Моделирование цепей измерения токов в высоковольтных распределительных устройствах

Abstract

Предложена физическая модель высоковольтного распределительного устройства с измерительными трансформаторами тока, которая основана на схеме замещения электрической сети. На базе модели создан лабораторный стенд, позволяющий изучать схемы соединения измерительных трансформаторов и анализировать измеряемые значения токов для различных режимов: нормального, обрыва проводов, коротких замыканий между фазами, однофазных замыканий на землю. Выполнен анализ векторных диаграмм для этих режимов. Показано, что значения токов, получаемых на лабораторном стенде, соответствуют теоретическим ожидаемым значениям, но не равны им, так как измерения выполняются для реальной электрической сети и ее несимметричность влияет на результаты измерений. Использование разработанного лабораторного стенда в учебном процессе позволит повысить уровень подготовки студентов энергетических специальностей университетов.

A physical model of a high-voltage switchgear with measuring current transformers is proposed, based on the equivalent circuit diagram of an electrical network. Based on this model laboratory setup has been created, which allows to study the measuring transformer connection diagrams and to analyse measured current values for various modes: normal, wire breaks, phase-to-phase short circuits, and single-phase ground faults. Vector diagrams for these modes are analyzed. It is shown that the current values obtained on the laboratory setup correspond to theoretical expected values, but are not equal to them, since measurements are performed on a real electrical network, and its asymmetry affects the measurement results. Using the developed laboratory setup in the educational process will improve the training of students majoring in energy specialties at universities.