Стройство для испытания быстродействующих реле защиты Советский патент 1975 года по МПК H01H69/01 

Изобретение относится к областн электротехники и может быть применено для нснытання токовых ценей и ценен нанряженмя быстродействующих реле.

Известны устройства для 1снытапия быстродействующнх реле зандиты, формирующие переходный ток из отдельных анернодических и колебательных составляющих на быстродействующей аналоговой вычислительной магиине

Для упрощения в предлагаемом устройстве формирователи гармонических составляющих выполнены в виде последовательно соединенных преобразователей частоты, фазосдвигающих устройств и фазовыключателей, а сумматор выполнен с использованием датчиков э. д. с. Холла, находящихся в магнитном ноле дросселей.

Дроссели преобразователей всех гармоническнх составляющих подключены к выходам соответствующих преобразователей частоты, что обеспечивает возможность формирования переходного тока на некратных гармоннческих и апериодических составляющих.

Для обеспечения возможности формирования переходного тока из кратных гармоннческих н постоянной составляющих дроссель в цепи формирования основной составляющей подключен к выходу соответствующего нреобразователя частоты, а остальные дроссели - к выходам фазосдвигающпх устройств.

Составляющие, необходимые для формирования сложной крнвой переходного тока, могут быть получены по одному нз следующих двух снособов;

а) расчетным способом но методу составляющих свободных частот, согласно которому аварийный ток определяют в впде суммы принужденной составляющей промышленной частоты п свободных периодических и анернодпческпх составляющих

J /m.,Sin(o)i/-4-l|5)+E/m ехр( -//Th) +

+2/m sin (o)+i|)9) exp (-t/ti), (1)

4-

где /mi, CO,, l5| - амплитуда, угловая частота и начальная фаза прннужденной составляющей переходного тока;

fmk, rk - начальное значение н постоянная времени затухания fe-й апериодической составляющей иереходиого тока;

fmq, o)q, i|)g, Tq - начальна1Я амплагтуда, угловая частота, иачальная фаза н иостоянная времени затухання q-vi колебательной составляющей переходеого тока, соответственно;

б) путем разложения в гармонический ряд экспериментальных кривых,--которые могут быть получены при натурных нспытаниях на мощных испытательных станциях или другими способами

/ /o+/m,sin(co/+T|;i) +An2sln(,) ++

+/ж +4-Л),(2)

где /о- постоянная составляющая;

/ml, /m2, Anfc - амплитуды ПерВОЙ, второй Л

k-vi га:рМ(Оиикл, соотеетютвенно; Чь Ф2. Чл - начальные фазы соответствующих гармоник:

сй 2л/Г - угловая частота первой гармоники;Т - время разлагаемого в ряд участка несинусоидальной кривой вторичного переходного тока.

Суммированием наиболее выраженных гарМОНИК на испытательном стенде получают требуемую кривую переходного тока.

На чертеже дана схема описьшаемогоустройства.

Блоки и элементы, обозначенньте на чертеже одинаковой цифрой, выполняют од1 наковые функции. Блоки с индексом 1 относятся к формирователям составляющей промышленной частоты, с индексами 2-;-// - к формирователям колебательных составляющих с частотами, отличными от промышленной, а С: индексами / и S - к формирователям апериодических слагающих.

Устройство содержит преобразователи 1 частоты, фазосдвигающие устройства 2, предназначенные для установки начальных фаз отдельных колебательных составляющих, импульсные схемы 3, генерирующие узкие управляющие импульсы в заданные фазы соответствующих колебательных составляющих. Ключи 4 находятся в верхнем положении, если формироваиие переходного тока осуществляется из некратных частот по выражению (1), и в нижнем положении, если переходный ток формируется из кратных гармоник по выражению (2). Тиристоры 5 работают по схеме «И. Если колебательные составляющие некратны, то они скользят относительно друг друга (ключ 6 разомкнзт). Резистор 7 ограничивает величину тока в цепи тиристоров 5. В момент, когда все тиристоры 5 открыты (все составляющие имеют заранее заданные фазы), первичная обмотка трансформатора 8 подключается к постоянному току (ключ 9 заранее замкнут). Ключ 6 замыкается, когда переходный ток формируется из кратных колебательных составляющих. Тогда все слагающие управляются одним тиристором 5, а начальные фазы остальных составляющих при помощи фазосдвигающих устройств 2 (ключ 4 в нижнем ноложении) устанавливаются относительно начальной фазы управляющей составляющей. В качестве управляющей составляющей принята составляющая промышленной частоты. Трансформатор 8 служит для разделения

цепей и одновременного уиравления тиристо-рами 10. Ключ 9 является главным уиравляющим элементом схемы и подключает тиристоры 5 к постоянному напряжению. Тиристоры 10 управляются имиульсами /от срответствующих обмоток трансформат|)р;а.: 8 и .подключают входные цепи датчиков . 11 э. д с. Холла к постоянному или экспоненциально затухающему току. Регулируемый резистор 12 предусмотреи для установки тока йредиюствующего режима, если из составляющих формируется только аварийная слагающая. Если ток нредшествующего режима равен нулю, то резистор 12 отключается ключом 12. Резистор

13ограничивает ток в цепи соответствующего датчика 11 э. д. с. Холла. Дроссели 14 создают необходимый магнитный поток, йроиизывающий соответствующие датчики э.д.с. Холла, Датчики э.д.с. Холла обеспечивают формирование практически неискаженных составляющих с заданными параметрами (амплитудой, начальной фазо, частотой, постоянной времени затухания) и удобное суммирование этих составляющих. Конденсаторы 15 используются для обеспечения соответствующих постоянных времени затухания, если переходный ток формируется по выражению (1). Ключ 16 замыкается при формировании переходиого тока из незатухающих составляющих. Выпрямители 17 обеспечивают необходимый постоянный тОк управления через датчики э.д.с. Холла. Трансформатор 18 питается от сети промышленной частоты и служит для разделения цепей. Усилитель 19 усиливает снимаемый с датчиков э.д.с. Холла сигнал до реальнь1Х величин переходного тока. Блок 20 представляет собой испытуемый объект.

Если формирование переходного тока ироисходит по выражению (1), то в исходном состоянии ключи 4 находятся в верхнем положении, ключи 6 и 16 разомкнуты. Все дроссели

14обтекаются токами соответствующих частот. Ключ 12 замкнут, обеспечивая таким образом в выходной цепи датчика lli сигнал, пропорциональный току предшествующего режима. После замыкания ключа 9 постоянное напряжение подается на тиристоры 5. В момент, когда все колебательные составляющие проходят через заранее заданные фазы, все тиристоры 5 открываются и во всех вторичных обмотках трансформатора 8 генерируются импульсы, открывающие тиристоры 10. Последние подключают датчики 11 к постоянному току, и в этот момент в выходных цепях датчиков появляются сигналы, пропорциональные произведению индукции дросселя на ток входной цепи датчика. Эти в общем случае экспоненциально затухающие сигналы налагаются на сигнал предшествующего режима. Последовательным соединением соответствующих выходных зажимов датчиков осуществляется суммирование сигналов. Суммарный сигнал подается на вход усилителя 19, откуда после усиления поступает на испытуемую защиту 20. Блок 3, тиристоры 5 п 10 ,и транс