SU61783A1 - Способ испытани выключателей на разрывную мощность - Google Patents

Description

Известно, что дугогас щую аппаратуру можно испытывать на разрЫБпую мощность в сет х современных энергосистем пли в специальных лаборатори х разрывной мощности, состо щих обычно из мощных синхронных генераторов, приводимых в движение двигател ми, питающимис  от сети и запасающими энергию, необходимую дл  испытани , ь виде кинетической энергии вращающих чаете генераторов.

Затруднени  и ограничени , св занные с испытанием дугогас щеп аппаратуры в сет х, и дороговизна специальных лабораторий разрывной мощности вызвали по вление р да искусствеппых схем дл  подобных испытаний. Все эти схемы имеют в той или иной степени нринципигльные недостатки, ограничивающие область их применени .

Известна схема колебательного контура дл  испытани  аппаратуры на разрывную мощность, свободна  от принципиального недостатка всех искусственных схем и дающа  возможность провести иснытани  мощных выключателей высокого нанр жени  с малым временем горени  дуги и относительно небольшой энергией, поглощаемой дугой.

Сущность этой схемы заключаетс  в исиользовапии запаса энергии батареи конденсаторов нри разр де ее в цеп1 колебательного контура. Необходимый запас энергии в тако батарее создаетс  ири зар де ее через выпр мительное устройство от сети. Возникающий ири разр де контура затухающий неременный ток разрываетс  на контактах испытуемого дугогас щего анпарата, после чего па дуговом промежутке восстанавливаетс  нанр жение, велпчина и скорость нарастани  которого определ ютс  вспомогательпой емкостью, автоматически включающейс  в цепь контура нри погасании дуги. Зату:-;аг1ие тока и напр жени  в процессе испытани  в установке вызываетс  расходом энергии на покрытие потерь в активном сопротш леннн самого контура

№ 61783

и поглощением энергии в дуге испытуемого уетроЛетва, котора  в период испытани  пе может быть компенеировапа.

Однако в р де пспытаний, например нри испытании выключателей с большой длпте.тьностыо горени  дуги, открытых дуг и т. п., потери в контуре могут быть столь значительны, что затухани  тока п напр жени  за период испытани  будут вееьма большими, результаты оиытос станут неопределенными. Поэтому представл ет практический интерес создание такой схемы, где потери энергии при испытании могли бы быть нолностью или частично компенсированы - затухание тока и напр жени  в исиытательной установке было бы при этом или совсем устранено или сведено к допустимой, с точки зрени  эксперимента, величине.

В онисьш.аемом способе нспъпаимп дугогас щей аппаратуры на разрывную -моидюсть, по которому испытуемый аппарат включают в резонансный контур, эти недостатки устранены.

Сущность способа заключаетс  в том, что дл  компенсации расхода энергии в сонротивлени х ког;тура и дуге контур нитают от источника переменного тока во все врем  зар да п испытани . С пелью иовыluetu-iH напр жени  па испытуемых коптактах, последние включают в негвь контура, содержащую емкость и часть индуктивности, причем общую ипдуктивпость коптура подбирают из услови  резонанса.

Предлагаемые схемы испытательной установки с компепсацией потерь показаны на фиг. 1 и 2.

Резонансный контур но фиг. 1 ничем ие отличаетс  от разобранной известно ; схемы и параметры его онредел ютс  из общеизвестных формул, описывающих процесс колебательного разр да емкости в цепи , еодержащей индуктивность и активные сопротивлени , ири заданной собственной угловой частоте.

Отличием предлагаемой схемы  вл етс  подключепный к резонансному контуру на вееь период испытани  внешний источник переменного напр жени  /Уд, образующий в момент включени  контура запас реактивной энергии в емкости и индуктивности контура и покрывающий потери в его активных сонротивлени х. При возникновении дуги на расход щихс  контактах испытуемого выключател  энерги , поглощаема  в дуге, также может быть целиком или частично покрыта за счет мощности этого внешнего источника, и значени  напр жени  и тока к концу испытани  в таком контуре завие т лишь от величины этой мощности.

Исходным моментом дл  начала испытани  в предлагаемых схемах  вл етс  момент настучтлени  усгаповившегос  режима в колебательном контуре, резонансном но отноилеиию к частоте внешнего источника напр жени . В этот момент на фиг. 1 и 2 замкнут вспомогательный выключатель А, наход щийс  в цепи геиератора, и испытуемый выключатель Б, через который проходит ток, циркулирующий в резонансном контуре.

Дл  фиг. 1 величина этого тока определ етс  выражением:

/иси. - /а I/ --. (1)

., Л

где /а-ток генератора, равный -Zg - эквивалентное сопротивление контура, равное

С,

г Г| -i- г, - сум-марпое активное coiipOTiiiiae.niC мотвии контура. В зависимости от соотношени  У.,, к г значение Лц-,;. .жот во много раз иреносходить величину тока генератора.

