Устройство для моделирования перемежающихся дуговых замыканий

Устройство для моделирования перемежающихся дуговых замыканий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтоескомт свидетельств

Союз Советских

Социалистических.

Республик н» 875526 (51)PA Кд э

Н 02 Н 3/16

G G 7/63 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 300678 (21)2637943/24-07 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СС.С P по делам изобретений

° и открытий (23) Приоритет .—

Опубликовано 231081. Бюллетень Но 39

Дата опубликования описания 231081 (53) УДК 621.316. .925(088.8) Ф.A.Àéäàðoâ и В.И.Задорожний (72) Авторы изобретения

:5

I ..„/ (71) Заявитель

{54:) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЦЖАЦЩИХСЯ

ДУГОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ

Изобретение относится к устройствам электрического моделирования.

В настоящее время разработано несколько вариантов токовых защнт от замыканий на землю для высоковольтных сетей, но сравнить их между собой и проверить работоспособность трудно, особенно в режиме дуговых замыканий на землю. Причина кроется в сложности этого явления, отсутствии единства точек зрения на процессы., происходящие в дуге, вследствие чего разрабатываемые устройства испытываются только в высоковольтных сетях или высоковольтных моделях. В связи с тем, что параметры элементов таких моделей не подцаются регулировке в широком диапазоне, устройства защиты зачастую оказываются проверенными только в узком диапазоне возможных 2О режимов, в результате чего существует опасность освоения в серийном произ водстве не доведенных до совершенства устройств, недостатки которых могут быть обнаружены только в эксплуатации, что наносит материальный ущерб народному хозяйству страны.

Поэтому крайне необходимы модели высоковольтных сетей, параметры которых поддавались бы регулировке, ЗО и устройства для моделирования перемежающихся дуговых з амыканий. Кроме того, значительный практический интерес представляют и возможные уровни перенапряжений при различных условиях горения перемежающихся заземляющихх дуг. Поэтому физическое моделирование таких процессов, максимально приближенных к реальным условиям в значительной степени упростит их исследование.

Известно устройство для моделирования перемежающихся дуговых замыканий, в котором дуга искусственно возбуждается на высоковольтном макете сети посредством воды, заливаемой в дырку, пробитую сквозь броню и изоляцию кабеля гвоздем или другим подобным предметом до токоведущей жилы (1 ).

Преимуществом данного устройства является то, что оно максимально при" ближает условия эксперимента к реальным.

Недостатком являются значительные материальные затраты, вызванные расходом кабеля вследствие частой замены кабельных вставок, так как.дырка, сделанная в броне кабеля, посЛе нескОльких зажиганий прогорает и ста875526 новится проводником, и необходимостью подготовки новых кабельных вставок и заменой ими старых. Кроме того, подобные эксперименты на высоковольтном макете связаны с повьааенной опасностью для персонала.

Известно также устройство для моделирования перемежающихся дуговых замыканий, которое содержит транзистор и двунаправленный электрический вентиль, включенный между фазой сети и землей. Ко входу транзистора подключен источник опорного напряжения через элемент сравнения. Включая и запирая указанный двунаправленный прибор, имитируют нелинейное сопротивление дуги. Благодаря этому значительно упрощается процесс исследования.,явлений, имеющих место в электрических сетях при.перемежающихся дуговых замыканиях 2 ).

Однако функциональные возможности этого устройства ограничены, так как с его помощью представляется возможным воспроизвести процесс горения дуги, зажкгаемой регулярно каждый период проьншленной частоты сети.

Что же касается воспроизведения дуговых заиканий, эажигаемых регулярно каждый полупериод промыаленной частоты, то с помощью этого устройства осуществить нельзя. Объясняется это тем, что светодиод и транзистор, которые управляют двунаправленным прибором, выполненным в виде полупроводникового симистора, пропускают ток лишь в одном направлении, в результате чего управляющий импульс поступает на симнстор не два.раза эа период, а только .один раз.

