Способ определения переходных процессов при отключении токов короткого замыкания

 

(72) Автерьа изобретения

В. С. Гончар, В. В. Каплан, А. И. Кузнецов и ЭС. И. Янчус

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт имени М. И. Калинина

{7t) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ

ПРОЦЕССОВ ПРИ ОТКЛ10ЧЕНИИ ТОКОВ КОРОТКОГО

ЗАМЫ КА НИ Я

Изобретение касается высоковольтной электронзмернтельной техники н может

1 быть использовано при созданни устройств для коммутационных испытаний выключателей высокого напряжения.

Известен способ определения переходных процессов прн отключении токов короткого замыкания, основанный на осцнллографнрованнн физического воздействия

t0 различных сигналов на модели электрических цепей;

Недостатками этого способа являются невозможность непосредственного определения переходного процесса, необходимость

15 использования мошного источника энергнн и невысокая точность.

Наиболее блнэким по технической сущности к предложенному является способ определения переходных процессов пря отключении токов короткого замыкания, основанный на моделировании sbicoKîâoëüòных сетей н испытательных установок.

Недостатком этого способа также является невозможность непосредственного определения переходных процессов.

Цель изобретения — непосредственное определение скорости восстановления напряжения.

Это достигается тем, что по предложенному способ определения переходных процессов прн отключении токов короткого замыкання, основанному на моделнрованнн высоковольтных сетей и испытательных установок, моделируют обратные цепи на основе принципа дуальностн и в ннх предварительно заряжают конденсаторы, а затем закорачнвают цепь и осцнллографнруют кривую тока, проходяшего через закорачиваюшнй элемент.

На фиг. 1 представлена схема испытательной установки с формированием четырехпараметрической кривой переходного восстанавливаюшего напряжения (ПВН); на фиг. 2 — эквивалентная ей расчетная исходная схема; на фнг. 3— обратная схема на фнг. 4 — схема для

)(р) ои) —: о(р),,(р а ток (4) равен

35 и)Р

u<))=I р +щ2 Y(pl где tN- углоЬая промышленная частота; — амплитуда тока короткого замыff1 кания.

Из выражений (1) и (2) следует:

«4.) Р

<(t) = I sinmt--:)I) )=I —, ff) )II Ð +щ2

Используя эту схему в качестве исходной, получают обратную схему, применяя принцип дуальности. Схема на фиг. 3 явлается обра ной схеме на фиг. 2. Операторное выражение для переходной проводимости ((р) пассивной части схемы на фиг." 2 имеет следующий вид:

Y(P) = + — +

1 1

P L V+IPd Р +Й/Р )+ .

Применяя принцип дуальности, получают для обратной схемы на фиг. 3:

Z(P)= +,,».

Р« г + «(РЬ РС +(1/РЬ „) г»

3 6844 снятия осциллограмм аналогичных кривь) л переходного процесса в исх одной ск ем е.

Через испытуемый выключатель 1 (фиг. 1) в процессе испытаний проходит ток короткого замыкания, определяемый напряжением источника питания 2 (удар-! ный генератор, сетевая ус:тановка), и реактором 3 индуктивностью L . При переходе через нуль ток отключается и на выводах испытуемого выключателя 1 вос- о станавливается напряжение, форма которого определяется формирующим устройством, содержащим резистор 4 сопротивлением Р, конденсатор 5 емкостью С, реактор 6 индуктивностью L4, конденсатор

7 емкостью С и резистор 8 сопротивл«. нием ° При отключении токов короткого замыкания можно применять принцип наложения. Согласно этому принципу HBH можно рассматривать как напряжение ха зажимах идеального источника синусоидального тока промышленной частоты, воздействующего на соответствующие пассивные двухполюсники. Таким образом, вместо испытуемого выключателя 1 можно подключать идеальный источник тока

9, а ЭДС источника питания 2 принять .равной нулю (в результате получается эквивалентная схема).

Следовательно, напряжение Ц (4) (фиг. 2Р является ПВН, так как

73 где

С *Ь !р, 2

«„» - (4, о, L, =с,р2, ). = R (V, 4 =Р С, о ».

Значение элементов обратной схемы определяют путем обращения параметров исходной схемы относительно любой произвольной постоянной R Эта постояий ная имеет размерность сопротивления в квадрате и является положительной и действительной. Элементы схемы на фиг. 3

Ср,, Ь, С4, )4, t < — обозначены соответственно 3 -8 . Идеальный источник ( тока g в схеме на фиг. 2 заменяют идеальным источником напряжения 9 в обратной схеме на фиг. 3.

Таким образом, если в схеме на фиг. 3 источник синусоидального напряжения промьпиленной частоты является идеальным, может быть получена кривая тока .аналогичная кривой ПВН. Однако трудно создать источник напряжения достаточно близкий к идеальному. Поэтому целесообразно непосредственно определять производную ПВН, т. е. скорость восстановления напряжения (CBH) —:w(u )=-v (w (,-т

du (t) . 4 u)p д «(р) )л Р +«В »Ю ) 2

TBK KBK р — ф —. Сов «Фф, в исходной

2+«2) схеме на фиг. 2 источник тока 9 включается в момент амплитуды тока, изменяющегося halo косинусоиде промышленной частоты, Соответственно, в обратной схеме на фиг. 3 напряжение источника 9 также изменяется по косинусоиде цромыщленной частоты. В течение небольшого интервала в;алени переходного процесса с достаточной точностью можно принять, что это напряжение остается постоянным.

Если предложить, что емкость 3 зараt жена до двух противоположно направленных напряжений 0 и 0 равных по значению напряжению 9 источника напряж ния 9, согласно принципу наложения, сочетание напряжения U с одним иэ этих напряжений иа емкости 3 дает в сумме нулевое напряжение, а токи во всех элементах от их совместного воздействия равны нулю. Процессы в схеме (фиг. 3) являютса результатом разряда заряженной до напряжения 0 емкости 3 при эакороченном источнике напряжения 9 .

6844

Ivy, et

11

9Ъс. 9

UHHHHH Заказ 5279/39 Тираж 1090 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Кривая тока разряда емкости Э, которую регистрируют осциллографом, соответствует кривой СВН на фиг. 2.

Таким образом, практическое осуществление предложенного способа может быть реализовано в схеме на фиг. 4, в которой замыкатель 1 подключает заряженную пред(1 варительно емкость 3 на остальную часть . схемы.

С помощью шунта 10 напряжение по- 10 дается на вибратор 11 осциллографа и тем самым осциллографируется кривая тоI ка разряда емкости 3, аналогичная кривой СВН. Непосредственное определение г кривой, аналогичной ПВН, производится с помощью делителя напряжения 12, который регистрирует изменения падения

73 6 напряжения на емкости Э с помощью вибратора 1 Э осциллографа. формула изобретения

Способ определения переходных процессов при отключении токов короткого замыкания, основанный HR моделировании высоковольтных сетей и испытательных установок, отличающийся тем, что, с целью непосредственного определения скорости восстановления напряжения, моделируют обратные цепи на основе принципа дуальности и в них предварительно заряжают емкости, а затем закорачивают цепь, и осциллографируют кривую тока, проходящего через закорачиваюший элемент.