Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Краткий обзор. постановка задачи 11
1.1 Обзор основных принципов выполнения защит от ОЗЗ в укрупнённых блоках на ГЭС 11
1.2 Устройства защиты от 033 для генераторов укрупнённых блоков с наложением тока с частотой 25 Гц 13
1.3 Краткие сведения об источнике контрольного тока 19
1.4 Схемы включения ИКТ для получения возможно большего контрольного тока 24
Глава 2. Анализ электрических величин с частотой 25 гц в различных схемах укрупнённых блоков при устойчивых замыканиях на землю 27
2.1 Основные особенности укрупнённых блоков на ГЭС, влияющие на условия выполнения защиты от ОЗЗ .: 27
2.2 Укрупнённый блок с двумя параллельно работающими генераторами 28
2.3 Укрупнённый блок с четырьмя параллельно работающими генераторами 38
2.4 Схема укрупнённого блока, у которого нейтрали части генераторов изолированы или имеется гальванически связанная внешняя сеть 40
Глава 3. Исследование закономерностей формирования гармонических составляющих токов нулевой последовательности в области низких частот при дуговых переме сающихся замыканиях в схеме укрупнённого блока 47
3.1 Описание переходных процессов электрических величин в укрупнённом блоке при перемежающихся дуговых замыканиях 47
3.2 Аналитическое выражение для тока нулевой последовательности на стадии горения дуги и определение основных факторов, влияющих на формирование низкочастотных гармоник этого тока 53
3.3 Аналитическое выражение для тока нулевой последовательности, протекающего в бестоковую паузу 63
3.4 Аналитический расчёт амплитудно-частотных спектров при различном характере протекания перемежающегося дугового замыкания 68
Глава 4. Математическое моделирование процессов при перемежающихся дуговых замыканиях 77
4.1 Выбор и обоснование метода математического моделирования 77
4.2 Описание модели дугового замыкания 78
4.3 Разработка модели дугового промежутка в среде Simulink 80
4.4 Проверка адекватности модели при проведении серии расчётов на математической модели укрупнённого блока 90
4.4.1 Расчёт основных параметров математической модели укрупнённого блока 90
4.4.2 Моделирование процессов в укрупнённом блоке с изолированными нейтралями генераторов 94
4.4.3 Моделирование процессов в укрупнённом блоке с заземлёнными через ДГР нейтралями генераторов 96
Глава 5. Разработка элементов технической реализации защиты от замыканий на землю в обмотке статора гидрогенераторов укрупнённого блока 101
5.1 Постановка задачи 101
5.2 Исходные условия для выбора частотных характеристик фильтров 102
5.3 Выбор структуры фильтра и его отдельных звеньев 106
5.4 Исследование частотных фильтров на математической модели укрупнённого блока гидрогенераторов 118
5.4.1 Исследование фильтров при устойчивом замыкании в блоке 118
5.4.2 Исследование фильтров при перемежающихся дуговых замыканиях 122
5.5 Выбор метода сравнения электрических величин в блоке, для определения повреждённого генератора 128
Выводы 139
Заключение 141
Список использованных источников 145
- Устройства защиты от 033 для генераторов укрупнённых блоков с наложением тока с частотой 25 Гц
- Укрупнённый блок с двумя параллельно работающими генераторами
- Аналитическое выражение для тока нулевой последовательности на стадии горения дуги и определение основных факторов, влияющих на формирование низкочастотных гармоник этого тока
- Разработка модели дугового промежутка в среде Simulink
Введение к работе
Актуальность работы. Защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) в обмотке статора синхронных генераторов является одной из важнейших видов защиты, так как большинство повреждений обмотки статора начинается со стадии однофазного замыкания. Отключение генератора при повреждении на этой стадии позволяет предотвратить переход ОЗЗ в двойное или междуфазное замыкание и тем самым предотвратить существенные повреждения обмотки статора, требующие длительного и дорогостоящего ремонта. Способ выполнения защиты от ОЗЗ определяется в основном первичной схемой соединения генераторов с другими элементами. Одной из часто применяемых на гидроэлектростанциях схем является схема энергетического блока, в котором несколько генераторов работают параллельно на одну обмотку низкого напряжения трансформатора. Основное современное требование к защите от ОЗЗ таких укрупнённых блоков заключается в отсутствии зоны нечувствительности при замыкании вблизи нейтрали генератора. Ещё одним немаловажным свойством, которым должна обладать защита, является селективность.
