Устройство для моделирования тока короткого замыкания через электрическую дугу

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к области релейной защиты электрических систем. Цель изобретения - повышение точности моделирования процесса короткого замыкания через электрическую дугу, а также повьппение кратности тока короткого замыкания. Устройство содержит лабораторный автотрансформатор 1 фазовключающий блок 2, линейную индуктивность 3, активное сопротивление 4, блок релейной защиты 6, полупроводниковый диодный мост 8, ключевой элемент 7. При моделировании процесса короткого замыкания через электрическую дугу и повышении кратности тока короткого замыкания дополнительно введена аккумуляторная батарея 9. С целью учета напряжения зажигания дуги дополнительно введены тиристор 10, стабипитро н 11 и потенциометр 12. При замкнутом состоянии ключевого элемента 7 устройство моделирует ток металлического короткого замыкания. При нулевом уровне напряжения , задаваемом потен1щометром 12 и стабилитроном 11, начинается заряд аккумуляторной батареи. После достижения напряжением уровня, заданного потенциометром 12 и напряжением стабилизации стабилитрона, открывается тиристор 10. При этом падение напряжения определяется натгряжением аккумуляторной батареи 9. 3 ил. ю (Л 4 О5 сд со ю 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 Н 3/08

6Ж8ЮЗМ3

РАТЕЯТК к. ЪЧЕШЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

&:. О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4222257/24-07 (22) 06.04 ° 87. (46) 15.03.89. Бюл. Б 10 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) Э.В. Подгорный, Г. Н. Чмыхалов и В.И. Васинеж (53) 621.316„925(088.8) (56) Рюденберг P. Переходные процес. сы в электроэнергетических системах.

M. Иностранная литература, 1955, с. 437-483.

Авторское свидетельство СССР

Р 920933, кл. Н 02 Н 3/08, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ДУГУ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к области релейной защиты электрических систем.

Цель изобретения — повышение точности моделирования процесса короткого замыкания через электрическую дугу, а также повышение кратности тока короткого замыкания. Устройство содер„„SU„„1465928 А1 жит лабораторный автотрансформатор 1 фазовключающий блок 2, линейную индуктивность 3, активное сопротивление 4, блок релейной защиты 6, полупроводниковый диодный мост 8, ключевой элемент 7. При модечировании процесса короткого замыкания через электрическую дугу и повышении кратности тока короткого замыкания дополнительно введена аккумуляторная батарея 9. С целью учета напряжения зажигания дуги дополнительно введены тиристор 10, стабипитрон 11 и потенциометр 12. При замкнутом состоянии ключевого элемента 7 устройство моделирует ток металлического короткого замыкания. При нулевом уровне напряжения, задаваемом потенциометром

12 и стабилитроном 11, начинается заряд аккумуляторной батареи. После достижения напряжением уровня, заданного потенциометром 12 и напряжением стабилизации стабилитрона, открывается тиристор 10. При этом падение напряжения определяется напряжением аккумуляторной батареи 9. 3 ил.

1465928

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области релейной защиты электрических систем, и может быть использовано при лабораторных

5 испытаниях устройств релейной защиты.

Целью изобретения явлчется повышение точности моделирова.нря процесса короткого замыкания через.электричес-Ig кую дугу, а также повышение кратности тока короткого замыкания.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства для моделирования тока короткого замыка .15 ния, а на фиг. 2 и 3 — осцилограммы, иллюстрирующие процессы в модели.

