CZ302235B6 - Zarízení ke kompenzaci zemních proudu zapojené k uzlu transformátoru - Google Patents
Zarízení ke kompenzaci zemních proudu zapojené k uzlu transformátoru Download PDFInfo
- Publication number
- CZ302235B6 CZ302235B6 CZ20090030A CZ200930A CZ302235B6 CZ 302235 B6 CZ302235 B6 CZ 302235B6 CZ 20090030 A CZ20090030 A CZ 20090030A CZ 200930 A CZ200930 A CZ 200930A CZ 302235 B6 CZ302235 B6 CZ 302235B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- current
- fault
- ground
- inverter
- current source
- Prior art date
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000009774 resonance method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Zarízení predstavuje rízený zdroj (1) proudu, který je zapojen mezi uzel transformátoru (3) a zemní potenciál. Funguje nejen jako kompenzátor zemních poruchových proudu a harmonických vyšších rádu poruchových proudu v míste zemní poruchy, ale v bezporuchovém stavu rozvodné soustavy slouží ješte k vyrovnávání její fázové nesymetrie. Rízeným zdrojem (1) proudu muže být napr. napetový strídac, proudový strídac ci frekvencní menic.
Description
Zařízení ke kompenzaci zemních proudů zapojené k uzlu transformátoru
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení ke kompenzaci zemních proudů zapojené k uzlu transformátorů, určené zejména ke kompenzaci poruchových proudů v místě zemního spojení rozvodné soustavy.
Dosavadní stav techniky
Ke kompenzaci poruchového kapacitního proudu při zemních spojeních se používá zemní plynule laditelná zhášecí tlumivka zapojená mezi uzel transformátoru a zemní potenciál. Pokud rozin vodná soustava je provozována jako izolovaná, tzn., že transformátor nemá vyvedený uzel, a požaduje se kompenzování poruchových proudů, musí se použít zařízení na vytvoření umělé nuly. Jedná se o tzv. zemní transformátor, nebo o využití tzv. Bauchova transformátoru, kde se do sekundárního vinutí zapojí zemní plynule laditelná zhášecí tlumivka. Tato zhášecí tlumivka se naladí do rezonance s celkovou kapacitou rozvodné soustavy. Pri vzniku zemního spojení komis penzuje kapacitní proud rozvodné soustavy. Kompenzace poruchového činného proudu jsou založeny na principu injektování proudu do pomocného vinutí zhášecí tlumivky. Nevýhodou tohoto systému je velká vlastní spotřeba, vyvolávající nutnost napojení na vlastní spotřebu rozvodny. Vyrovnání fázové nesymetrie rozvodné soustavy se provádí nepřímo, a to zapojením zatlumovacího odporu do pomocného vinutí zhášecí tlumivky. Nutno podotknout, že při vzniku jednofázové zemní poruchy připojený odpor zvyšuje Činnou složku poruchového proudu. Zatlumovací odpor není dimenzován na trvalý provoz při jednofázové zemní poruše, a proto je nutno jej odepínat. Vyrovnání fázové nesymetrie rozvodné soustavy se provádí také přímo, a to vyrovnáním fázových nesymetrii zapojením proměnné zemní reaktance induktivního nebo kapacitního charakteru mezi každou fázi sítě a místo se zemním potenciálem. Naladěním zemních reaktancí do rezonance s každou fázovou kapacitní složkou systém kompenzuje poruchový kapacitní proud. Kompenzace činné složky se provádí pri poruchovém stavu vhodným nastavením zemních reaktancí fází nezasažených poruchou.
V současnosti využívané metody a zařízení pro kompenzaci zemních poruchových proudů jsou, jak shora popsáno, obvykle založeny na rezonančních metodách. Právě rezonanční princip, přesněji rezonance může způsobit v mezních resp. poruchových stavech velmi nebezpečná přepětí a nadproudy v rozvodné soustavě. Vážnou nevýhodou existujících zařízení kompenzujících zemní poruchové proudy je neschopnost eliminovat harmonické vyšších řádů poruchových proudů.
