Способ определения активного и индуктивного сопротивлений цепи короткого замыкания трехфазной электрической сети Советский патент 1992 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения параметров цепи замыкания на землю асимметричных шахтных и карьерных трехфазных электрических сетей напряжением 6-10 кВ.

Цель изобретения - повышение электробезопасности при определении значений активного и индуктивного сопротивлений короткого замыкания электрических сетей.

Указанная цель достигается тем, что осуществляют смещение нейтрали путем трансформации соответствующего напряжения из вторичной обмотки трансформатора напряжения в высоковольтную часть дуги, изменяя для этого величины сопротивлений магазина резисторов, включенного в соответствующую фазу высоковольтной части сети и гальванически развязанного через указанный трансформатор напряжения от высоковольтной части сети, по показаниям вольтметров контроля изоляции трех фаз, измеряющих напряжение каждой из фаз относительно земли до и после подключения магазина резисторов, вычисляют по расчетным формулам активное и индуктивное сопротивление цепи короткого замыкания.

Подключение магазина с резисторами, номиналы которых известны во вторичную обмотку трансформатора напряжения на низкой стороне, вызывающее тем самым оптимальное смещение напряжения одной из фаз на первичной стороне высокого напряжения путем подбора значения рези- стивного сопротивления соответствующему указанному условию, обуславливает смещение напряжения нейтрали на низкой стороне. При этом отсутствует необходимость коммутаций на высокой стороне, что улучшает условия электробезопасности поэтому указанные действия способа дают возможность реализовать систему уравнений с дву- мя неизвестными, решение которой и позволяет определить величины активного и индуктивного сопротивлений цепи короткого замыкания.

Достижение цели базируется на том факте, что исключается необходимость осуществления коммутаций на высоковольтной стороне сети, что затруднено в рабочем режиме эксплуатации сети, ухудшает условия электробезопасности в шахте.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего способ.(

Устройство содержит трехфазный силовой трансформатор 1, предохранители 2, трехфазный трансформатор 3 напряжения, вольтметры 4-6 контроля изоляции, измеряющие напряжение каждой из фаз относительно земли, магазин 7 резисторов.

Кроме того, на чертеже изображен отрезок шахтной трехфазной сети 8 переменного тока с указанием проводимостей изоляции и емкостей фаз сети дд, дв, дс и СА, Св, Сс. параллельное соединение которых дает величины дЈ иС, Указаны также параметры цепи тока короткого замыкания

0 г3, х3, активное сопротивление 9 и индуктивное сопротивление 10.

К выводам вторичной обмотки силового трансформатора 1 через предохранители 2 подключены первые выводы первичной об5 мотки трансформатора 3 напряжения. К первым выводам вторичной обмотки трансформатора 3 напряжения присоединены первые выводы вольтметров 4-6 контроля изоляции. Вторые выводы первичной и вто0 ричной обмоток трансформатора 3 напряжения объединены с вторыми выводами вольтметров 4-6 контроля изоляции и заземлены. Магазин 7 из известных дополнительных резисторов включен между фазой А

5 и вторичной обмоткой трансформатора 3 напряжения и землей. Отрезок трехфазной шахтной сети 8 подключен к вторичной обмотке силового трансформатора 1. К фазе А шахтной трехфазной сети 8 переменного то0 ка подключены имеющее место при возникновении тока короткого замыкания его параметры - активное сопротивление 9 и индуктивное сопротивление 10.

Для указанной схемы полная проводи5 мость сети относительно земли при отсутствии цепи короткого замыкания имеет вид

МI | , %

5ti

0

2-

(1)

Ч УЈ 2Г.. -Ј. где ГУ-активное сопротивление вольтметра

контроля изоляции;

К Wi/W2 - коэффициент трансформации измерительного трансформатора;

yU - сопротивление трансформатора;

94 -суммарная активная проводимость 5 изоляции относительно земли трехфазной сети с изолированной нейтралью;

соС - суммарная емкостная проводимость трехфазной сети с изолированной

нейтралью относительно земли. 0

Величины дЈ и o)Cfcoпредел я ются для конкретных трехфазных сетей известными способами заблаговременно (например, методом амперметра - вольтметра). 5 Из анализа уравнений, составленных для схемы замещения трехфазной сети с изолированной нейтралью, с учетом косвенного определения тока короткого замыкания и выражения (1) имеем

Y3A Y, (

-1)

(2)

UA

JL v LM

Поскольку значения rv, К и Li предварительно известны (они обычно значительно больше активного и индуктионого сопротивлений цепи короткого замыкания и поэтому их можно не учитывать в условиях измерений) искомые параметры могут быть определены по формулам

гзг

а 2

)lB -6 )-a}Cfa{6-5 )-Sla- pJfl -fa-a u+cuC Q ta-a W-U)

c(al2+6)

а 2 UA - UB-Uc , ,ж. а 2-п+ иф;

Ь

биф UC-UB

ЗУЗ иф

Ь

биф

,2 ,2

Uc -UB

2 V3 11ф

g,Ј- суммарная активная проводимость изоляции относительно земли трехфазной сети с изолированной нейтралью, Ом ,

Сс суммарная емкость трехфазной сети с изолированной нейтралью относительно земли, мкФ;

о) - угловая частота сети,

11ф - номинальное фазное напряжение сети, В;

UA, UD, Uc ,UA , UB , Uc - соответственно напряжения фаз А, В, С относительно земли до и после трансформации напряжения смещения нейтрали из вторичной обмотки трансформатора в электрическую сеть, В.