Необходимость охвата ста процентов витков обмотки статора генератора продиктована тем, что в случае неконтролируемого замыкания вблизи нейтрали рассматриваемой обмотки существует вероятность возникновения ещё одного замыкания в другой точке обмотки, то есть замыкания фазы на нейтраль. Ток в месте повреждения в этом случае может превысить ток трёхфазного замыкания на выводах генератора. При этом возникают серьёзные повреждения как самой обмотки, так и стали статора.
Требование селективной работы защиты связано с тем, что большинство генераторов, работающих в блоке, имеют собственный выключатель, поэтому целесообразно в случае возникновения ОЗЗ в статорной обмотке одного из генераторов блока, отключать именно повреждённый генератор, а не весь блок. При этом наносится минимальный ущерб режиму электроснабжения и отпадает необходимость в отыскании повреждённого генератора.
По принципу действия обоим требованиям удовлетворяет защита, основанная на наложении на первичные цепи генераторов контрольного тока с частотой, отличающейся от промышленной. Различные технические варианты такой защиты разработаны в Томском политехническом университете и в НПП «ЭКРА». В то же время, для дальнейшего усовершенствования защиты, уточнения характеристик её измерительных органов, требуются дополнительные исследования электрических величин при дуговых перемежающихся замыканиях. Необходимость исследования электрических величин при дуговых перемежающихся замыканиях диктуется также тем, что процессы при таком виде повреждения в схеме укрупнённого блока имеют ряд особенностей, по сравнению с процессами в электрических распределительных сетях.
При выполнении работы автор использовал известные результаты исследований в области защиты от ОЗЗ, выполненных И.М. Сиротой, В.М. Кискачи, А.И. Левиушем, В.Г. Алексеевым, А.И. Шалиным, специалистами НПП «ЭКРА» A.M. Наумовым и др.
Цель работы и задачи исследования. Целью работы является совершенствование защиты от ОЗЗ в обмотке статора гидрогенераторов укрупнённого блока на основе выявления особенностей электрических величин в схеме блока при перемежающихся дуговых замыканиях.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
Обзор существующих методов и средств защиты от однофазных замыканий на землю в обмотке статора гидрогенератора и выявление тех из них, на основе которых может быть выполнена защита генераторов укрупнённого блока, удовлетворяющая предъявляемым к ней требованиям;
Анализ электрических величин с частотой 25 Гц в различных схемах укрупнённых блоков при устойчивых замыканиях на землю, для дальнейшего количественного сопоставления их с электрическими величинами при перемежающихся дуговых замыканиях;
Исследование закономерностей формирования гармонических составляющих токов нулевой последовательности в области низких частот при дуговых перемежающихся замыканиях в схеме укрупнённого блока;
Создание математической модели укрупненного блока, а так же модели дугового перемежающегося замыкания, позволяющих исследовать изменение электрических величин при возможном многообразии дуговых перемежающихся замыканий;
Выбор состава фильтров и частотных характеристик его отдельных звеньев измерительного органа защиты, при которых обеспечивается надёжная отстройка от возможных небалансов фильтра токов нулевой последовательности (ФТНП) и выполняется условие совместимости работы защиты при устойчивых и перемежающихся дуговых замыканиях;
Выявление признаков, позволяющих выполнить селективную защиту от ОЗЗ, и исследование их устойчивости при изменении характера и условий протекания перемежающегося дугового замыкания.
