Устройство для физического моделирования тока короткого замыкания Советский патент 1982 года по МПК H02H3/08 H02H3/16 H01H69/01 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной запдате.

Известны способы, позволяющие получить наиболее достоверные результаты о поведении устройств релейной защиты путем натурных испытаний, опытами коротких замыканий в энергоси-стеме, а также с помощью ударных генераторов и по данным эксплуатации 1.Однако такие способы не являются экономичньши и поэтому более целесообразно производить испытание устройств релейной защиты путем моделирования процессов в энергосистемах.

В настоящее время для физического моделирования тока короткого замыкания через дугу собирают установку, содержащую среди прочего два электрода. Между этими электродами помещают тонкую проволочку и подают напряжение. Проволочка перегорает и возникает дуга. Недостатки этой установки в том, что нет возможности регулировать фазу возникновения дуги и необходимо иметь довольно большое напряжение питания установки. Кроме того, существенные неудобства возникают из-за необходимости соблюдать npaJBHi

ла техники безопасности, связанные с наличием открытого огня и большого тока между электродами.

. Известно устройство для физического моделирования тока короткого замыкания, содержащее лабораторный : автотрансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети переменного тока, к вторичной обмотке под10ключена последовательная цепь, вы- . полненная в виде фазовключающего блока, линейной индуктивности, активного сопротивления и первичной обмотки трансформатора тока, к вто15 , ричной обмотке которого подключен блок релейной защиты 2.

Однако это устройство не моделирует ток при коротком замыкании через электрическую дугу.

20

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования тока при коротких,замыканиях через электрическую дугу.

Поставленная цель достигается тем, что. в устройство для физического моделирования тока короткого замыка-, ния, содержащее лабораторный автотрансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети переменноГО токЗч, ко вторичной обмотке подключена последовательная цепь, выполненная в виде фаэовключающего блока, линейной индуктивности активного сопротивления и первичной обмо ки трансформатора тока,к вторичной обмотке которого подключен блок релейной защиты, дополнительно введены ключевой элемент, полупроводниковый мост, стабилитрон, включенный в одну диагональ полупроводникового моста, к другой диагонали которого подключе ключевой элемент, включенный в указанную последовательную цепь между выходными зажимами первичной обмотки трансформатора тока и вторичной обмотки лабораторного автотрансформатора. На чертеже приведена принципиальная .электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство для физического модели рования тока короткого замыкания содержит лабораторный автотрансформатор 1, первичная обмотка которого подключена к сети переменного тока, ко вторичной обмотке подключена последовательная цепь, вьиолненная в виде фазовключающего блока 2, линей ной индуктивнойти 3, активного сопротивления 4, и первичной обмотки трансформатора тока 5, ко вторичной обмотке которого подключен блок релейной защиты б, полупроводниковый мост, выполненный на диодах 7, в од .ну диагональ которого включен стабилитрон 8, к другой его диагонали подключен ключев,ой. элемент 9 , включенный в указанную последовательную цепь между выходными зажимами перви ной обмотки трансформатора тока 5 и вторичной обмотки лабораторного автотрансформатора 1. Устройство работает следующим об разом. При разомкнутом состоянии ключевого элемента 9 уравнение процесса в модели имеет вид E -SAnlujt -v ) l.|j- + (1) где - напряжение на стабилитрон L - индуктивность модели; R - активное сопротивление модели; ЕуГ - амплитуда -напряжения на вторичной обмотке лабораторного автотрансформатора 1; Ч - начальная фаза короткого замыкания, задается установкой .на фазовключающем блоке; LU - угловая частота напряжени Уравнение процесса в сети при ко ротком замыкании через дугу аналогично (1) только под L и R следует понимать соответственно индуктивнос К активное сопротивление петли коро кого замыкания, напряжение на дуге слабо зависит от тока и может быть принято постоянным, т.е. так же как и напряжение на стабилитроне. Введем отношение падения напряжения на дуге к амплитуде питающего напряжения dr-|A «1 Это отношение в сети зависит от падения напряжения на дуге, однако в модели удобнее изменять Е и перестраивать L и R, для чего и применены автотрансформатор и переменные L и R. При замкнутом состоянии ключевого элемента 9 в уравнении (1) следует положить и от-О/ а значит устройство моделирует ток в сети с последовательно соединенными L и R, т.е. ток металлического короткого замыкания, или короткого замыкания через переходное активное сопротивление контактов (увеличением R). Предлагаемое устройство позволяет моделировать ток при коротком замыкании через дугу. Формула изобретения Устройство для физического моделирования тока короткого замыкания, содержащее лабораторный автотрансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети переменного тока, к вторичной обмотке подключена последовательная цепь, выполненная в виде фазовключающего блока, линейной индуктивности, активного сопротивления и первичной обмотки трансформатора тока, к вторичной обмотке которого подключен блок релейной защиты, о тл ичающе е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем моделирования тока при коротком замыкании через электрическую дугу, в него дополнительно введены ключевой элемент, полупроводниковый мост, стабилитрон, включенный в одну диагональ полупроводникового моста, к другой диагонали которогоподключен ключевой элемент, включенный в указанную последовательную цепь между вьрсодными зажимами первичной обмотки трансформатора тока и вторичной обмотки лабораторного автотрансформатора . Источники информации, принятыево внимание при экспертизе 1.Майконар А.С. Дуговые замыкания на линиях электропередачи. Энергия, 1965. 2.Куженов С.Л. и др. .О .способах воспроизведения первичных процессов для испытания устройств релейной защиты.- Известия высших учебных заведений. Электромеханика, 1978, 9.