V případě zemního spojení sice dochází k potlačení první harmonické zemního poruchového proudu, nicméně místem zemního spojení neustále protékají obvykle nezanedbatelné harmonické vyšších řádů zemního poruchového proudu. Další nevýhodou některých současných kvalitativně srovnatelných řešení jsou jejich rozměry, hmotnost a ve značném výkonovém rozsahu i vysoká cena.
Hlavním úkolem vynálezu je vytvořením nového zařízení odstranit nevýhody stávajícího stavu a zároveň zjistit co možná všechny funkce, které je toto nově vytvořené zařízení schopno zastávat.
Podstata vynálezu
Tomuto úkolu vyhovuje zařízení pro kompenzaci zemních proudů zapojení k uzlu transformátoru rozvodné soustavy, jehož podstata spočívá vtom, že řízený zdroj proudu je zapojen mezi uzel transformátoru a zemní potenciál, a to jednak pro kompenzaci zemních poruchových proudů a harmonických vyšších řádů poruchových proudů v místě zemní poruchy, jednak pro vyrovnání fázové nesymetrie v bezporuchovém stavu rozvodné soustavy.
so Hlavní výhoda vynálezu spočívá v tom,že řízený zdroj proudu je plynule laditelný a umožňuje generovat prakticky libovolnou křivku proudu, která má volitelnou velikost základní harmonické
-1 CZ 302235 B6 i harmonických vyšších řádů i volitelný fázový posun pro každou harmonickou složku generovaného kompenzačního proudu. Řízený zdroj proudu působí přímo, pomocí kompenzačního proudu, proti zemním poruchovým proudům v místě zemního spojení. Významnou výhodou vynálezu je možnost kompenzace nejen základní harmonické poruchového proudu, ale i harmo5 n ických vyšších řádů.
Řízeným zdrojem proudu může být napěťový střídač. Ten může být zapojen do pomocného vinutí uzlové tlumivky nebo do uzlu transformátoru rozvodné soustavy přes měničový transformátor. Napěťový střídač lze též přímo zapojit přes tlumivku na jeho střídavé straně do uzlu transit) ťormátoru rozvodné soustavy. Napěťový střídač musí být doplněn regulační smyčkou proudu.
Řízeným zdrojem proudu může být i proudový střídač. Ten může být zapojen, obdobně jako napěťový střídač, do pomocného vinutí uzlové tlumivky nebo do uzlu transformátoru rozvodné soustavy přes měničový transformátor. Do pomocného vinutí tlumivky nebo sekundárního vinutí transformátoru je však třeba ještě doplnit kondenzátor, který je připojen na střídavé svorky proudového střídače. Proudový střídač lze též přímo zapojit přes tlumivku na jeho střídavé straně do uzlu transformátoru rozvodné soustavy. Zapojení je nutné opět doplnit kondenzátorem na střídavých svorkách proudového střídače. Proudový střídač musí být doplněn regulační smyčkou proudu.
Řízeným zdrojem proudu může být také frekvenční měnič. Pro dosažení požadované funkce vynálezu lze použít nepřímý frekvenční měnič, ať již s napěťovým střídačem na výstupu, nebo s proudovým střídačem na výstupu. Zapojení měniče do uzlu transformátoru je závislé na použitém typu střídače a je popsáno výše, a to včetně nezbytné regulační smyčky proudu. Vstupní část frekvenčního měniče musí být připojena k napájecímu zdroji, napr. přes vstupní měničový transformátor k vlastní spotřebě.
Jako nejvýhodnější se při současném stavu techniky jeví použití řízeného zdroje proudu v podobě napěťového střídače resp. nepřímého měniče s napěťovým střídačem.
Je samozřejmé, že řada uvedených konkrétních prvků, tvořících řízený zdroj proudu, není uzavřená. Za určitých podmínek může jeho úlohu plnit kupr. napěťový pulzní usměrňovač, proudový pulzní usměrňovač, přímý frekvenční měnič či maticový měnič.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže osvětlen pomocí výkresů, na obr. 1 je znázorněno schematické zapojení zařízení podle vynálezu, fázorový diagram na obr. 2 popisuje způsob kompenzace zemních poruchových proudu a na obr. 3 je fázorový diagram, popisující vyrovnávání fázové nesymetrie v bezporuchovém stavu rozvodné soustavy.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněn příklad provedení vynálezu s řízeným zdrojem J_ proudu, zapojeným mezi uzel transformátoru 3 a zemní potenciál. Dále jsou zde vyznačeny impedance 4 fázových vodičů rozvodné soustavy proti zemnímu potenciálu. Poruchové proudy tekoucí obvodem jsou vyznače45 ny 5, 6 resp. 7.