Методы исследования. Исследования проводились с использованием методов расчёта линейных и нелинейных электрических цепей; метода спектрального анализа электрических величин; метода математического моделирования с помощью ЭВМ.
Достоверность и обоснованность основных научных положений и выводов работы подтверждается совпадением результатов исследований, выполненных аналитическими методами и на базе, программных средств схемой' технического моделирования.
Научная новизна работы. В работе содержатся следующие новые научные результаты:
1. Установлено, что при перемежающихся дуговых замыканиях в схеме укрупнённого блока генератор-трансформатор токи нулевой последовательности на выводах генератора и в нейтрали, в цикле пробой изоляции - погасание дуги, протекают в разные моменты времени. Поэтому для их сравнения, при
9 реализации селективной защиты, необходимо либо запоминать эти токи, либо производить их фильтрацию в области низких частот.
Показано, что при перемежающихся дуговых замыканиях на выводах генератора укрупнённого блока переходные процессы разряда ёмкости повреждённой фазы и дозаряда ёмкостей неповреждённых фаз идентичны в количественном и качественном отношении, так как параметры эквивалентных контуров для этих процессов одинаковы.
Исследование закономерностей формирования гармоник с частотой ниже промышленной на выводах генератора при перемежающихся дуговых замыканиях показало, что основное влияние на амплитуды этих гармоник оказывают время горения дуги и коэффициент затухания переходного ёмкостного тока.
При изменении пробивного напряжения выявлен следующий важный эффект, заключающийся в том, что одновременно с изменением интенсивности переходных процессов изменяется и частота следования пробоев, что приводит к некоторой самостабилизации амплитуд низкочастотных гармоник.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Полученные в работе результаты по исследованию электрических процессов при перемежающихся дуговых замыканиях необходимы для уточнения частотных характеристик измерительных органов защиты, а так же для проведения заводских испытаний выпускаемых защит. Результаты исследований переданы НПП «ЭКРА» для их использования.
Положения, выносимые на защиту.
1. При перемежающихся дуговых замыканиях в схеме укрупнённого блока генератор-трансформатор токи нулевой последовательности на выводах генератора и в нейтрали, в цикле пробой изоляции - погасание дуги, существуют в разные моменты времени. Для их сравнения, при реализации селективной защиты, необходимо либо запоминание токов, либо их фильтрация в области низких частот.
Переходные процессы разряда ёмкости повреждённой фазы и дозаряда ёмкостей неповреждённых фаз, при перемежающихся дуговых замыканиях на выводах генератора укрупнённого блока, идентичны в количественном и качественном отношении, так как параметры эквивалентных контуров для этих процессов одинаковы.
На амплитуды гармоник с частотой ниже промышленной на выводах генератора при перемежающихся дуговых замыканиях основное влияние оказывают время горения дуги и коэффициент затухания переходного ёмкостного тока.
При изменении пробивного напряжения имеет место эффект самостабилизации амплитуд гармоник за счёт одновременного изменения интенсивности переходных процессов и частоты следования пробоев.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались в рамках следующих мероприятий: международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (г. Томск, 2007, 2008 гг.); научные семинары кафедры «Электрических станций» Электротехнического института Томского политехнического университета (г. Томск, 2007, 2008, 2009 гг.); научно-технический совет Электротехнического института Томского политехнического университета (г. Томск, 2007, 2008, 2009 гг.).
Публикации. По направлению диссертационной работы автором опубликовано 9 работ, в том числе: 2 статьи в рецензируемых периодических изданиях по перечню ВАК; 5 статей материалы докладов конференций; 1 работа депонирована.
Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 45 наименований и содержит 89 рисунков. Общий объём диссертации 149 стр.: текст диссертации 144 стр., список литературы 5 стр.
Устройства защиты от 033 для генераторов укрупнённых блоков с наложением тока с частотой 25 Гц
Конкретные разработки устройств защиты от ОЗЗ для генераторов укрупнённых блоков с наложением тока с частотой 25 Гц ранее были выполнены и описаны в [6-7]. В частности было выполнено устройство для укрупнённого блока Саратовской ГЭС.