Кроме того, наличие в данном устройстве делителя напряжения, собранного на резисторах, включенного между поврежденной фазой и землей, в значительной степени искажает картину переходных.-процессов, особенно имитацию погасания дуги, когда происходит восстановление электрической прочности двунаправленного прибора.

Происходит это потому, что вместо бесконечности сопротивление фазы сети относительно земли оказывается равным нескольким килоомам (сопротивление делителя) .

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей и повышения .точности работы устройства моделирования.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для моде-, лирования перемежающихся дуговых за- мыканий, содержащем транзистор, вход которого соединен с источником опорно

ro напряжения через блок сравнения, а выход связан с двунаправленным электрическим вентилем, включенным между поврежденной фазой модели сети и землей, двунаправленный электр ческий вентиль вйполнен в виде двухполупериодного выпрямителя и подключенного к его постоянной стороне, управляемого тиристора с подключенным к управлявшему электроду посредством резистора источником постоянного напряжения, между одним полюсом котброго и анодом тиристора встречно указанному двухполупериодномувыпрямителю включен диод, а между,катодом тиристора и другим полюсом - . резистор и соединенный последовательно с ним выход указанного транзистора.

На чертеже приведена. схема устройства для моделирования перемежающихся дуговых замыканий в электрических сетях.

Устройство :остонт из двyхпpлупе рнодного выпрямителя 1, включенного между фазой модели сети и землей, управляемого тиристора 2, подклю- .

20 ченного к его постоянной стороне, диода 3, включенного встречно указанному двухполупериодному выпрямителю, резистора 4, подключенного к управляющему электроду тиристора 2, резис25 тора 5, включенного псследовательно с выходом транзистора 6, вход которого подключен к блоку 7 сравнения выпрямленного напряжения с регулируемым опорным, и источника 8 посторО янного напряжения.

Управляеьый тиристор 2 через двух-. полупериодный выпрямитель 1 включен между одной из фаз низковольтного источника и землей, а плюс источника постоянного напряжения 8 подключен к аноду и к управляющему электроду тиристора 2 соответственно через диод 3 и резистор 4 . Минус источника 8 постоянного напряжения соединен с катодом тиристора 2 через выход

40 транзистора 6 и резистора 5.

Устройство работает следующим образом.

При величине опорного напряжения, преобладающего над амплитудой выпрямленного, транзистор 6 закрыт обратным напряженнем, постоянный ток через управляющий электрод тнристора 2 не течет, вследствие чего последний закрыт R>> ca- замыкание фа5й зы на землю отсутствует.

Выбрав тиркстор 2 на напряжение, большее линейного напряжения сети, добиваются того, что тиристор 2 остается закрытым и при подаче напряженкя на сеть, так как замыканию

55 цепи через управляющий. электрод тиркстора 2 препятствует диод 3, включенный встречно двухполупериодному выпрямителю 1.

Когда возйикает необходимость в .dO имитации перемежавшегося дугового завыканкя фазы на землю, опорное напряженке янкаавт до уровня, меньшего амплитуда выпрямленного. :В результате этого в течение определенного

65 промежутка времени разность напряже875526 6

5 !

О

Формула изобретения

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дударев Л.Е. Модель кабельной сети для исследования дуговых замы60 каний между жилой и оболочкой;Сб.

"Автоматизация и оптимизация режимов

II электрических систем и приводов

Донецк, иэд. -во ДПИ, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 656144, кл. Н 02 Н 3/16, 1975. иий меняет знак, вследствие чего меняется знак проводимого ко входу транзистора б .сигнала, который открывает последний. B цепи от полюса источника 8 постояннного напряжения через резистор 4, управляющий электрод тиристора 2, резистор 5, выход транзистора б и минус источника 8 появляется ток, который открывает тиристор 2, благодаря чему фаза сети через двухполупериодный выпрямитель

1 и тиристор 2 замыкается на землю.

