Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad kompensacji pojemnosciowych i czynnych pra¬ dów doziemnych przy obnizeniu impedancji jednej fazy wskutek uszkodzenia w elektrycznych sieciach trójfazowych pradu przemiennego z izolowanym punktem zerowym. Przedmiot wyna¬ lazku znajduje zastosowanie do kompensacji pradów zwarcia jednofazowego oraz pradu jednofa¬ zowego uszkodzenia wynikajacego z impedancji o stalej lub zmieniajacej sie nieliniowo wartosci.Znany jest sposób kompensacji pradów doziemnych, który polega na tym, ze wprowadza sie do sieci urzadzenie indukcyjne i wlacza sie go miedzy punkt zerowy zródla napiecia oraz ziemie, a nastepnie indukcyjnosc tego urzadzenia doprowadza sie do rezonansu z wypadkowa pojemnos¬ ciowa sieci, przy czym regulacje wartosci indukcyjnosci dokonuje sie za pomoca sztucznego zwarcia doziemnego lub poprzez pomiar napiecia punktu zerowego. Sposób ten prowadzi jedynie do kompensacji skladowej pojemnosciowej pradu zwarcia doziemnego.Z polskiego opisu patentowego nr 92 151 znany jest uklad do kompensacji pojemnosciowych pradów doziemnych, skladajacy sie z bloku sztucznego zwarcia, który jest polaczony szeregowo z cewka pradowa przekaznika kierunkowego, a cewka napieciowa tego przekaznika jest polaczona równolegle z dlawikiem o regulowanej szczelinie powietrznej. Dlawik jest polaczony szeregowo u uziemionym kondensatorem odcinajacym, a zestyki przekaznika kierunkowego sa wlaczone w obwód czlonu napedowego, który jest sprzezony mechanicznie z dlawikiem. Blok sztucznego zwarcia jest zalaczany i wylaczany przez przekaznik wykonawczy czlonu programujaco-cza- sowego, w odstepach czasu zaprogramowanych przez uzytkownika ukladu. Zasada dzialania ukladu jest oparta na cyklicznej zmianie indukcyjnosci dlawika do wartosci, przy której pojemnos¬ ciowy prad doziemny jest skompensowany.Zasadnicza niedogodnoscia powyzszego ukladu jest koniecznosc doziemienia jednego z prze¬ wodów roboczych sieci w czasie kompensowania pojemnosciowych pradów doziemnych, co stwa¬ rza mozliwosc wystepowania zagrozenia porazeniowego.2 146 510 Znany jest równiez z polskiego opisu patentowego nr 103 180 uklad do kompensowania pojemnosciowych pradów doziemnych, zawierajacy urzadzenie kontrolno-pomiarowe, którego wyjscie polaczone jest z wejsciem urzadzenia regulacyjnego. Uklad jest wyposazony we wzmac¬ niacz magnetyczny, którego uzwojenie robocze jest polaczone równolegle z wejsciem urzadzenia pomiarowego i jest wlaczone miedzy ziemie a punkt zerowy sieci, a uzwojenie sterujace wzmacnia¬ cza magnetycznego jest polaczone z wejsciem elementu wykonawczego urzadzenia regulacyjnego.Zastosowanie wzmacniacza eliminuje koniecznosc doziemiania przewodu roboczego sieci w trak¬ cie kompensowania pojemnosciowych pradów doziemnych, co zmniejsza mozliwosc wystepowa¬ nia zagrozenia porazeniowego. Kompensacjapradów pojemnosciowych odbywa sie samoczynnie w sposób ciagly, przy czym uklad reaguje na zmiany pojemnosci powowdowane zmianami warun¬ ków eksploatacji sieci, zapewniajac optymalne parametry jej pracy.Zasadnicza niedogodnoscia powyzszego ukladu jest kompensacja jedynie skladowej poje¬ mnosciowej pradów doziemnych, a ponadto uklad przeznaczonyjest jedynie dla sieci z dostepnym punktem zerowym.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i ukladu umozliwiajacego obnizenie pradów ziemno zwarciowych i pradów razenia czlowieka przy jednofazowym porazeniu ponizej granicy samouwolnienia w sieciach elektrycznych pradu przemiennego z izolowanym punktem zerowym.Sposób wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze tworzy sie sztuczny punt zerowy sieci i miedzy ten punkt zerowy a ziemie wlacza sie urzadzenie kompensacyjne, a nastepnie prowadzi sie niezaleznie regualcje indukcyjnosci oraz stratnosci urzadzenia kompensacyjnego dla skompenso¬ wania skladowej pojemnosciowej i czynnej pradu doziemnego.Uklad wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze uzwojenie robocze urzadzenia indukcyj¬ nego jest wlaczone miedzy sztuczny punkt zerowy sieci a ziemie, zas