Схема этого блока с источниками контрольного тока приведена на рис. 1.1. Источники контрольного тока выполнены на базе электромагнитного параметрического делителя частоты, у которого, как и у любого делителя частоты, выходное напряжение половинной частоты может иметь равновероятно два значения фазы, отличающиеся на 180 град. Поэтому дополнительно было выполнено устройство взаимной фазировки источников. Кроме этого в каждом комплекте из 4-х источников для одного блока производилась специальная настройка для обеспечения равенства абсолютных значений напряжения источников, чтобы исключить протекание уравнительных токов в нормальном режиме.
Основное, что не было учтено в обсуждаемой разработке - это обеспечение правильной работы защиты при дуговых перемежающихся замыканиях. Такая задача в этой работе вообще не ставилась.
При устойчивых замыканиях в качестве признака повреждённого генератора использовалось различие направлений токов с частотой 25 Гц на выводах повреждённого и неповреждённого генераторов. В качестве опорного напряжения для сравнения направлений токов, использовалось напряжение с частотой 25 Гц на вторичных обмотках дугогасящих реакторов.
В последствии предложено и реализовано более совершенное решение [16-18], в котором используется только один ИКТ, включенный в объединённую со стороны нейтрали цепь заземления ДГР всех генераторов, как показано на рис. 1.2. Для выявления повреждённого генератора используется взаимное различие направления токов со стороны нейтрали и на выводах генераторов, что видно по рис. 1.2.
Однако и этот вариант не достаточно проработан для обеспечения правильной работы защиты при дуговых перемежающихся замыканиях.
В настоящее время на основе многочисленных исследований и опытных данных не вызывает сомнения тот факт, что большая часть ОЗЗ, особенно в начальной стадии, представляют из себя дуговые перемежающиеся замыкания. Причём такие замыкания возможны не только в сетевых элементах, но и в изоляции обмотки статора генераторов. Конкретно такие данные имеются по гидрогенераторам Красноярской ГЭС.
Гидрогенераторы Красноярской ГЭС работают с нейтралью, заземлённой через ДГР. В связи с разработкой для этих генераторов защиты от 033 с использованием наложения тока с частотой 25 Гц [6] было организованно осциллографирование напряжения нулевой последовательности с автоматическим пуском осциллографа при возникновении замыкания [7].
На рис. 1.3 в качестве примера приведена одна из осциллограмм при дуговом перемежающемся замыкании в обмотке статора генератора вблизи выводов. Основная изоляция стержней обмотки — термореактивная.
Приведённая осциллограмма представляет из себя характерный процесс перемежающегося замыкания в электроустановке с компенсацией ёмкостного тока. По осциллограмме можно установить некоторые детали процесса. В частности видно, что время горения дуги после очередного пробоя невелико. Вероятно дуга гаснет при одном из прохождений через ноль переходного тока дозаряда ёмкостей неповреждённых фаз. Важно так же и то, что возможно существование дугового перемежающегося замыкания в течение довольно длительного времени (до нескольких секунд). На основании приведённых данных следует признать, что в качестве обязательного требования к защите от 033 в обмотке статора гидрогенераторов должно быть требование правильной работы при дуговом перемежающемся замыкании.
При применении метода наложения контрольного тока для выполнения защиты от 033 возникает естественный вопрос о рациональной частоте контрольного тока. Важнейшим условием при выборе частоты контрольного тока является совместимость работы защиты при устойчивых и дуговых перемежающихся замыканиях. В работе [19] показано, что в электрических сетях с компенсацией ёмкостного тока эти условия принципиально совмещаются при частоте контрольного тока ниже промышленной. Это объясняется тем, что в сети с компенсацией ёмкостного тока пробои изоляции при дуговом перемежающемся замыкании следуют с частотой порядка 4-М2 Гц. При этом в токе нулевой последовательности порождаются низкочастотные гармоники, которые замыкаются в цепи ДГР, то есть текут по повреждённой линии и сильно ограничиваются малыми в этой области частот ёмкостными проводимостями неповреждённых линий.
