Известные установки для испытания высоковольтных выключателей на отключение неудаленных коротких знмыканий, содержащие источник иитаНИя и искусственную короткозаммнутую линию, -составленную из реа кторов и конденсаторов, недостаточно точно восироизводят процессы, свойственные действительным условиям отключения.
Известно, что в реальной линии с изменением частоты тока, протекающего по линии, Претерневают изменения и ее параметры, з частности, индуктивность линии на высокой частоте Ьц меньще индуктивности на нромышленной частоте L,,. Спад индуктивности с ростом частоты до 5-10 кгц происходит быстро. В диапазоне же более высоких частот, в частности щи частотах собственных колебаний .короткозамкнутой линии небольшой длиI, ны отношение -- остается практически
кзменным.
Различие значений индуктивности реальной линии при промышленной и высокой частоте отражается на процессах при отключении неудаленного короткого замыкания.
Для данной питающей системы величина Тока, отключаемого линейным выключателем при неудаленном коротком замыкании, зависит от индуктивного соиротивлеиия Линии на промышленной частоте. Следующий за отключением тока процесс восстановления напряжения иа контактах выключателя определяется высокочастотныМИ колебаниями напрял ення в системе и на линии, причем составляющая восстанавливающегося напряжения, обусловленная колебаниями на линии, оказывает основное влияние на условия гашения дуги в выключателе. Скорость нарастания и амплитуда первого пика составляющей восстанавливающегося наиряжения со стороны линяй при данной величине отключаемого тока зависит от характеристик линии на высокой частоте.
Как известно, скорость восстаиовления нанряжения при отключении иеудаленного короткого замыкания пропорциональна величине волнового сопротивления лииии (если пренебречь потерями, - квадратный корень из частного от деления индуктивности на ее емкость), которое в .процессе восстановления иаиряжеиия определяется высокочастотным значением индуктивности L,-i.
Снижение величииы индуктивности от Lji при промышленной частоте до Ьд при
собственной частоте колебаний уменьщает первый ник восстанавливающегося напряжения.
мого тока на индуктивность L,. Амплитуда первого .пкка восстанавливающегося иаиряжения VQ, если нренебречь потерями, нроиорциональна удвоенному произведению величины отключаемого тока на индуктивность L. TaiK как L,,, ; L.-i, то даже, если преиебреь затуханием из-за активных потерь, коэффициент
а1Мнлитуды первого (отношение --
будет меньше двух значения, которое он нмел бы при La .
Как показывают опыты «а реальных трехфазных линиях ПО-220 кв с одним проводом в фазе, из-за снижения индуктивности амплитуда нервого пика уменьшается на 20-25%, (ПОМИМО снижения, вызваииого затухаиием.
Если фазы линии выполнены расщепленным проводом (два проводника в фазе и более), амплитуда первого пика снижается еще более.
В предложенной установке, с целью большего приближения условий испытания к реальным условиям отключения неудаленных коротких замыканий, величина индуктивности короткого замыкания указанной искусственной короткозамкнутой линии равна индуктивности реальной линии на высо:кой частоте, а индуктивность остальной части цепи тока донолнительно повышена на величину, равную разности между значениями индуктивности реальной линии на промышленной и на высокой частоте.
С целью повышепия индуктивности цеии тока на указанную величину, в цепь тока, нанример, между -испытуемым выключателем и искусственной линией или между искусственной линией и тоЧКой заземления включен дополнительный реактор, зашунтированный резистором, сопротивление которого выбрано, с
учетом соотношеи ия тС - С
где т -
100г.
время наступления первого пика колебаний нашряження искусственной линии носле ее отключения, L,( - индуктивность дополнительного реактора; 7 д-сопротивление разисгора.
Повышение индуктивности па указаниук; величину может быть достигнуто путем повышения индуктивности короткого замыкания источника 1питання, нанример, нутем увеличения индуктивности токоогранлчивающего реактора, выключаемого обычно в цепь источника Питання.
На фиг. 1 приведена стилизованная осциллограмма колебаний напряжения на короткозамкнутой после отключения тока; на фиг. 2 - схема предлагаемой установки.
Приведенная осциллогра.мма иллюстрирует влияние снижения индуктивности при высоких частотах. В начальной части процесса колебания (кривая /) происходят не вокруг оси 00, являющейся линией потенциала земли в точке установки выключателя, а вокруг оси О О . Последняя имеет вид апериодической кривой, приближающейся к постоянной времени в несколько единиц миллисекунд к прямой 00 и, спустя некоторое время, совиадающей с
ней. Однако за время от начала процесса до наступления первого максимума колебаний (наиболее важная часть кривой но влиянию на работу выключателя) изменением оси О О молшо пренебречь и считать ее параллельной прямой 00.
В искусственной короткозамкнутой линии, составленной из реакторов и коиденсаторов, индуктивность реакторов лишь в незначительной степени зависит от частоты тока, и ирактичеоки ее значение на промышленной и высокой частоте одинаково.
