КОНДЕНСАТОРНАЯ БАТАРЕЯ

Область техники
Предложение относится к высоковольтным конденсаторным батареям, используемым в электрических сетях, например, для компенсации реактивной мощности.
Уровень техники
Выбранная в качестве прототипа, конденсаторная батарея [1] образована параллельно соединенными конденсаторами, корпуса которых установлены на общей металлической платформе [Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. Ю.Г.Барыбина и др. Москва Энергоатомиздат 1990. стр.422.]. При этом один из выводов каждого конденсатора связан с его корпусом и соединен с металлической платформой, а другой - изолирован от корпуса и платформы. Изолированные выводы конденсаторов объединены в две группы и образуют соответствующие выводы батареи.
Недостаток устройства-прототипа - высокий уровень аварийных токов в случае короткого замыкания между изолированным выводом конденсатора батареи и платформой, что может привести к повреждению батареи.
Задача полезной модели - уменьшить уровень аварийных токов и вероятность повреждения конденсаторов при коротких замыканиях.
Раскрытие полезной модели
Предметом полезной модели является конденсаторная батарея, содержащая параллельно соединенные конденсаторы, выводы которых изолированы от корпусов, установленных на металлической платформе, и емкостный делитель напряжения, крайние выводы которого подключены к выводам параллельно соединенных конденсаторов, а средний - к металлической платформе.
Такое решение по сравнению с прототипом [1] позволяет уменьшить ток, протекающий через батарею при коротком замыкании любого вывода конденсатора батареи на корпус или металлическую платформу и, тем самым, снизить вероятность повреждения батареи.
Полезная модель имеет развитие, которое состоит в том, что введен блок защиты, подключенный входом к металлической платформе.
Это позволяет дополнительно снизить вероятность повреждения конденсаторов при коротких замыканиях.
Полезная модель имеет последующее развитие, согласно которому блок защиты содержит формирователь отклонения входного напряжения от уставки, выход которого через формирователь зоны нечувствительности и элемент выдержки времени подключен к выходу блока защиты.
Это позволяет уменьшить вероятность ложных срабатываний защиты и обеспечить ее срабатывание при замыканиях выводов конденсаторов на корпус или металлическую платформу, а также при внутренних повреждениях конденсаторов батареи.
Полезная модель имеет дальнейшее развитие, согласно которому формирователь отклонения входного напряжения от уставки охвачен отрицательной обратной связью через интегрирующий элемент,
Это позволяет исключить необходимость периодической подстройки уставки при медленных изменениях потенциала металлической платформы в процессе эксплуатации батареи.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 приведена схема, иллюстрирующая осуществление полезной модели с учетом ее развития, на фиг.2 - пример выполнения формирователя отклонения входного напряжения от уставки.
На схеме показаны: параллельно соединенные конденсаторы 1, выводы которых изолированы от корпусов, установленных на металлической платформе 2, конденсаторы 3 и 4 емкостного делителя 5 напряжения,
крайние выводы 6 и 7 которого подключены к выводам 8 и 9 конденсаторов 1 соответственно, а средний вывод 10 - к платформе 2.
Корпуса конденсаторов 1 показаны двойным пунктиром.
Кроме того, на схеме фиг.1 показан блок 11 защиты, вход 12 которого подключен к платформе 2.
В составе блока 11 показаны формирователь 13 отклонения входного напряжения от уставки (заданного значения напряжения), формирователь 14 зоны нечувствительности и элемент 15 выдержки времени. Выход формирователя 13 через формирователь 14 и элемент 15 подключен к выходу блока 11 защиты.
Формирователь 13 охвачен отрицательной обратной связью через интегрирующий элемент 16.
Устройство работает следующим образом.
Переменное напряжение с вывода 10 делителя 5 поступает на платформу 2 и через вход 12 в блок 11 и формирователь 13. В формирователе 13 переменное напряжение масштабируется и выпрямляется с последующей фильтрацией. Из полученного постоянного напряжения вычитается напряжение уставки (вход 17). Разность напряжений, представляющая собой отклонение входного напряжения от уставки, поступает на вход формирователя 14, реагирующего на модуль входного напряжения.
В формирователе 14 модуль отклонения сравнивается с порогом. Пока он не превышает порог, отклонение находится в зоне нечувствительности защиты и на выходе формирователя 14 нет сигнала. При превышении порога отклонение выходит из зоны нечувствительности и на выходе формирователя 14 появляется сигнал, запускающий элемент 15. Элемент 15 начинает отсчитывать выдержку времени на срабатывание защиты. Если величина отклонения становится ниже порога, элемент 15 сбрасывается. Если сигнал запуска сохраняется на выходе формирователя 14 в течение
заданной выдержки времени, на выходе элемента 15 вырабатывается сигнал на аварийное отключение батареи конденсаторов. Значения напряжения уставки, зоны нечувствительности (порога) и длительности выдержки времени, задаваются по установочным входам 17, 18 и 19 соответственно.
Пример выполнения формирователя 13 иллюстрирует фиг.2, на которой показаны: изолирующий усилитель 20, обеспечивающий изоляцию от высоковольтных цепей и масштабирование, двухполупериодный выпрямитель 21с фильтром и сумматор 22.
При коротком замыкании одного из выводов 8 или 9 на корпус конденсатора 1 или платформу 2 батарея разряжается через конденсатор 4 или 3, подключенный соответственно к другому выводу батареи. Наличие в цепи разряда батарей одного из конденсаторов делителя 5, емкость которого существенно меньше суммарной емкости конденсаторов 1, снижает величину аварийного тока и вероятность повреждения батареи.
Блок 11 защиты реагирует на изменение потенциала платформы 2 относительно уставки на входе 17. Медленные изменения этого потенциала, неизбежные в процессе эксплуатации, игнорируются формирователем 13 благодаря отрицательной обратной связи, обеспечиваемой элементом 16. Быстрые аварийные изменения проходят через формирователь 13 и контролируются формирователем 14 и элементом 15 по абсолютной величине и длительности, чтобы исключить срабатывание защиты при случайных скачках потенциала платформы.
В качестве конденсаторов делителя 5 может использоваться пара конденсаторов того же типа, что и конденсаторы 1.