Řízený zdroj I proudu je vytvořen jako polovodičový měnič, dále také VPM. Řízený zdroj 1 proudu může generovat libovolnou křivku proudu, která má volitelnou velikost základní harmonické i harmonických vyšších řádů i volitelný fázový posun pro každou harmonickou složku generovaného proudu.
Při zemní poruše 2 vzniklé na některé z fází rozvodné soustavy je vyhodnocen poruchový proud
7, který slouží jako zadání proudové smyčky VPM. Zdroj 1 proudu generuje kompenzační proud
8, který má stejnou velikost jako poruchový proud 7, ovšem obrácenou polaritu. Regulátor proudu zajistí nastavení vhodného kompenzačního proudu 8, čímž dochází v případě kompenzace poruchových proudů 5, 6, 7 k jejich eliminaci. Obdobně pracuje řízený zdroj proudu I i v případě kompenzace harmonických vyšších řádů poruchového proudu 5, 6, 7 s tím, že eliminovány jsou vybrané harmonické složky, především 5., 7., 11. a 13. harmonická. Popsanou situaci zachycuje fázorový diagram na obr. 2.
to V bezporuchovém stavu lze prostřednictvím zařízení podle vynálezu vyrovnávat fázové nesymetrie rozvodné soustavy. Toho se dosáhne nastavením řízeného zdroje i proudu tak, aby kompenzoval proud způsobující fázovou nesymetrii v rozvodné soustavě. Popsanou situaci zachycuje fázorový diagram na obr. 3.
Na fázorových diagramech představuje U0 napětí mezi uzlem transformátoru 3 a zemním potenciálem, které pri zemní poruše může dosahovat až hodnot fázového napětí. Fázová napětí ve fázích nezasažených zemní poruchou mohou dosahovat až hodnot sdružených napětí. V diagramech jsou fázová napětí proti zemnímu potenciálu označena LH, U2 a U3. Proudy tekoucí přes fázové zemní impedance do zemního potenciálu v bezporuchovém stavu rozvodné soustavy mají označení H., 12 a 13. Proud vzniklý nesymetrii zemních impedancí je označen In.
Velmi důležitou vlastností zařízení podle vynálezu je, že kromě již uvedeného umožňuje i vyrovnávání fázové nesymetrie v bezporuchovém stavu rozvodné soustavy, a to opět přímým působením kompenzačního proudu proti proudu způsobujícímu fázovou nesymetrii v rozvodné sousta25 vě. Zařízení podle vynálezu je výrazně variabilnější než známá řešení, umožňuje realizovat řadu funkcí, které tato řešení neumožňují, především kompenzaci harmonických vyšších řádů poruchového proudu. Další výhodou oproti některým současným kvalitativně srovnatelným řešením jsou jeho menší rozměry, hmotnost a ve značném výkonovém rozsahu i nižší cena. Zařízení podle vynálezu je značně necitlivé na nesymetrie a případné proměnné parametry obvodu. Velkou výhodou tohoto řešení proti známým řešením je jeho robustnost.
Claims (3)
- 35 PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení ke kompenzaci zemních proudů zapojené k uzlu transformátoru rozvodné soustavy učené jednak pro kompenzaci zemních poruchových proudů a harmonických vyšších řádů poru40 cho vých proudů v místě zemní poruchy, jednak pro vyrovnání fázové nesymetrie v bezporuchovém stavu rozvodné soustavy, vyznačené tím, že řízený zdroj (1) proudu je zapojen mezi uzel transformátoru (3) a zemní potenciál.
- 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že řízený zdroj (1) proudu je tvořen napě45 ťovým střídaěem.
