Анализатор грозозащиты Советский патент 1984 года по МПК H05F3/00 

1 Изобретение относится к технике защиты электротехнических объектов от перенапряжений при разряде на ука занные объекты атмосферного электричества и может быть использовано при моделировании работы средств защиты линий электропередачи, электрических подстанций и т.д. от разрядов молнии Известен анализатор грозозащиты постанций, состоящий из цепочек звеньев-моделей тех или иных участков цепи защищаемого электротехнического объекта С13-, Недостатком этого устройства является невысокая Точность моделирования процессов, происходящих в объекте, в силу того, что npii модели ровании не учитывается коронирование отдельных элементов при повышении напряжения на них. Наиболее близким к предложенному является анализатор грозозащиты, содержащий модель линии электропередачи с импульсным источником модельной электродвижущей силы, один вывод которого соединен с общей шиной, а вто рой через резистор - с цепочкой последовательно соединенных индуктивнос тей, и конденсаторами, одни обкладки которых присоединены к точкам соединения индуктивности в упомянутой цепочке, а вторые - к общей шине, модель объекта, содержащую индуктивность, присоединенную одним выводом к упомянутой цепочке, и конденсатор, присоединенный одной обкладкой к вто рому выводу указанной индуктивности, а второй - к общей шине, модели защитных разрядников и блок регистрации С21. Однако и известньй анализатор обладает отмеченным выще недостатком. Целью изобретения является повышение точности анализа за счет учета влияния коронного разряда на форму импульса перенапряжения. Цель достигается тем, что анализатор грозозащиты, содержащий модель линии электропередачи с импульсным источником модельной электродвижущей силы, один вывод которого соединен с общей шиной, а второй через резистор - с цепочкой последовательно соединенных индуктивностей, и кон денсаторами, одни обкладки которых присоединены к точкам соединения индуктивностей в упомянутой цепочке, а вторые - к общей шине, модель объе 2 та, содержащую индуктивность, присоединенную одним выводом к упомянутой цепочке, и конденсатор, присоединенньй одной обкладкой к второму вьшоду указанной индуктивности, а второйк общей шине, модели защитных разрядников и блок регистрации, снабжен дополнительной цепочкой из последовательно соединенных конденсатора, диода и опорного диода с напряжением стабилизации, равным модельному значению напряжения начала коронирования, проводов линии электропередачи, при этом свободная обкладка конденсатора дополнительной цепочки присоединена к одной из точек соединения индуктивностей модели линии электропередачи, а свободный электрод опорного диода - к общей шине, емкость конденсатора дополнительной цепочки удовлетворяет условию / и Со1 соответственно среднее значение изменения при коронировании крутизны приведенной вольткулоновой характеристики и емкость проводов линии электропередачи. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройстваJ на фиг. 2 вольткулоновая характеристика проводов ЛЭП. Анализатор содержит модель 1 линии электропередачи (ЛЭП), модель 2 электрической подстанции, модель 3 защитных разрядников, блок регистрации 4, блок питания 5. Модель ЛЭП содержит импульсньй источник 6 модельной электродвижущей силы (ЭЛС), резистор 7, индуктивности 8, соединен . ные в цепочку, конденсаторы 9, обк( которых присоединены соответственно к точкам соединения упомянутых индуктивностей и к общей шине, цепочку 10, представляющую собой последовательно соединенные конденсатор и диод, присоединенную к конденсатору и через опорный диод 11 к общей шине. Устройство работает следующим образом. После включения блока питания 5 источник 6 генерирует импульс, который распространяется вдоль модели ЛЭП. и достигает модели 2 подстанции. Вид и форма сигнала в разметочных токах цепи региструются блоком регистрации, например осциллографом. По величине перенапряжений в отдельнызг точках цепи судят о достаточ ности или недостаточности средств защиты. В реальной ЛЭП при повышении напряжения вьще напряжения начала коронирования возникает разряд, которы изменяет волькулоновую характеристику проводов ЛЭП и форму импульса напряжения. Расчеты показали, что для правильного учета деформации фронта волн достаточно выполнить условие, чтобы емкость единицы