Способ измерения тока короткого замыкания в электрических сетях Советский патент 1974 года по МПК G01R31/02 G01R19/00 

1

Изобретение относится к технике измерения тока трехфазного короткого замыкания в электрических сетях.

Известен способ измерения тока короткого замыкания путем осциллографирования переходного процесса, возникающего при искусственном коротком замыкании.

Недостатком известного способа является создание при измерении аварийного состояния сети.

По предлагаемому способу с целью повышения безопасности измерения тока короткого замыкания в электрических сетях осциллографируют переходной процесс, возникающий при подключении к сети косинусной конденсаторной батареи.

На фиг. 1 приведена эквивалентная схема замещения электрической сети при включении батареи косинусных конденсаторов; на фиг. 2 - осциллограмма тока и напряжения; на фиг. 3 - график амплитудных значений свободной составляющей тока в полулогарифмическом масщтабе.

Емкость батареи конденсаторов 1 совместно с результирующей индуктивностью сети 2 (включающей индуктивность трансформаторов, реакторов, линий, генераторов, находящихся в работе синхронных компенсаторов, крупных синхронных и асинхронных двигателей), результирующим активным сопротивлением 3 составляет эквивалентный колебательный контур. При одинаковой емкости косинусной конденсаторной батареи во всех трех фазах и симметричной сети трехфазная система распадается на три одинаковых однофазных контура и анализ переходного процесса можно производить для схемы замещения, представленной на фиг. .1. Емкость питающей сети 4 при этом можно не учитывать. Э.д.с. источника питания 5 принимается равной по величине напряжению в месте установки батареи до включения ее в работу.

Включение батареи косинусных конденсаторов сопровождается высокочастотными колебаниями тока и напряжения (фиг. 2). Ток включения отдельной незаряженной батареи может быть в 5-15 раз больще ее номинального тока, так как в момент замыкания цепи незаряженная емкость батареи для систе.мы является коротким замыканием и ток практически ограничивается только сопротивлением сети, к которой подключается батарея.

Продолжительность высокочастотных колебаний тока и напряжения зависит от результирующей индуктивности сети Lpea, результирующего активного сопротивления Грез, и емкости конденсаторной батареи С на одну фазу. Величина амплитудных значений тока и напряжения зависит от фазы напряжения в мо0 мент включения батареи. Уравнение для осциллограммы полного тока при включении батареи конденсаторов имеет следующий вид:

i (t) - гприн (О + гпер (О

t

гприн (f) + гм sin о Высокочастотная периодическая составляющая или, как ее еще называют, свободная составляющая тока переходного процесса /пер(О легко определяется графическим путем из осциллограммы полного тока /(/) (фиг. 2) путем наложения осциллограммы установивщегося значения тока гпр1ш(0 на осциллограмму переходного процесса. Высокочастотная периодическая составляющая тока в реальных промышленных сетях затухает через 0,5-2 периода промышленной частоты.

Частоту свободной составляющей тока f легко определить, измерив время одного периода Т:

f - у (гц).

Угловая частота свободных периодических колебаний

Шд : 2itf (padjceK.

По известной емкости батареи на одну фазу и найденной величине угловой частоты юо определяется результирующая индуктивность сети.

При соединении батареи в звезду

(гн).

Ьрез -

со.С

соединении батареи в треугольник

1

(г«).

рез -

0-ЗС

Искомое индуктивное сопротивление Арез 314/,рез (ом).

Результирующееактивное сопротивление

можно определитьпо значению постоянной

времени затуханиясвободной составляющей тока Те:

(ОМ).

рез

/с-О

Постоянная времени Тс легко определяется при построении в полулогарифмическом масштабе графика амплитудных значений сво/

бодной составляющей тока /мб (фиг. 3).

1«„-.

In i г

Полученная в полулогарифмическом масштабе прямая позволяет определить постоянную времени затухания свободной составляющей тока как время, в течение которого она уменьшается до 0,368 своего начального значения.

Действующее значение периодического тока за первый период после наступления короткого замыкания в месте установки конденсаторной батареи определяется из выражения:

/ (ко).

/З.Кх +

грез

где (/оф, ол - предшествующее соответственно фазное и линейное нанряжение в месте установки батареи до ее включения.

Полученное значение тока / может быть использовано для определения значения у.аарного тока короткого замыкания по известной формуле:

/У / 1/1+2 (/ГУ-1) («а).

Предлагаемый способ измерения тока короткого замыкания в месте установки косинусных конденсаторных батарей позволяет учесть подпитку точки короткого замыкания от местных источников тока: асинхронных двигателей, синхронных компенсаторов и двигателей.

При необходимости измерения тока короткого замыкания только от системы необходимо на период записи переходного процесса отключить возможные местные источники подпитки точки короткого замыкания.

Предмет изобретения

Способ измерения тока короткого замыкания в электрических сетях путем осциллографирования переходного нроцесса, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности измерения, к контролируемой сети подключают косинусную конденсаторную батарею и в этот момент произвОлТ.ят осци.плографирование.

I UOD1 0,00210.003 0,00f 0.005 о.ооГмоГд оз от 0.01 -- --..J ofln от mJ