uzwojenia pomocnicze polaczone sa z wejsciem i wyjsciem wzmacniacza konwertora impedancji. Wyjscie pierwsze urza¬ dzenia sterujacego jest polaczone z wejsciem urzadzenia indukcyjnego. Ponadto urzadzenie kontrolno-pomiarowejest wlaczone miedzy siecia a ziemia. A ponadto wyjscie trzecie urzadzenia sterujacego jest polaczone z symetryzatorem impedancji sieci, który jest wlaczony miedzy siecia a ziemia.Rowziazanie wedlug wynalazku pozwala na ograniczenie jednofazowych pradów razenia czlowieka w sieciach z izolowanym punktem zerowym poprzez kompensacje skladowej pojemnos¬ ciowej i czynnej ponizej granicy samouwolnienia, okreslonej zaleceniami Miedzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC). Dzieki temu rozwiazanie to stanowi uzupelniajaca ochrone przed porazeniami w sieciach z izolowanym punktem zerowym w stosunku do stosowanych srodków ochrony.Zaleta jest równiez to, ze uklad wyregulowany na ograniczenie pradów razenia zapewnia ograniczenie pradów doziemnych przy zarciach jednofazowych ograniczajac tym samym rozsze¬ rzenie zwarc jednofazowych na dwu i trzy fazowe przez co nastepuje zmniejszenie zagrozenia wybuchowego oraz pozarowego. Zastosowanie urzadzenia kontrolno-pomiarowego pozwala na regualcje ukladu bez potrzeby wykonywania sztucznych doziemien, co dodatkowo ogranicza zagrozenie porazeniowe. Natomiast zastosowanie symetryzatora impedancji sieci umozliwia prace ukaldu wedlug wynalazku w niesymetrycznych sieciach z izolowanym punktem zerowym.Ponadto zaletajest to, ze uklad pozwala na wspólprace z ukladem kontrolirezystancji izolacji w trakcie pracy sieci z dolaczonymi do niej urzadzeniami zasilajacymi i odbiorczymi.Wynalazek zostanie blizej objasniony przykladowo na podstawie ukladu przedstawionego na rysunku, który pokazuje uklad blokowy umozliwiajacy uzyskanie sposobem wedlug wynalazku kompensacji pojemnosciowych i czynnych pradów doziemnych.Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku w sieci trójfazowej pradu przemiennego z izolowa¬ nym punktem zerowym tworzy sie sztuczny punkt zerowy sieci. Do utworzonego sztucznego punktu zerowego sieci oraz ziemi wlacza sie urzadzenie kompensacyjne, które wyposaza sie we wzmacniacz konwertora impedancji. Nastepnie prowadzi sie niezaleznie regulacje indukcyjnosci oraz stratnosci urzadzenia kompensacyjnego dla skompensowania skladowej pojemnosciowej i czynnej pradu doziemnego.W ukladzie przedstawionym na rysunku, umozliwiajacym realizacje sposobu wedlug wyna¬ lazku uzwojenie robocze urzadzenia indukcyjnego 1 jest wlaczone miedzy sztuczny punkt zerowy146 510 3 sieci 2 a ziemia, zas uzwojenia pomocnicze sa wlaczone na wejscie i wyjscie wzmacniacza konwer¬ tora impedancji 3. Wyjscie pierwsze urzadzenia sterujacego 4 jest polaczone ze wzmacniaczem konwertora impedancji 3 a wyjscie drugie urzadzenia sterujacego 4 jest polaczone z wejsciem urzadzenia indukcyjnego 1 do regulacji jego indukcyjnosci. Urzadzenie kontrolno-pomiarowe 5 jest wlaczone miedzy siecia a ziemie, ajego wyjsciejest polaczone z wejsciem urzadzenia sterujacego 4. Ponadto wyjscie trzecie urzadzenia sterujacego 4 jest polaczone z wejsciem symetryzatora impedancji sieci 6, który jest wlaczony miedzy fazy sieci a ziemie.Zastosowane w ukladzie urzadzenie kontrolno-pomiarowe 5 jest rozwiazane w ten sposób, ze zawiera uklad kontroli pradu razenia oraz uklad kontroli napiec doziemnych. Uklad kontroli pradu razenia stanowi impedancje zastepcza ciala czlowieka zgodna z charakterystyka napieciowo- pradowa zalecana przez Miedzynarodowa Komisje Elektrotechniczna (IEC) w publikacji 479.Uklad kontroli napiec doziemnych stanowi komparator napiec doziemnych oraz analizator wyjs¬ cia ztlozony z filtrów skladowych symetrycznych napiec i wzmacniacza sumujacego, których sygnaly poprzez urzadzenie sterujace 4 reguluja wartosc pradu doziemnego uszkodzonej fazy.Urzadzenie sterujace 4 jest rozwiazane w ten sposób, ze sklada sie z czlonu rózniczkujacego, wybierajacego minimum napiecia uszkodzonej fazy, oraz czlonów formujacych sygnaly steruja¬ cego urzadzeniem