длины провода изменялась в соответствии с известной волькулоновой характеристикой (фиг. 2). При подъеме напряжения вплоть до значения, и U/Uj 1 сте,какиций с провода заряд пропорционален геометрической емкости провода относительно земли. Дальнейший подъем напряжения приводит к повышению крутизны вольткулоновой характеристики. На участке, представляющем практический интерес в расчетах гроз защиты: 3 этот 1 рафик можно приближенно аппроксимировать прямой линией, например лининей, проходящей через крайние точки указанного диапа зона значений U/Uj. Такое же возрастание крутизны волькулоновой характеристики можно получить, если в момент достижения напряжения (/ на фронте импульса к проводу подсоединить дополнительно емкость (фиг. 1),где Со- емкость провода без учета короны. Предложенное устройство наиболее простым и эффективньм способом позво ляет реализовать в АГП такое изменение емкости элементов, моделирухящх отрезки проводов, и обеспечить тем самым нужный ход их вольткулонЬвой характеристики для учета эффекта короны. Обработка экспериментальных данны показала, что в волькулоновой характеристике импульсной короны в относительных единицах (отложенных на графике фиг. 2) практически одинаково для любых проводов линии, что позволяет избежать необходимости менять значение дополнительной емкости при моделировании разных линий. Напряжение эажигания короны U оказьшается различным для разных ттк. В предлагаемом устройстве значению и соответствует опорное напряжение стабилизации. Чтобы правильно смоделировать пороговое значение напряжения UK можно либо использовать переключатель с набором опорных дио-дов, имеющих различные напряжения стабилизации, либо соответствующим ббразом выбирать масштаб напряжения. Использование опорного диода в качестве ключа, присоединяющего дополнительную емкость при заданном уровне напряжения на элементе длины линии, имеет существенные преимущества по сравнению с другими схемными решениями, в частности по сравнению с последовательным соединением дополнительной емкости с диодом и источником постоянной ЭДС. Динамическое сопротивление опорного диода в отпертом состоянии (в отпертом состоянии, например, для диода типа Д816Д) составляет лишь 15 Ом. Это обеспечивает достаточно малую зависимость напряжения стабилизации от тока, протекающего через диод, и дает возможность использовать один общий опорный диод на все звенья модели без их взаимного влияния, если дополнительных цепочек несколько. Создание источника постоянной ЭДС со столь малым внутренним сопротивлением постоянному току представляло бы известные трудности. Включение последовательно с каждым дополнительным конденсатором диода предотвращает ложную передачу импульса при приходе волны на одну из LC- -ячеек модели линии в остальные ячейки. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно повысить точность анализа.

АНАЛИЗАТОР ГРОЗОЗЩИТЫ, содержащий модель линии электропередачи с импульсным источником модельной электродвижуш ей силы, один вьшод которого соединен с общей шиной., а второй через резистор - с цепочкой последовательно соединенных индукткв- ностей, и конденсаторами одни обкладки которых присоединены к точкам соединения индуктивностей в упомянутой цепочке, а вторые - к общей шине, модель объекта, содержащую индукг ,тивность, присоединенную одним выводом к упомянутой цепочке, и конденсатор, присоединенный одной обкладкой к второму вьшоду указанной индуктивности, а второй - к общей щине, моде;ли защитных разрядников и блок регист рации, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности анализа за счет учета влияния коронного разряда на форму импульса перенапряжения, он снабжен дополнительной цепочкой из последовательно соединенных конденсатора, диода и опорного диода с напряжением стабилизации, равным модельному значению напряжения; начала коронирования, проводов линии электропередачи, при этом свободная г обкладка конденсатора дополнительной цепочки присоединена к одной из точек (Л соединения индуктивностей модели линии электропередачи, а свободный электрод опорного диода - к общей шине, емкость конденсатора дополнительной цепочки удовлетворяет условию CQ-CO ы 0 Ж 3d О ™| и - .-соответственно среднее значение изменения при коронировании крутизны приведённой вольткулоsO новой характеристики и емкость проводов линии электропередачи.