- 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že řízený zdroj (1) proudu je tvořen proudovým střídačem.50 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že řízený zdroj (1) proudu je tvořen frekvenčním měničem.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090030A CZ302235B6 (cs) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Zarízení ke kompenzaci zemních proudu zapojené k uzlu transformátoru |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090030A CZ302235B6 (cs) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Zarízení ke kompenzaci zemních proudu zapojené k uzlu transformátoru |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ200930A3 CZ200930A3 (cs) | 2010-08-04 |
| CZ302235B6 true CZ302235B6 (cs) | 2011-01-05 |
Family
ID=42536269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20090030A CZ302235B6 (cs) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Zarízení ke kompenzaci zemních proudu zapojené k uzlu transformátoru |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ302235B6 (cs) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE740198C (de) * | 1942-02-01 | 1943-10-14 | Siemens Ag | Anordnung zur Kompensation des an der Erdschlussstelle von Wechselstrom-Fernleitungen hoher Spannung auftretenden von Koronaentladungen herruehrenden Wirkstromes |
| SE433690B (sv) * | 1982-12-09 | 1984-06-04 | Klaus Winter | Anordning for reducering av jordfelsstrommen i resonansjordade kraftnet |
-
2009
- 2009-01-23 CZ CZ20090030A patent/CZ302235B6/cs unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE740198C (de) * | 1942-02-01 | 1943-10-14 | Siemens Ag | Anordnung zur Kompensation des an der Erdschlussstelle von Wechselstrom-Fernleitungen hoher Spannung auftretenden von Koronaentladungen herruehrenden Wirkstromes |
| SE433690B (sv) * | 1982-12-09 | 1984-06-04 | Klaus Winter | Anordning for reducering av jordfelsstrommen i resonansjordade kraftnet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ200930A3 (cs) | 2010-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1565975B1 (en) | A device and a method for control of power flow in a transmission line | |
| Mousavi et al. | Coordinated control of multifunctional inverters for voltage support and harmonic compensation in a grid-connected microgrid | |
| Pan et al. | Potential compensation method for restraining the DC bias of transformers during HVDC monopolar operation | |
| Aithal et al. | Performance of an electrical distribution network with Soft Open Point during a grid side AC fault | |
| Majumder et al. | Control and protection of a microgrid connected to utility through back-to-back converters | |
| Barzegar-Kalashani et al. | A linear hybrid active disturbance rejection controller design to extenuate powerline bushfires in resonant grounded distribution power systems | |
| EP2599180B1 (en) | The apparatus compensating ground currents connected to phase conductors of a distribution system | |
| Stratford | Rectifier harmonics in power systems | |
| EP2599179B1 (en) | The apparatus compensating ground currents connected to a transformer neutral point | |
| CN115296310A (zh) | 用于三相电力系统的具有有功功率注入器的零序电流平衡器 | |
| Reddy et al. | Resonance propagation and elimination in integrated and islanded microgrids | |
| Gokhale et al. | Ferroresonance case study in a distribution network and the potential impact of DERs and CVR/VVO | |
| Saradva et al. | Application of D-STATCOM to control power flow in distribution line | |
| Jindal et al. | The protection of sensitive loads from interharmonic currents using shunt/series active filters | |
| Chen et al. | Control strategy for three-phase four-wire PWM converter of integrated voltage compensation type active SFCL | |
| CZ20041055A3 (cs) | Zapojení pro kompenzaci činné a jalové složky proudu v místě zemního spojení a vyrovnávání fázových napětí v bezporuchovém stavu sítě | |
| El-Saady et al. | Analysis and control of HVDC transmission power system | |
| Kadia et al. | Modelling and analysis of TCSC controller for enhancement of transmission network | |
| CZ302235B6 (cs) | Zarízení ke kompenzaci zemních proudu zapojené k uzlu transformátoru | |
| CZ302920B6 (cs) | Zarízení ke kompenzaci zemních proudu zapojené k fázovým vodicum rozvodné soustavy | |
| Saldaña et al. | Modelling of the 500 mw back-to-back converter station between uruguay and brazil in atp | |
| Sarvi et al. | Compensation of Voltage Single-Phase SAG and SWELL Using Dynamic Voltage Restorer and Difference Per-Unit Value Method. | |
| Anand | Power flow analysis and control of distributed FACTS devices in power system | |
| Suraya et al. | SRF controlled DVR for compensation of balanced and unbalanced voltage disturbances | |
| Kaniewski et al. | Modeling and analysis of dynamic properties of the hybrid transformer with MRC |