Портал ТОЭ

4.9 Фильтры симметричных составляющих

Это устройства для выделения соответствующих напряжений или токов трёхфазной цепи, предназначены для схем автоматики и защиты от несимметричных режимов и др.

4.9.1 Фильтр токов нулевой последовательности

Фильтр магнитных потоков

Регистратор включается в нейтральный провод. В нём суммируются токи (потоки трёх фаз).

4.9.2 Фильтр напряжений нулевой последовательности

Для ЭДС источников

4.9.3 Фильтр токов обратной последовательности

Фильтры прямой и обратной последовательностей идентичны по конструкции, для замера той или иной последовательности достаточно поменять местами две фазы.

Состоит из трансформаторов тока и промежуточного трансформатора с R = ωM.

В магнитопроводе промежуточного трансформатора – воздушный зазор, поэтому ЭДС в нём линейно зависит от тока (железо не насыщено).

Для выходного контура (тока в выходной обмотке нет):

Обмотка фазы C включена встречно, фазы B – согласно.

То есть выходное напряжение пропорционально İ₂.

4.9.4 Фильтр напряжений обратной последовательности

Параметры фильтра удовлетворяют условию:

С целью защиты людей от поражения электрическим током, для контроля изоляции сети с изолированной нейтралью, отключения электроэнергии в случае снижения сопротивления изоляции предназначены аппараты УАКИ (рис. 4.9).

Аппарат состоит из двух устройств: блока контроля изоляции и статической компенсации ёмкостных токов утечки.

Зажимы A, B, C УАКИ соединяются с проходными зажимами автоматического выключателя (АВ), а зажим OK – к зажиму, связанному с отключающей катушкой АВ.

R₁–R₃ – токоограничивающие резисторы.

V D1–V D2 с фильтром напряжений нулевой последовательности R₄–R₆ образуют источник постоянного (оперативного тока).

При Z₄₃ = ∞ между нейтральными точками O′ и O′′ течёт постоянный ток (нулевой последовательности) через регулировочный резистор R₈ и тормозную обмотку I реле, а кроме того – через V D4 и тяговую обмотку II. Обмотки включены встречно. В этом случае реле не срабатывает, Φ_I = Φ_II, I_I≠f(Z₄₃).

При симметричном снижении Z₄₃ через обмотку II потечёт ток по цепи: Z₄₃, земля, З, амперметр, II, V D1–V D3, R₁–R₃, АВ, сеть. Заряжается C_Ш. Срабатывает реле, замыкается K1 в цепи OK, отключающий сеть. K1 шунтирует обмотку I, благодаря чему реле самоблокируется (за счёт разряда C_Ш.

При появлении сосредоточенной утечки (одной фазы) из-за несимметрии приёмника потечёт переменный ток нулевой последовательности. При положительном полупериоде цепь этого тока: сеть, Z₄₃, земля, З, II, V D1–V D3, R₁–R₃, АВ, сеть. Ток в обмотке II возрастает. В отрицательный полупериод ток течёт по цепи: сеть, АВ, R₁–R₃, R₄–R₆, V D4, З, Z_ут, сеть.

При нажатии на кнопку S1 фаза C соединяется через R₁₀ с землёй и срабатывает реле. О значении суммарного Z₄₃ судят по амперметру, подсветка шкалы осуществляется неоновой лампой Н, по свечению которой судят также о наличии сети напряжения.

Аппаратура АЗУР осуществляет также и автоматическую компенсацию ёмкостной составляющей тока утечки.

Контроль активных сопротивлений изоляции сети производится цепочкой: Z₁, L, E_ОП и реле K. При симметричном или однофазном снижении Z₄₃ увеличивается ток через реле, которое срабатывает и отключает силовое напряжение.

При изменении распределённой ёмкости сети C_C изменяется эквивалентная ёмкость, вносимая в колебательный контур L₂–C₂, в связи с чем изменяется собственная резонансная частота этого контура. Генератор имеет задающий частоту ω₀ контур L₁–C₁. При увеличении ёмкости C_C ω_0L2C2 → ω_0L1C1. В результате увеличивается ток, протекающий по обмотке I трансформатора T. При этом увеличивается и ток на обмотке II трансформатора T, который после усиления поступает на компенсирующий дроссель L, увеличивая его индуктивность и снижая реактивную составляющую тока утечки.