При этом через тиристор 2 помимо тока замыкания фазы на землю через диод 3, анод и катод тнристора 2, резистор 5 и выход транзистора б замыкается постоянный ток от источника постоянного напряжения 8.

Выбрав величину тока через транзистор 6, большей тока удержания тиpHcTopcl 2, добиваются того, что тиристор 2 открывается н остается открытым при достаточно малой величине мгновенного напряжения, .приложенного между фазой источника и землей. .Когда на входе блока 7 мгновенное значение выпрямленного напряжения окажется меньше опорного, транзистор запирается, протекание постоянного тока от источника 8, через тиристор 2, прекращается.

Как известно, сразу после заьыкания фазы на землю возникает переходной процесс, представляющий собой ток высокой частоты, затухающий в течение времени, определяемого пара- метрами сети.. ПОэтому, после исчезновения постоянного тока через транзистор 6, тиристор 2 остается открытым до того момента, пока мгновенное значение свободной составляющей тока замыкания на землю не снизится практически до нуля. Изменяя фазу выпрямленного тока на входе блока 7 срав" нения добиваются того, что момент открывания тиристора 2 и, следова тельно, напряжение "пробоя изоляции меняется.

Изменяя величину опорного напряжения, изменяют ширину импульса, выдаваемого блоком 7 сравнения на вход транзистора 6. В результате длительность открытого состояния транзистора 6, а следовательно, и тиристора 2 меняется.

Подключив ко входу блока 7 сравнения двухполупериодный выпрямитель, добиваются "пробоя" и "восстановления изоляции" фазы, к которой подключен тиристор 2 в течение каждого полупериода. Выбрав при этом достаточно узкой ширину импульса, поступающегю на вход транзистора 6, добиваются того,.что "гашение дуги" происходит по окончании первого полупериода тока высокой частоты. Увеличив ширину импульса до величины, большей длительности затухания свободной составляющей, но такой, чтобы выходной импульс с блока 7 сравнения закончился раньше, чем достигнет нуля установившийся ток замыкания на землю, добиваются "гашения дуги" по окончании последующих полупериодов тока высокой частоты.

Подключив ко входу блока 7 сравнения вместо двухполупериодного однополупериодный выпрямитель и одновременно увеличив длительность импульса еще больше, т.е. до величины, при которой ток рабочей частоты 50 Гц снизится до нуля раньше, чем закончится импульс на входе тиристора 2, добиваются "гашения дуги" каждый полупериод тока промышленной частоты, что может быть зарегистрировано осциллографом, если его вход подключить к резистору величиной в несколько Ом, включенному между землей и двухполупериодным выпрямителем 1 °

Таким образом, предлагаемое устройство моделирования существенно отличается от известных устройств и имеет преимущество„ заключающееся в более широких функциональных возможностях моделирования и в более точном воспроизведении моделируемых процессов.

Устройство для моделирования перемежающихся дуговых замыканий, содержащее транэистор, вход которого соединен с .источником опорного напряжения через блок сравнения, а выход связан с двунаправленным электрическим вентилем, включенным между поврежденной фазой модели сети и землей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности раббты, двунаправленный электрический вентиль выполнен в виде двухполупериодного. выпрямителя и подключенного к его постоянной стороне управляемого тиристора с подключенным к управляющему электроду посредством резистора источником постоянного напряжения, между одним полюсом которого и анодом тиристора встречно укаэанному двухполупериодному выпрямителю включен диод, а между катодом тиристора и другим полюсом — резистор и соединенный последовательно с ним выход указанного транзистора.

875526

Составитель ЛВаськова

TexQWT.Èàòî÷êà КорректорО.Билак е

Редактор,А.Шандор

Филиал ППП Патент", r.Óêroðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 9371/81 Тирам 678 Подлисное

ВНЫИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувюкая наб., д.4/5