Способ определения параметров комплексного сопротивления электрической сети от точки подключения силового трансформатора до точки с бесконечной мощностью короткого замыкания

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к способам определения сопротивлений, и может быть использовано при экспериментальных измерениях. Достигаемый технический результат - определение параметров электрической сети экпериментально - расчетным путем без перерыва в электроснабжении. Согласно предлагаемому способу в электрической сети, состоящей из последовательного соединения образцового и измеряемого участков, производят измерения электрических параметров при различных коэффициентах трансформации образцового элемента - силового трансформатора. Параметры комплексного сопротивления участка сети от точки подключения силового трансформатора до точки с бесконечной мощностью короткого замыкания определяют решением системы уравнений электрической цепи, причем количество уравнений определяют установленных коэффициентов трансформации образцового силового трансфоматора, а уточненные значения параметров комплексного сопротивления получают как среднее, вычисленное по результатам решения системы разностных уравнений. 2 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к способам определения сопротивлений, и может быть использовано при проведении экспериментальных измерений с целью определения комплексных сопротивлений.

Известен способ (1), включающий фиксацию измеренного напряжения при подключении дополнительной слаботочной выпрямительной нагрузки, определение активной составляющей тока нагрузки с последующим определением активной составляющей сопротивления.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является способ (2), включающий измерение напряжений на образцовом и измеряемом сопротивлениях с предварительным подключением параллельно образцовому сопротивлению вспомогательной измерительной цепи с активным входом, определение параметров: модуля и угла комплексного сопротивления по формулам.

Однако способы (1, 2) применимы только для переменного тока низкого напряжения и совершенно неприемлемы для высоковольтных установок.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей посредством измерения электрических параметров при различных коэффициентах трансформации силового трансформатора, определения параметров комплексного сопротивления решением системы уравнений электрической цепи и последующего уточнения параметров комплексного сопротивления путем вычисления среднего значения, полученного по результатам решений системы разностных уравнений.

Поставленная задача решается следующим образом.

В цепи, изображенной на фиг. 1, состоящей из последовательного соединения образцового сопротивления Z_т, в качестве которого принят силовой трансформатор, и измеряемого сопротивления Z, в качестве которого принято сопротивление участка электрической сети от точки подключения силового трансформатора до точки с бесконечной мощностью короткого замыкания, производят измерения электрических параметров: токов, напряжений и коэффициентов мощности при различных коэффициентах трансформации силового трансформатора и связывают их уравнениями: где E - электродвижущая сила; I - комплексный приведенный ток.

Каждое из уравнений (1 ^oC 3) соответствует определенному коэффициенту трансформации силового трансформатора.

Количество уравнений (в данном случае n = 3) определяется количеством отпаек силового трансформатора и возможностью реализации режимов электрической сети при различных коэффициентах трансформации силового трансформатора.

Вычитая из предыдущего уравнения, например, (1), последующее уравнение, например, (2), получают первое разностное уравнение которое решают относительно измеряемого комплексного сопротивления в виде где
r - активное сопротивление участка сети,
X - реактивное сопротивление участка сети.

Аналогичным образом, вычитая из уравнения (2) уравнение (3), получают второе разностное уравнение.

которое решают также относительно измеряемого комплексного сопротивления в виде

Аналогичным образом, вычитая из уравнения (1) уравнение (3), получают третье разностное уравнение.

которое решают также относительно измеряемого комплексного сопротивления в виде

Уточненное значение комплексного сопротивления Z_y получают как среднее, например арифметическое, значение, вычисленное по результатам (5), (7), (9) решения разностных уравнений (4), (6), (8)


Z_у = r_у+jX_у (12)
где
m - количество разностных уравнений.

На фиг. 2 представлены векторные диаграммы цепи, изображенной на фиг. 1.

Векторные диаграммы приведены для 3 вариантов, соответствующих трем различным коэффициентам трансформации K₁, K₂, K₃ силового трансформатора и уравнениям (1) ^oC (3). В этих трех вариантах векторы ЭДС Е одинаковы.

Таким образом, способ применим для практического использования в высоковольтных электрических сетях, позволяет определять экспериментально-расчетным путем без перерыва в электроснабжении параметры электрической сети: сопротивления, напряжения, токи коротких замыканий, а также определить точку в конкретной электрической сети с бесконечной мощностью короткого замыкания.

Источники информации.

1. Авторское свидетельство СССР N 1797077, кл. G 01 R 27/00, 1993, БИ N 7/93.

2. Авторское свидетельство СССР N 1534413, кл. G 01 R 27/00, 27/02 БИ N 1, 90.

Формула изобретения

Способ определения параметров комплексного сопротивления электрической сети от точки подключения силового трансформатора до точки с бесконечной мощностью короткого замыкания, включающий измерение электрических параметров - токов, напряжений и коэффициентов мощности в электрической сети, состоящей из последовательного соединения образцового элемента и измеряемого элемента - участка электрической сети, отличающийся тем, что измерение электрических параметров производят при различных коэффициентах трансформации образцового элемента - силового трансформатора, а параметры комплексного сопротивления участка сети от точки подключения силового трансформатора до точки с бесконечной мощностью короткого замыкания определяют решением системы уравнений электрической цепи

где электродвижущая сила в точке электрической сети с бесконечной мощностью короткого замыкания;
комплексный приведенный ток при коэффициенте трансформации К₁;
то же, для К₂;
то же, для К₃;
Z - комплексное сопротивление электрической сети от точки подключения силового трансформатора до точки с бесконечной мощностью короткого замыкания;
комплексное сопротивление трансформатора при коэффициенте трансформации К₁;
то же, для К₂;
то же, для К₃;
напряжение в точке подключения трансформатора с коэффициентом трансформации К₁;
то же для К₂;
то же для К₃,
причем количество уравнений определяют количеством установленных коэффициентов трансформации образцового силового трансформатора, уточненные значения параметров комплексного сопротивления электрической сети получают как среднее, вычисленное по результатам систем разностных уравнений

где Z₁₂ - комплексное сопротивление электрической сети, вычисленное по результатам решений первой системы уравнений для коэффициентов трансформации К₁ и К₂;
Z₂₃ - то же, для второй системы уравнений с К₂ и К₃;
Z₁₃ - то же, для второй системы уравнений с К₁ и К₃.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2