Устройство содержит лабораторный автотрансформатор 1, первичная обмотка которого подключена к сети пе- 20 ременного тока, а к вторичной обмотке подключена последовательная цепь, выполненная в виде фазовключающего блока 2, индуктивности 3, резистора 4, первичной обмотки трансформатора 5 25 тока, к вторичной обмотке которого подключается испытуемое устройство, релейной защиты 6, ключевого элемента 7, диодный мост 8, подключенный одной диагональю параллельно ключе- 30 вому элементу 7, аккумуляторную батарею 9, тиристор 10, стабилитрон 11 и потенциометр 12, подключенный осЮ новными выводами к другой диагонали диодного моста 8, а регулировочным выводом через стабилитрон 11 — к управляющему электроду тиристора 10, подключенного катодом к положительному полюсу аккумуляторной батареи 9, отрицательный полюс которой подклю- 40 чен к одному основному выводу потенциометра 12.

Устройство работает следующим образом.

При разомкнутом состоянии ключевого элемента 7 и нулевом уровне напряжения, задаваемом потенциометром 12 и стабилитроном 11, уравнение процесса в модели имеет вид

d1 50

Е sin(u,t+ ч) -=L — +

iR + U „ sipn i, (1) где U — напряжение на аккумулятор55 а ной батарее;

R — резистор модели;

E — амплитуда напряжения на вторичной обмотке дабораторного автотрансформатора 1; начальная фаза короткого замыкания, задается установкой на фазовключающем блоке; с) — угловая частота напряжения.

Уравнение процесса в сети при коротком замыкании через дугу аналогично (1), только под L u R следует понимать индуктивность и активное сопротивление петли короткого замыкания соответственно. Напряжение на дуге при больших токах слабо зависит от тока и может быть принято постоянным, т.,е. так же, как и напряжение на аккумуляторной батарее.

На фиг ° 2 приведены осциллограммы, иллюстрирующие процессы в модели.

Введем отношение падения напряжения на дуге к амплитуде питающего напряжения а = U>/E„. Это отношение зависит от падения напряжения на дуге, причем в модели можно заменять как количество последовательно включенных элементов аккумуляторной батареи (Uа„), так и изменять E„, перестраивать 7. и R.

При замкнутом состоянии ключевого элемента 7 в уравнении (1) следует положить U, = О, а значит, устройство моделирует ток в сети с последовательно соединенными L и R, т.е. ток металлического короткого замыкания или короткого замыкания через переходное активное сопротивление контактов (увеличением К).

При нулевом уровне напряжения, задаваемом потенциометром 12 и стабилитроном 11, устройство работает следующим образом.

Заряд аккумуляторной батареи начинается каждый полупериод не сразу, а после достижения напряжением уровня, заданного потенциометром 12 и напряжением стабилизации стабилитрона 11, значение этого уровня и определит напряжение зажигания дуги L .

Тиристор 10 открывается и падение напряжения определяется напряжением

77а„ аккумуляторной батареи 9.

Работа устройства в данном режиме иллюстрируется осциллограммами на фиг. 3.

1465928

Формула изобретения

Устройство для моделирования тока короткого замыкания через электрическую дугу, содержащее лабораторный автотрансформатор, подключенный первичной обмоткой к клемме для соединения с сетью переменного тока, к вторичной обмотке которого подключены последовательно соединенные фазовклю-. чающий блок, .катушка индуктивности, резистор, первичная обмотка трансформатора тока и ключевой элемент, диодный мост, подключенный одной диагональю параллельно ключевому элементу, и стабилитрон, а параллельно вторичной обмотке трансформатора тока подключен блок релейной защиты, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

I повышения точности моделирования процесса короткого замыкания через электрическую дугу, а также повыше5 ния кратности тока короткого замыкания, дополнительно введены аккумуляторная батарея, тиристор и потенциометр, при этом потенциометр включен основными выводами в другую диаго10 наль диодного моста, регулировочный вывод потенциометра через стабилитрон подключен к управляющему электроду тиристора, подключенного катодом к положительному полюсу аккуму15 ляторной батареи, отрицательный полюс которой подключен к одному основному выводу потенциометра, подключенного другим выводом также к аноду тиристора, 1465928

Составитель Л. Васильев

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Патай

Редактор А. Маковская

Заказ 952/52 Тираж 605. "Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101