Благоприятные условия по совместимости работы защиты при устойчивых и перемежающихся дуговых замыканиях имеют место и для укрупнённых блоков с непосредственным соединением генераторов.
Укрупнённый блок с двумя параллельно работающими генераторами
Как видно, у генератора G3 имеется недокомпенсация, а у генератора G4 примерно такая же перекомпенсация. Поэтому в целом по блоку настройка компенсации ёмкостного тока замыкания практически точная Индуктивности дугогасящих реакторов можно определить через ёмкости фаз генераторов и расстройку компенсации Так как продольные сопротивления фаз обмотки статора на частоте 25 Гц намного меньше сопротивления дугогасящих реакторов и ёмкостного сопротивления фаз относительно земли, то для определения электрических величин с частотой 25 Гц можно использовать схему замещения нулевой последовательности, приведённую на рис. 2.2. Так как дугогасящие реакторы и ёмкости генераторов соединены параллельно через весьма малое сопротивление ошиновки, то токи в ветвях схемы определятся следующим образом. Токи по дугогасящим реакторам: ТОКИ ПО ёмкостям: По токам в ветвях можно определить ток, протекающий по выводам генераторов в нормальном режиме Очевидно, что токи, определяемые по формулам (2.4) равны по абсолютной величине, а при назначении какого-либо условного положительного направления, например от генератора к шинам, имеют противоположные направления. Подставив в (2.4) токи по (2.2), (2.3) и значения индуктивностей дугога-сящих реакторов по (2.1) после некоторых преобразований получим: В (2.5) величина 2у т есть, как очевидно из схемы замещения, ток с частотой 25 Гц в цепи источника при металлическом замыкании. Из (2.5) следует, что в нормальном режиме абсолютное значение и направление тока на выводах генераторов пропорционально разности расстроек компенсации ёмкостного тока у генераторов. При значительной разности расстроек компенсации может появиться необходимость отстройки от него измерительных органов защиты от замыканий на землю. Это обстоятельство делает, в некоторых случаях, противоречивым требование снижения этого тока и требование получения по возможности точной компенсации суммарного ёмкостного тока. Так, например, в случае рассматриваемого блока расстройки компенсации с разными знаками удовлетворяют требованию компенсации ёмкостного тока, но при этом имеют место условия, при которых ток на выводах в нормальном режиме увеличивается, так как расстройки компенсации в числителе (2.5) суммируются. Далее рассмотрим электрические величины при устойчивом замыкании через переходное сопротивление по схеме рис. 2.3. Сэ - суммарная ёмкость трёх фаз обоих генераторов относительно земли. Для проведения расчётов в именованных единицах определим для данного случая напряжение источника контрольного тока. В соответствии с данными таблицы, приведённой в предыдущей главе, при номинальном напряжении 15,75 кВ, источник контрольного тока при металлическом замыкании может выдать ток 0,75 А. Напряжение на выходной обмотке при этом будет равно = І25тах э . Эквивалентная индуктивность в данном случае равна L3 = 1,06 Гн. U25 =0,75-271-50-1,06 = 125 В. При использовании сдвоенного источника с выходными напряжениями, сдвинутыми на 90 U25 =72-125 = 176 В. Зависимость тока в цепи источника от проводимости в месте замыкания приведена на рис. 2.4. При неучёте активных потерь в дугогасящих реакторах и в других элементах схемы, которые очень малы, и при изменении переходного, сопротивления от оо до 0, фаза тока в цепи источника изменяется от +90 до -90 , а модуль этого тока изменяется в (3 - 4и) раз. При небольших практически имеющих место расстройках компенсации кратность изменения тока близка к трём. Токи в каждом дугогасящем реакторе и следовательно суммарный ток в фазах со стороны нейтрали изменяется аналогично току в цепи источника, так как коэффициенты разветвления этого тока (2.2) являются действительными числами. Естественно, что аналогичным образом изменяется напряжение на дугогасящих реакторах, только со сдвигом на 90(см. рис. 2.6)