Чтобы получить при испытаниях выключателя необходимую величину отключаемого тока, в известных испытательных установках индуктивность короткого замыкания искусственной линии обычно выбирают равной индуктивности реальной линии на промышленной частоте.
При величине емкости искусственной линии, равной емкости реальной линии, волновое соиротивление искусственной линии и амплитуда .первого инка восстанавливающего напряжения оказываются выше, чем в случае реаль5 кой линии. Напряжение на искусственной линии после отключения тока изменяется по кривой //, отличающейся от действительной кривой /.
Есл11 путем повышения емкости искусственной линин, что приводит к нарушению условий эквивалентности испытаний, волновое сопротивление сделано равным волновому сонротивлеиию реальной линни, то, хотя скорости изменения напряжения в обеих линиях совпадают, амплитуды первого пика восстанавливающегося напряжения в искусственной линии выше и наступает она позже, чем в реальной линии (кривая ///).
На фиг. 2 приняты следующие обозначения: / - источник питания, 2 - испытуемый выключатель, 3 - искусственная короткозамкнутая линия, 4 - дополнительный ко.мпенсирующнй реактор, 5 - дополнительный резистор.
Величина индуктивности короткого замыка5 иия линии 3 равна Ьл, а индуктивность реактора 1.д Lл - /л. Величина сопротивления резистора 5 выбрана из следующих услоВИЙ: постоянная времени
дополнительно л
го звена (элементы 4 и 5) должна быть намного больше времени наступления первого пнка колебаний т, т. е. L,
(1)
.
Я,
Но Промышленной частоте 50 гц (круговая частота со 314) необходимо также, чтобы
3141д / д,(2)
так как в противном случае резистор 5 будет влиять на величину отключаемого тока. Условия (1) и (2) могут быть объединены
«
(3) т: D условие (3) было удовлетворено. При этом содротивление резистора 5 значительно меньше (практически на два шорядка) волнового сопротивления линии и, следовательно, не влияет на величину последнего. В частности, этот резистор не лренятствует достуиу запасеННой в линии энергии к дугогасительному промежутку.
При отключении тока напряжение относительно земли на выключателя со стороны линии состоит из двух составляющих: колебательной, обусловленной искусственной линией, и апериодической, обусловленной дополнительным звеном. Складываясь, эти составляющие приводят « результирующему напряжению, изменяющемуся так же, как в случае реальной линии. Дополнительное звено может быть также включено между искусственной линией 3 и точкой заземпления испытательной установки.
В тех случаях, когда требуется только правильно воопроизвести разность потенциалов на контактах выключателя в начальной части процесса восстановления напряжения, но не ставится задача воспроизведения также и потенциалов на выводах выключателя по отношению к земле, схема установки может быть упрощена: дополнительное звено не устанавливается, а индуктивность короткого замыкания источника питания увеличивается на величину Lji - Ьл, шрактически это всегда легко выполнить, например, регулируя величину токоограничивающего реактора источника питания. Необходимость в резисторе в рассматриваемом варианте предлагаемой установки отпадает.
Таким образом, в обоих случаях индуктивность короткого замьжания искусственной линии равиа индуктивности замещаемой реальной короткозамкнутой линии на высокой частоте Ln. При этом для получения необходимой величины отключаемого тока индуктивность остальной части испытательной цепи дополнительно увеличивается на величину.
равную разности между значениями индуктивностей реальной линии на промышленной и высокой частоте (L.-r - L.T).
Предмет из.обретения
1.Установка для испытания высоковольтных выключателей на отключение неудаленных коротких замыканий, содержащая источник питания н искусственную короткозамкнутую
линию, отличающаяся тем, что, с целью большего приближения условий испытания к реальным условиям отключения неудаленных коротких замыкаиий, величина индуктивности короткого замыкания указанной искусственной
короткозамкнутой линии установлена равной индуктивности реальной линии на высокой частоте, а индуктивность остальной части цепи тока дополнительно повышена на величину, равную разности между значениями индуктивности реальной линии на промышленной и на высокой частоте.
2.Установка по л. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения индуктивности цепи тока на указанную величину, в цепь тока, например, между испытуемыл выключателем и искусственной линией или между искусствеиной линией и точкой заземления включен дополнительный реактор, зашунтированный резистором, сопротивление которого выбрано с
LI
учетом соотношения т С -- С , где т
Ад100п
время наступления первого пика колебаний напряжения искусственной линии после ее отключения, /-д-индуктивность дополнительного реактора, Лд - сопротивление резистора.
3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения индуктивности цепи тока на указанную величину, на эту величину повыщена индуктивность короткого замыкания источника питания, например, путем увеличения индуктивности токоограничивающего реактора, включаемого обычно в цепь источника питания.
.Ш
.J
