Способ измерения тока короткого замыкания в электрических сетях

 

< ц 442429

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 06.05.72 (21) 1782991/24-7 (51) М. Кл. С 01r 19/00

G 01r 31/00 с присоединением заявки Ме

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.09.74. Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 13.08.75 (53) УДК 621.317.31 (088.8) (72) Автор изобретения

А. И. Герасимов

Свердловский горный институт имени В. В. Вахрушева,.- .(71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫ КАН ИЯ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

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 полулогарпфмическом масштабе.

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

5 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. источ10 ника питания 5 принимается равной по величине напряжению в месте установки батареи до включения ее в работу.

Включение батареи косинусных конденсаторов сопровождается высокочастотными коле15 баниями тока и напряжения (фпг. 2). Ток включения отдельной незаряженной батареи может быть в 5 — 15 раз больше ее номинального тока, так как в момент замыкания цепи незаряженная емкость батареи для системы

20 является коротким замыканием и ток практически ограничивается только сопротивлением сети, к которой подключается батарея.

Продолжительность высокочастотных колебаний тока и напряжения зависит от результи25 рующей индуктивности сети L„„, результирующего активного сопротивления гр„, и емкости конденсаторной батареи С на одну фазу.

Величина амплитудных значений тока и напряжения зависит от фазы напряжения в мо30 мент включения батареи. Уравнение для ос442429 циллограммы полного тока при включении батареи конденсаторов имеет следующий вид: (f) =- ., (f) + .„(f) =

= HpHB(f)+tNе "С $1п of.

Высокочастотная периодическая составляющая или, как ее еще называют, свободная составляющая тока переходного процесса trop(t) легко определяется графическим путем из осциллограммы полного тока i:(t) (фиг. 2) путем наложения осциллограммы установившегося значения тока 4р„„(1) на осциллограмму переходного процесса. Высокочастотная периодическая составляющая тока в реальных промышленных сетях затухает через 0,5 — 2 периода промышленной частоты.

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

f = — (га).

Т

Угловая частота свободных периодических колебаний а, = 2-f (рад/сек).

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

При соединении батареи в звезду

1 реэ — (8R) о C

При соединении батареи в треугольник

L „= (гн).

-о ЗС

Искомое индуктивное сопротивление

Хрф, — — 314Ерщ (Ом).

Результирующее активное сопротивление можно определить по значению постоянной времени затухания свободной составляющей тока Т,: гр„— (oA)

2 рез

T 3

Постоянная времени Т, легко определяется при построении в полулогарифмическом масштабе графика амплитудных значений сво1 бодной составляющей тока i„e с (фиг. 3).

/

1п е =1п м — м

Тс

Полученная в полулогарифмическом масштабе прямая позволяет определить постоянную времени затухания свободной составляющей тока как время, в течение которого она уменьшается до 0,3б8 своего начального значения.

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

20 Iï — оф ол (a a)

Уз 1 Л + р где У,ф, U,„— предшествующее соответственно фазное и линейное напряжение в месте установки батареи до ее включения.

Полученное значение тока Г может быть использовано для определения значения ударного тока короткого замыкания по известной формуле: з0 Iy = У" ) 1+ 2(fCy — 1) (ка).

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 от40 ключить возможные местные источники подпитки точки короткого замыкания.

Предмет изобретения

Способ измерения тока короткого замьп<а45 ния в электрических сетях путем осциллографирования переходного процесса, о т л и ч а ющи и ся тем, что, с целью повышения безопасности измерения, к контролируемой сети подключают косинусную конденсаторную оа50 тарею и в этот момент производят осциллографирование.

L n MP3- „j! (сЕк) д11 0012 .,ОУ ооае ОМ ПОЛ ООО, 0008 п009 001 0

Составитель Г. Ермаков

Техред В, Рыбакова

Редактор В. Фельдман

Корректор Л. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2. а аз 1963,2 Изд, Хз !62 Тира>к 679 Подписи ..е

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5