При отключении испытуемою выключател  Б на его расход щихс  контактах возкикиет дуга и активна  лющность, нотреб.т ема  от виешнего источника, соответственно увеличитс . Если ири этом и :1еделы1г   мощность виешнего источника будет достаточна дл  покрыти  суммарных потерь коитура, складь ваюш,ихс  из потерь в активных сопротивлени х элементов контура и моидиости, pacxoдye ю при горенин дуги, то величина тока, проход щего через испытуемый выключате .ть (/исп-) le будет ниже значени , определенного ио формуле (1). -Под г в этом случае следует поиг1мать эквивалентное активное сопротивление контура в процессе испытани , учитывающее и сопротивление ауги r,i . Нели же генератор сможет покрыть только часть потерь в контуре, то в процессе испытани  будет расходоватьс  также п энерги , запасенна  за врем  нереходного процесса включени  контура и его эле.мептах (С, /-); и ток в контуре будет соответственно уменьшатьс .

При одиом из переходов тока контура через нуль дуга на расход щихс  контактах испытуемого аппарата погаснет и шунтированна  рапее емкость Со автоматически включитс  последовательпо в цепь контура. Параметры контура при этом измеп тс , у-слови  резонанса контура но OTHonjeHHio к частоте виеип.его источника нарушапс  и в контуре начнетс  высокочастотный переходиьп процесс перераспределени  энергии между С, L и Со, иалагающийе  на основную кривую напр жени  генератора. Скорость восстановленп  папр жени  на дугово .м промежутке будет в основном определ тьс  соотнощением С и Со и путем изменени  емкости CQ может быть доведена до желаемой величины .

Па этом цикл испытани  заканчиваетс . Отключением выключател  А генератор отсоедии ют от резонаненого коитура, который затем разр жают.

Поскольку исиытательное нанр жение на фиг. I равно нанр жению источника, ири осуществлении такой на высокие наир жени  потребуетс  соответствующий геператор.

В этом с,тучае более удобиой  вл етс  втора  предлагаема  схема (фиг. 2), в которой обгца  индуктивность контура распределена между его ветв ми, веледстпие чего ири заданном напр жении генератора напр жение на дугогас  цем аппарате может быть соответственно повышено до желаемой величины.

Суммарна  индуктивность контура, равна  сумме иидуктнвностп иравой и левой ветви, как и ранее, должна удовлетвор ть при заданном зиачении емкости С контура услови м резопаиса. но значение эквивалентного сопротив; ени  такого контура будет иное и иапр женпе на выключателе (i ia-n-) наход щемс  в левой ветви схемы, будет выше, чем папрнженне генератора. Величина испытательпого тока и наир жев такой схеме определ етс  выpaжeии  iи:

/„о.. - /п 1/ и ,с„. (2) V г

где э - эквивалентное сопротивлеиие коитура с распределенными ио его ветв м индуктивноет ми, равное -;--;

- 3 -Л 617S3

,

., /-„

Л 61783- 4 1 ,1 - суммарна  индуктивность контура, рав;1а  А, -;- I.-,;

, - коэ:Ь,фн1и1ент распределени , равный отмошс-пио -----; /а Ч а - ТОК И нанр жснlic геиервтора;

г - сул марное активное сопротивление ветвей контура.

,

значение отношени  -- т, :-; -- задаетс  соотношением

( ИСПприн тых В схеме напр  1сеиий генератора и иснытуемого аппарата и диктуетс  техпико-экопомнческими соображени ми. Процесс испытани  Б схеме с распределенной между ветв ми индуктивностью аналогичен 1 спытанию, описанному дл  схемы фпг. 1.

Предлагаемые схемы могут бьггь использованы в качестве основHbix нспьпательных установок дл  специальных лабораторий разрывiioii мощности при аннаратостроптельных заводах и в качестве элемента оборудовани  пспытательных стендов в эпергосистемах. В этом случае в качестве исгочпика напр жени  может быть использован какойлнбо мощный однофазный трансформатор резерва системы. Испытани  в цени контура соверщенно безопасны дл  системы, а полученные в контуре разрывной ток и напр жение могут значительно превосходить ве. 11чины, которые можно получить от системы нри неносредственном коротком 3aN biKaii ii-i в ней.

Очеви;ию, что с зреии  осуществлени  иредлагаемых установок схемы фнг. 1 и 2 отличаютс  ;u-iuib конструктивным выполнением реактора, которьи лл  второй схемы должен допускать возможность вкл очени.  частн обмотк -, в левую ветвь контура, т. е. должен состо ть плм из нсскольк1. едппнц нлдП 1- л1еть отпайки.

Предмет и з о б р е т е н н  

I. Снособ иснытаии  дугогас щей аппаратуры на разрывную мощность , но которому испытуемый аниарат включают в резонансный конт .1, о т л н ч а ю щ и J с   тем. чго дл  со:)Дани  в контуре занаса энергии и комненсации noiepb в активных соиротивлени х контура и дуге, контур, иарал1етры которого подобраны из услови  резонанса токсв, питают в течеиие rscero времени зар дки и пснытани  от источника мепеменного тока.

::. iipiseA осугцес/.в.тени  снособа по п. 1, о т л и ч а к) HI и и с   тем. что, с не.-|ью поны1не1;;:  иаир жени  иа испытуемом аппарате, послед}П1Й включают 3 ветвь лОггура, содержащую пос.тедовательно включенные емкость и часть обн1.ей индуктивности контура, нричем общую нндуктпвнссть подбирают из услови  резонанса токов но отнощегпно к частоте вне1ннего иеточпика переменного тока.

-о

т

J

UucnUa