Способ осуществляют следующим образом на примере описания работы устройства.

Подают напряжение во вторичную обмотку силового трансформатора 1. Измеряют показания вольтметров 4-6, контроля изоляции. Затем между фазой А вторичной обмотки трансформатора 3 напряжения и землей включается магазин 7 из известных дополнительных резисторов, смещая нейтраль путем трансформации напряжения из вторичной обмотки трансформатора 3 напряжения в сеть 8. Изменяя величину рези- стров магазина 7, добиваются оптимального изменения напряжения в одной из трех фаз путем изменения сопротивления соответствующей фазы первичной обмотки трансформатора 3 напряжения от

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

носительно земли (не менее десятипроцентного смещения напряжения одной из фаз по показаниям вольтметров 4-6 контроля изоляции). При этом измеряют напряжения во вторичной обмотке трансформатора 3 напряжения вольтметрами 4-6 контроля изоляции. На основании проведенных измерений и заблаговременно известных величинах для конкретной сети Уф, g , С величины активного сопротивления 9 и индуктивного сопротивления 10 определяются из формул (3) и (4).

Изобретение, по сравнению с прототипом, повышает электробезопасность определения значений активного и индуктивного сопротивлений, так как исключается необходимость дополнительного воздействия на цепь короткого замыкания, вызывающая опасность для шахт, опасных по газу и пыли.

Формула изобретения Способ определения активного и индуктивного сопротивлений цепи короткого замыкания трехфазной электрической сети, заключающийся в смещении нейтрали относительно земли, отличающийся тем, что, с целью повышения электробезопасности, измеряют напряжение каждой из фаз относительно земли, смещение нейтрали осуществляют путем трансформации соответствующего напряжения из вторичной обмотки трансформатора напряжения в высоковольтную часть сети, изменяя для этого величины сопротивлений магазина резисторов, включенного в соответствующую фазу высоковольтной части сети и гальванически развязанного через указанный трансформатор напряжения от высоковольтной части сети, измеряют повторно напряжение каждой из фаз относительно земли, активное Гэ и х3 индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания электрической сети определяют по формулам

Ь

V

V

(№П-мС;ЫЬ-Ъ )-в (а-а) 9г1а(б-Ъ )-Ь fa-a )+vcz afa-a )

ы()

ТТ.

гдеа

Ь

а

2 UA - Ul-Uc

ufe-ufe

2

,2 ,2 ,2

2 UA - UB - Uc биф

+ иф;

+ иф;

.2 .2 UC-UB ТЯГЦфд - суммарная активная проводимость изоляции относительно земли трехфазной сети с изолированной нейтралью, Ом ,

С Ј- суммарная емкость трехфазной сети с изолированной нейтралью относительно земли, мкФ;

-1.

а) - угловая частота сети, с - номинальное фазное напряжение сети, В;

UA, UB, Uc, UA,UЈ,UC - соответственно напряжения фаз А, В, С относительно земли до и после трансформации напряжения смещения нейтрали из вторичной обмотки трансформатора в электрическую сеть. В.

10

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения параметров цепи замыкания на землю асимметричных шахтных и карьерных электрических сетей напряжением 6-10 кВ. Цель изобретения - повышение электробезопасности при определении активного и индуктивного сопротивлений короткого замыкания. Способ заключается в том, что осуществляют смещение нейтрали путем трансформации соответствующего напряжения из вторичной обмотки трансформатора напряжения в высоковольтную часть электрической сети, изменяя для этого величины сопротивлений магазина резисторов, включенного в соответствующую фазу высоковольтной части сети и гальванически развязанного через указанный трансформатор напряжения от высоковольтной части сети, по показаниям вольтметров контроля изоляции трех фаз, измеряющим напряжения каждой из фаз относительно земли, до и после подключения магазина резисторов вычисляют по расчетным формулам активное и индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания. Устройство, реализующее способ, содержит трехфазный силовой трансформатор 1, предохранители 2, трехфазный трансформатор 3 напряжения, вольтметры 4-6 контроля изоляции, Магазин 7 резисторов. Изобретение повышает элбкт р 6безопасность при определении активного и индуктивного сопротивлений цепи короткого замыкания 1 ил. д 4 00 о ю 00