protection device for electrical devices with star-connected windings |
| WO1997030501A1 (en) * | 1996-02-13 | 1997-08-21 | Square D Company | Arcing fault detection system |
| US5986860A (en) * | 1998-02-19 | 1999-11-16 | Square D Company | Zone arc fault detection |
| JP4830705B2 (en) * | 2006-08-04 | 2011-12-07 | 三菱電機株式会社 | Reactive power control device and reactive power compensation device |
| RU2475915C2 (en) * | 2006-12-18 | 2013-02-20 | Ооо "Нпп Бреслер" | Adjustment method of compensation of capacitance fault-to-ground currents in electric networks |
| RU147273U1 (en) * | 2014-07-10 | 2014-10-27 | Геннадий Николаевич Марченко | DEVICE FOR CONTROL OF AN ARC EXTINGUISHING REACTOR |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bhattacharya et al. | Shunt compensation | |
| RU2393572C2 (en) | Method and device of switch torque determination in electric switching device | |
| Saleem et al. | Resonance damping for an LCL filter type grid-connected inverter with active disturbance rejection control under grid impedance uncertainty | |
| US11201537B2 (en) | Method for suppressing common mode impulse current for inverter generated when switching on alternating current switch and application device thereof | |
| Baradarani et al. | A phase-angle estimation method for synchronization of grid-connected power-electronic converters | |
| CN107210153B (en) | Method for estimating the electrical operating time of a circuit breaker | |
| EP2698920A1 (en) | Phase-locked loop | |
| Roy et al. | Design of an adaptive sliding mode controller for rapid earth fault current limiters in resonant grounded distribution networks to mitigate powerline bushfires | |
| Kumar et al. | Recognition of underlying causes of power quality disturbances using stockwell transform | |
| Gude et al. | Single-phase enhanced phase-locked loops based on multiple delayed signal cancellation filters for micro-grid applications | |
| Amanci et al. | Synchronization system with zero-crossing peak detection algorithm for power system applications | |
| US20160349717A1 (en) | Periodic external disturbance suppression control device | |
| Ghoshal et al. | Performance evaluation of three phase SRF-PLL and MAF-SRF-PLL | |
| Bendjabeur et al. | Transmission line fault location by solving line differential equations | |
| Huang et al. | Virtual RLC active damping for grid-connected inverters with LCL filters | |
| RU2621670C1 (en) | Method of allocation of free composition in the control of zero sequence of the electrical network and device of automatic adjustment of the irrigated reactor on its basis | |
| RU2606952C1 (en) | Method of adjusting the mode of compensation of capacitor currents in electric networks | |
| RU161784U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC ADJUSTMENT OF AN ARC EXTINGUISHING REACTOR | |
| Escobar et al. | Phase-locked loop for grid synchronization under unbalanced operation and harmonic distortion | |
| RU147273U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF AN ARC EXTINGUISHING REACTOR | |
| RU2559809C1 (en) | Adjustment method for compensation of capacitance fault-to-ground currents | |
| US9779892B2 (en) | Power switching control apparatus for switching timings of breaker to suppress transit voltage and current upon turning on the breaker | |
| Patil et al. | Modified dual second-order generalized integrator FLL for frequency estimation under various grid abnormalities | |
| KR101026281B1 (en) | Current controller of active power filter | |
| Petrella et al. | Advances on inter-harmonic variable-frequency injection-based grid-impedance estimation methods suitable for PV inverters |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171203 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180717 |