indukcyjnym 1, wzmacniaczem konwertora impedancji 3 i symetryzatora impe¬ dancji sieci 6.W przypadku zastosowania w ukladzie wedlug wynalazku urzadzenia indukcyjnego 1, któ¬ rego indukcyjnosc jest regulowana poprzez miare wielkosci szczeliny powietrznej rdzenia, w urzadzeniu sterujacym 4 jest wytwarzany sygnal za pomoca którego uruchamiane jest urzadzenie nastawcze powodujace zmiane wielkosci tej szczeliny. Natomiast w przypadku zastosowania urzadzenia indukcyjnego 1, którego indukcyjnosc jest regulowana poprzez zmiane pradu magnesu¬ jacego transduktora, w urzadzeniu sterujacym 4 jest wytwarzany sygnal za pomoca którego zmieniona jest w urzadzeniu nastawczym wartosc tego pradu.W sieci symetrycznej wypadkowa impedancji poszczególnych faz posiada te sama wartosc, co umozliwia dzialanie ukladu z odlaczonym symetryzatorem impedancji sieci 6. Dzialanie wiec ukladu wedlug wynalazku w chronionej sieci symetrycznej jest nastepujace. Podczas uszkodzenia jednej fazy, urzadzenie kontrolno-pomiarowe 5 powoduje przeplyw sygnalu do urzadzenia steruja¬ cego 4 wytwarzajacego sygnaly impedancji 3. Sygnal przekazywany do urzadzenia indukcyjnego 1 powoduje zmiane jego indukcyjnosci i doprowadza do rezonansu z wypadkowa pojemnosciowa sieci, kompensujac skladowa pojemnosciowa pradu uszkodzonej fazy. Natomiast sygnal przeka¬ zany do wzmacniacza konwertora impedancji 3 powoduje zmiane wspólczynnika dodatniego sprzezenia zwrotnego we wzmacniaczu, który poprzez uzwojenie pomocnicze urzadzenia induk¬ cyjnego 1 oddzialuje na stratnosc uzwojenia roboczego kompensujac skladowa czynna pradu uszkodzonej fazy.W sieci niesymetrycznej wypadkowa impedancji poszczególnych faz posiada rózna wartosc.Dzialanie wedlug wynalazku w chronionej sieci niesymetrycznej jest nastepujace. Urzadzenie kontrolno-pomiarowe 5 powoduje przeplyw sygnalu do urzadzenia sterujacego 4 o stanie impe¬ dancji faz sieci wzgledem ziemi.Wytwarzany w urzadzeniu sterujacym 4 sygnal sterujacy doprowadzony do symetryzatora impedancji sieci 6 wywoluje wyrównanie wypadkowej impedancji faz sieci wzgledem ziemi.Dalsza praca ukladu w przypadku uszkodzeniajednej fazy przebiega takjak opisano dzialanie ukladu dla chronionej sieci symetrycznej.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób kompensacji pojemnosciowych i czynnych pradów doziemnych, który polega na wprowadzeniu do sieci chronionej urzadzenia kompensacyjnego i prowadzeniu regualcji jego indukcyjnosci podczas której doprowadza sie do rezonansu z pojemnoscia sieci, znamienny tym, ze tworzy sie sztuczny puntk zerowy sieci i miedzy ten punkt a ziemie wlacza sie urzadzenie kompen¬ sacyjne, a nastepnie prowadzi sie niezaleznie regulacje indukcyjnosci oraz stratnosci urzadzenia kompensacyjnego dla skompensowania skladowej pojemnosciowej i czynnej pradu doziemnego.4 146 510 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze regulacje prowadzi sie poprzez analize napieciowo-pradowa uszkodzonej fazy i porównuje sie z granicznymi parametrami. 3. Uklad do kompensacji pojemnosciowych i czynnych pradów doziemnych zawierajacy urzadzenie indukcyjne, którego uzwojenie robocze jest wlaczone miedzy punkt zerowy sieci a ziemie oraz urzadzenie kontrolno-pomiarowe, którego wyjscie jest polaczone z urzadzeniem sterujacym, znamienny tym, ze uzwojenia pomocnicze urzadzenia indukcyjnego (1), którego uzwo¬ jenie robocze jest wlaczone miedzy sztuczny punkt zerowy sieci (2) a ziemie, polaczone sa z wejsciem i wyjsciem wzmacniacza konwertora impedancji (3), zas wyjscie pierwsze urzadzenia sterujacego (4) jest polaczone ze wzmacniaczem konwertora impedancji (3) a wyjscie drugie jest polaczone z wejsciem urzadzenia indukcyjnego (1), a ponadto urzadzenie kontrolno-pomiarowe (5) jest wlaczone miedzy siecia a ziemie. 4. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze wyjscie trzecie urzadzenia sterujacego (4) jest polaczone z symetryzatorem impedancji sieci (6), który jest wlaczony miedzy siecia a ziemia. o-^^V# Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 400 zl PL PL PL PL PL PL PL PL