Способ определения переходных процессов при отключении токов короткого замыкания

(72) Автеръю изобретения В. С. Гончар, В. В. Каплан, А. И. Кузнецов и Э-С. И. Янчус Ленинградский ордена Ленина политехнический институт имени М. И. Калинина(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ОТКЛ 10 ЧЕНИИ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫ КА НИ ЯИзобретение касается высоковольтной электронзмернтельной техники н может1быть использовано при созданни устройств для коммутационных испытаний выключателей высокого напряжения.5 Известен способ определения переходных процессов прн отключении токов короткого замыкания, основанный на осцнллографнрованнн физического воздействия10 различных сигналов на модели электрических цепей;Недостатками этого способа являются невозможность непосредственного определения переходного процесса, необходимость15 использования мошного источника энергнн и невысокая точность. Наиболее блнэким по технической сущности к предложенному является способ определения переходных процессов пря отключении токов короткого замыкания, основанный на моделировании высоковольтных сетей н испытательных установок. Недостатком этого способа также является невозможность непосредственногоопределения переходных процессов.Цель изобретения - непосредственноеопределение скорости восстановления напряжения,Это достигается тем, что по предложенному способ определения переходныхпроцессов прн отключении токов короткогозамыкання, основанному на моделнрованнн высоковольтных сетей и испытательных установок, моделируют обратные цепи на основе принципа дуальностн и в ннхпредварительно заряжают конденсаторы,а затем закорачнвают цепь и осцнллографнруют кривую тока, проходяшего через закорачиваюшн й элемент,На фиг, 1 представлена схема испытательной установки с формированиемчетырехпараметрической кривой переходного восстанавливакпцего напряжения(ПВН); на фиг. 2 - эквивалентная ейрасчетная исходная схема; на фнг. 3 -обратная схема на фнг. 4 - схема для73 где 2 С 1. Р Ь .ю 1 О . 35 40 3 6844 снятия осциллограмм аналогичных кривым переходного процесса в иск одной ск ем е.Через испытуемый выключатель 1 (фиг. 1) в процессе испытаний проходит ток короткого замыкания, определяемый напряжением источника питания 2 (ударный генератор, сетевая ус:тановкв), и реактором Э индуктивностью Ьо . При переходе через нуль ток отключается и на выводах испытуемого выключателя 1 вос о станавливается напряжение, форма которого определяется формирующим устройством, содержащим резистор 4 сопротивлением г, конденсатор 5 емкостью С, реактор 6 индуктивностью 14, конденсатор 5 7 емкостью С и резистор 8 сопротивл ниемПри отключении токов короткого замыкания можно применять принцип наложения, Согласно этому принципу ПВН можно рассматривать как напряжение на зажимах идеального источника синусоидвльного тока промыщленной частоты, воздействующего на соответствующие пассивные двукполюсники, Таким образом, вместо испытуемого выключателя 1 можно подключать идеальный источник тока 9 а ЭДС источника питания 2 принять ,равной нулю (в результате получается эквивалентная схема).Следовательно, напряжение 0(фиг. 2 является ПВН, так как 1(Р) щ) - : о(р) =,а ток 1равен)Ри(и=1РфиР У(Р)где О)- угловая промышленная частота;1 - амплитуда тока короткого замы 1 иквния.Из выражений (1) и (2) следует:4 РЮ -1 впш 1-:ЧР)-1 - т -п ФР +в Используя эту схему в качестве исходной, получают обратную схему, применяя принцип дуальности, Схема на фиг. 3 является обратной схеме на фиг. 2, Операторное выражение для переходной проводимости У (р) пассивной части схемы на фиг," 2 имеет следующий вид:У(Р) = + - +Р Ь 1+МРс) Р 1 +Й/РС )+ "Применяя принцип дуальности, получают для обратной схемы на фиг. 3;55 7(Р)= +ф Р г+Р, РС+ ( У)г Значение элементов обратной схемы определяют путем обращения параметров исходной схемы относительно любой произвольной постоянной Рр Эта постояийная имеет размерность сопротивления в квадрате и является положительной и действительной, Элементы схемы на фиг. Э Ср, 1, Ь, С 4, 14, 4 - обозначены соответственно 3 -8 . Идеальный источник тока 9 в схеме на фиг. 2 заменяют идеальным источником напряжения 9 в обратной схеме на фиг. 3.Таким образом, если в схеме на фиг. Э источник синусоидвльного напряжения промьпиленной частоты является идеальным, может быть получена кривая тока .аналогичная кривой ПВН, Однако трудно создать источник напряжения достаточно близкий к идеальному, Поэтому целесообразно непосредственно определять производную ПВН, т. е. скорость восстановления напряжения (СВН)) ЙТак как рх+ фсов Ффв исходнойй+ццсхеме на фиг, 2 источник тока 9 включается в момент амплитуды тока, изменяющегося по косинусоиде промышленной частоты, Соответственно, в обратной схеме на фиг. Э напряжение источника 9 также изменяется по косинусоиде цромыщленной частоты. В течение небольщого интервала в; а 4 ени переходного процесса с достаточной точностью можно принять, что это напряжение остается постоянным. Если предложить, что емкость 3 заражена до двух противоположно направленных напряжений 0 и ц, равных по значению напряжению 9источника напряж ния 9, согласно принципу наложения, сочетание напряжения Ц с одним иэ этих напряжений иа емкости 3 дает в сумме нулевое напряжение, а токи во всех элементах от их совместного воздействия равны нулю. Процессы в схеме (фиг. 3) явлаютса результатом разряда заряженной до напряжения 0 емкости 3 при эвкороченном источнике напряжения 9.6844 Г В/я, Ф Поцци каз 5279/39 Тираж 1 ИИП Ужгород,. Проек илиад ППП "Пат Кривая тока разряда емкости Э , которую регистрируют осциллографом, соответствует к риво Я СВН на фиг. 2.Таким образом, практическое осуществление предложенного способа может быть реализовано в схеме ца фиг. 4, в которой замыкатель 1 подключает заряженную пред 1варительно емкость 3 на остальную часть схемы.С помощью шунта 10 напряжение по дается на вибратор 11 осциллографа и тем самым осциллографируется кривая то(ка разряда емкости 3 , аналогичная кривой СВН. Непосредственное определение /кривой, аналогичной ПВН, производится с помощью делителя напряжения 12, который регистрирует изменения падения 73 6напряжения на емкости Э с помощью вибратора 1 Э осциллографа. формула изобретения Способ определеция переходных процессов при отключении токов короткого замыкания, основанный ца моделировании высоковольтных сетей и испытательных установок, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью непосредственного определения скорости восстановления напряжения, моделируют обратные цепи на основе принципа дуальности и в них предварительно заряжают емкости, а затем закорачивают цепь, и осциллографируют кривую тока, проходящего через закорачиваюший элемент.