Аналитическое выражение для тока нулевой последовательности на стадии горения дуги и определение основных факторов, влияющих на формирование низкочастотных гармоник этого тока
Для определения гармоник тока нулевой последовательности разложением в ряд Фурье необходимо знание периода процесса. Последний определяется временем восстановления напряжения на повреждённой фазе от момента гашения дуги до пробивного напряжения. Это время в сети с компенсацией ёмкостного тока зависит от многих факторов, главными из которых являются расстройка компенсации, коэффициент демпфирования и пробивное напряжение. На время восстановления напряжения на повреждённой фазе может влиять так же и момент погасания дуги, так как от этого зависит начальное напряжение затухающих колебаний в контуре, образованном суммарной ёмкостью сети и дугогасящим реактором. В случае если дуга гаснет когда через ноль проходит принуждённая составляющая тока замыкания, то время восстановления может быть оценено по выражению огибающей амплитуд восстанавливающегося напряжения, которое в соответствии с [24] имеет вид где d - коэффициент демпфирования, определяемый как отношение активной составляющей тока в месте замыкания к ёмкостной составляющей; о - расстройка компенсации; со - промышленная частота. Время восстановления определяется решением уравнения где Unp - пробивное напряжение в месте замыкания на повреждённой фазе. Для наиболее часто встречающихся в укрупнённых блоках случаев малых расстроек компенсации и малых значений коэффициента демпфирования, время восстановления напряжения до значения близкого к амплитуде фазного напряжения лежит в пределах ОД ч- 0,3 сек. Как было выявлено выше, при дуговых перемежающихся замыканиях в формировании токов нулевой последовательности на выводах генераторов участвуют только токи разряда и дозаряда, а в формировании токов со стороны нейтрали - только токи стекания избыточных зарядов после погасания дуги. Поэтому рассмотрим отдельно разложение в ряд Фурье токов нулевой последовательности на выводах и в нейтрали. Измерение токов нулевой последовательности на выводах генератора осуществляется с помощью фильтра токов нулевой последовательности, составленного из типовых трансформаторов тока. Практически измерительный орган защиты включается в нулевой провод одной из групп трансформаторов тока, установленных на выводах генератора. В схеме замещения блока по рис. 3.1 это сечение 1-1. В этом сечении ток разряда и токи дозаряда протекают по повреждённой фазе. Взаимное направление этих токов в каждом из генераторов одинаковое. Как установлено ранее, токи разряда и дозаряда имеют практически одинаковый характер в виде затухающего многочастотного процесса с явно выраженной доминирующей частотой. Поэтому мгновенное значение тока нулевой последовательности в сечении 1-1 можно представить в виде где 1тп, coj и 5j -соответственно амплитуда, частота и коэффициент затухания переходных токов разряда и дозаряда в фазах блока. Частоты отдельных составляющих (Oj не кратны друг другу, так как определяются параметрами частичных контуров цепочечной схемы замещения (рис. 3.2,6). При перемежающемся замыкании процесс по (3.3) может прерываться в момент погасания дуги при одном из прохождений тока в месте замыкания через ноль и повторяется с периодичностью, определяемой временем восстановления напряжения на повреждённой фазе до пробивного. Как известно в электроустановках с малыми токами замыкания на землю, в зависимости от физических условий горения дуги, она может погаснуть при одном из прохождений через ноль переходного тока (іпер) или при прохождении через ноль принуждённой составляющей тока (і ) после затухания переходных составляющих [25, 26]. Это обстоятельство для оценки времени горения дуги поясняется на рис. 3.5. Для примера процесса, приведённого на рис. 3.5, дуга может погаснуть в моменты времени Ц, t2 и t3. При формирующей частоте переходных токов в пределах 2000 -г- 5000 Гц время горения будет составлять соответственно от 0,1 мс до 10 мс. Здесь важно сразу же обратить внимание на то, что время горения дуги существенно меньше периода следования пробоев. При значительном отличии времени протекания токов и периода следования пробоев, важные свойства анализируемого процесса можно получить из выражения для коэффициентов ряда Фурье в комплексной форме где tn и tram - соответственно моменты пробоя изоляции и погасания дуги
