ИСКУССТВЕННАЯ ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙНА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ В РЕЖИМЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ НЕУДАЛЕННЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙЛЛП я (^ УЛ-'"~Т^Т* Г^ФипД siMujs^t'iyb Советский патент 1974 года по МПК G01R31/333 

1

Изобретение относится « области испытаний высоковольтных выключателей на отключающую способность в режиме отключения неудаленных к. з.

При отключении линейным выключателем коротких замыканий на небольшом удалении от него (неудаленное короткое замыкание) на выключателе восстанавливается напряжение, создаваемое колебаниями остаточного заряда на отрезке линии между выключателем и местом короткого замыкания и восстанавливается напряжение, определяемое параметрами и строением сети.

Составляющая восстанавливающегося напряжения (в.н.) со стороны отрезка линии имеет форму пилообразных колебаний, характеризующихся частотой, которая близка к величине

300000 --т-Щ, 4/к

где Ih - длина отрезка линии между выключателем и местом короткого замыкания (к.з.).

Так при отключении к.з. на расстоянии I км от выключателя частота составляющей в.н. со стороны отрезка линии примерно равна 75 КГЦ. При больших мощностях к.з. на шинах подстанции отключение неудаленных

к.з. сопровождается большими скоростями восстановления напряжения при значительных амплитудах первого пика в.н. и мощности отключения, близкой к предельной, что для большинства типов современных воздушных выключателей является одним из наиболее тяжелых режимов работы, определяющих работоспособность выключателей. Известно, что в реальных линиях при однофазных замыканиях индуктивность линии вследствие вытеснения тока в земле у.меньшается с ростом частоты и при частотах в несколько десятков килогерц (имеющих место на отрезке линии между выключателем и местом к.з. при отключении неудаленных к.з. отключаемый выключателем ток определяется индуктивным сопротивлением отрезка линии с частотой 50 гц, а волновое сопротивление (следовательно и скорость восстановления

напряжения) определяется индуктивностью, меньшей на 15-20%.

Современные мощные выключатели испытываются на отключающую способность в режиме отключения неудаленных к.з. только

на однофазных установках, использующих обычно в качестве отрезка линии искусственную линию из элементов с сосредоточенными параметрами, в которых зависимость индуктивности от частоты отсутствует. При этом

возникает проблема уменьшения индуктивности искусственной линии в процессе восстановления напряжения на 15-20% по сравнению с ее значением при протекании отключаемого тока с частотой 50 гц аналогично тому, как это имеет место при отключении короткого замыкания на реальной линии, без чего испытания могут не воспроизводить действительного процесса отключения неудаленного к.з.

Изобретение предназначено для автоматического уменьшения индуктивности искусственной линии на высокой частоте относительно индуктивности линии при протекании тока промышленной частоты. С целью уменьшения индуктивности отрезка искусственной линии при высокой частоте восстанавливаюшегося напряжения на 15-20% по сравнению с ее значением при коротком замыкании, т. е. ори частоте 50 гц, реакторы ячеек предлагаемой искусственной линии выполнены с разомкнутыми ферромагнитными сердечниками.

На чертеже изображена искусственная линия, выполненная в виде цепочной схемы, набираемой из П-образных ячеек.

Линия содержит реакторы 1 отдельной ячейки линии и конденсаторы 2 отдельной ячейки линии.

Суммарная индуктивность реакторов ячеек (с разомкнутыми ферромагнитными сердечниками) отрезка искусственной линии выбирается равной индуктивности отрезка реальной с частотой 50 гц.

Сердечник может выполняться в виде железного стержня или цилиндра из листового железа.

Суммарная индуктивность искусственной линии с реакторами, имеюшими сердечники, должна быть равна индуктивности воспроизводимого отрезка реальной линии при частоте 50 ГЦ.

Суммарная индуктивность искусственной линии с реакторами без сердечников должна быть равна индуктивности воспроизводимого отрезка реальной линии с частотой восстановления напряжения.

Размеры сердечника подбираются такими, чтобы при частоте 50 гц индуктивность реактора без сердечника была на ниже индуктивности реактора с сердечником. В рабочем режиме при протекании тока короткого замыкания, реакторы 1 искусственной линии обладают индуктивным сопротивлением, соответствующим индуктивности линии электропередачи при частоте 50 гц, и этим обеспечивается правильное соотношение между индуктивностями сети и отрезка линии перед нулем отключаемого тока. В то же время при высокой частоте восстановления напряжения, которое возникает после отключения тока неудаленного короткого замыкания, достигающей нескольких десятков килогерц, наличие

ферромагнитного сердечника в реакторе практически не сказывается на его индуктивности. Последняя равна индуктивности реактора без сердечника. Отсутствие влияния ферромагнитного сердечника на индуктивность реактора при высокой частоте объясняется малой глубиной проникновения электромагнитной волны в сердечник. Так, например, при частоте 50 кгц глубина проникновения электромагнитной

волны в железный сердечник составляет всего 0,15 мм (на этой глубине электромагнитная волна практически уже полностью затухает), т. е. при частотах в десятки кгц индуктивность реактора с сердечником будет практически равна индуктивности его без сердечника.

Таким образом, полная индуктивность отрезка искусственной линии при частоте восстановления напряжения будет ниже, чем при

частоте 50 кгц и будет точно соответствовать реальной линии при отключении неудаленного короткого замыкания. Следовательно, и процесс восстановления напряжения и параметры восстанавливающегося напряжения будут точно соответствовать таким процессам при отключении неудаленного к.з. в реальной сети.

Предмет изобретения

Искусственная линия передачи для испытания высоковольтных выключателей на коммутационную способность в режиме отключения неудаленных коротких замыканий, содержащая соединенные между собой реакторы и

конденсаторы, отличающаяся тем, что, с целью снижения ее индуктивности в процессе восстановления напряжения при отключении неудаленного короткого замыкания по сравнению со значением индуктивности при протекании по ней отключаемого тока с частотой 50 ГЦ, каждый реактор выполнен с разомкнутым ферромагнитным сердечником.