Разработка модели дугового промежутка в среде Simulink
На рис. 4.2 представлена блок-схема модели дугового промежутка, реализованная в среде визуального программирования Simulink. Все элементы данной модели делятся на две основные группы. К первой группе относятся элементы, представляющие собой элементы схем замещения силовой цепи. В данном случае это цепь замыкания на землю, состоящая из следующих элементов: зажим node - предназначен для подключения контура замыкания непосредственно к той точке сети, в которой рассматривается замыкание; сопротивление Rd - характеризующее активное сопротивление в месте замыкания; ключ Ideal Switch - имитирующий дуговой промежуток. Рисунок 4.2. Блок-схема модели перемежающегося дугового замыкания Во вторую группу входят блоки, работающие с информационными сигналами и сигналами управления. С такими сигналами можно производить различные математические операции и выводить на дисплей в функции от времени. Для преобразования сигналов силовой цепи в информационные служат блоки А (амперметр) и V (вольтметр). . На рис. 4.2 силовые линии обозначены более жирными линиями. Рассмотрим функции силовой цепи в данной модели. При замыкании ключа Ideal Switch, точка сети, к которой подключен зажим node, соединяется с землёй через сопротивление Rd, что соответствует возникновению в сети замыкания на землю. Замыкание длится до тех пор, пока ключ Ideal Switch не разомкнётся. Для того чтобы ключ замыкался и размыкался в нужные моменты времени, построена схема управления этим ключом. На рис. 4.2 блоки управления связаны между собой тонкими линиями. Рассмотрим принцип работы схемы управления ключом. Признаком замыкания ключа является достижение напряжения в точке замыкания величины пробивного. Для этого к месту замыкания подключен вольтметр V, который преобразует электрический сигнал напряжения на фазе в математический. Далее пропускаем его через блок Abs, то есть получаем модуль напряжения, так как пробой может произойти как на положительной так и на отрицательной полуволне. Графически эти операции представлены на рис. 4.3. Полученный сигнал подаём на блок сравнения, который представлен в виде S-функции S-Function_l. В этом блоке происходит сравнение напряжения в месте замыкания и напряжения электрической прочности дугового промежутка. В результате сравнения формируется сигнал, подаваемый на вход ключа: если напряжение на повреждённой фазе меньше напряжения электрической прочности дугового промежутка, то на выход блока подаётся ноль (0); в противном случае — единица (1). Для пояснения необходимости выработки таких логических сигналов приведём описание ключа, имитирующего дуговой промежуток, а так же поясним принцип управления им. При моделировании ключа задаются следующие параметры: - начальное положение (замкнут или разомкнут); - активное сопротивление в замкнутом положении, выбираем небольшим порядка 0,001 Ом; - активное сопротивление в разомкнутом положении, выбираем большим 107 Ом. Ключ имеет управляющий вход, на который подаются логические сигналы «0» или «1». При подаче «1» на вход ключ замыкается, что соответствует пробою. При снятии этого сигнала, то есть подачи на вход «0», ключ размыкается, дуга погасла. Именно такие логические сигналы и выдаёт описанный выше блок сравнения. В то же время этот блок только отслеживает момент пробоя изоляции. Далее необходимо получить единичный сигнал длительностью, требуемой при постановке задачи. Для этого используется совокупность блоков, собранная в подсистему signaMJ (см. рис. 4.2). Структура этой подсистемы изображена на рис. 4.4.
