Analiza stanów przejściowych podczas załączania krótkich linii kablowych SN łącznikiem próżniowym

Analysis of transient states during switching on short MV cable lines with a vacuum breaker
Porównanie sposobów modelowania łącznika próżniowego: a) z wykorzystaniem idealnego łącznika, b) za pomocą sterowanego rezystora [7]
Porównanie sposobów modelowania łącznika próżniowego: a) z wykorzystaniem idealnego łącznika, b) za pomocą sterowanego rezystora [7]
Rys. redakcja EI

Łączniki próżniowe dzięki swoim bardzo dobrym własnościom są coraz częściej stosowane w sieciach elektroenergetycznych niskiego i średniego napięcia. Charakteryzuje je niezawodność działania oraz duża zdolność łączeniowa. Ponadto zakres czynności konserwacyjnych jest ograniczony, a eksploatacja, po zastosowaniu odpowiednich układów automatyki, może być prowadzona zdalnie [3]. Jednak ich specyficzną właściwością jest skłonność do generowania przepięć łączeniowych o znacznych wartościach szczytowych wywołanych ucięciem prądu przed naturalnym przejściem przez zero. Wielkość przepięć zależy od charakteru łączonego obwodu oraz rodzaju łącznika.

Aby odpowiednio dokładnie zamodelować procesy łączeniowe, należy rozważyć szereg zjawisk. Dlatego też zachowanie łącznika zostało opisane poprzez eksperymentalnie wyznaczone parametry. Opracowany model łącznika próżniowego uwzględnia:

  • zdolność przerywania prądu przed naturalnym przejściem przez zero,
  • wzrost wytrzymałości elektrycznej podczas rozchodzenia się styków,
  • zdolność przerywania prądu o wysokiej częstotliwości.

Czytaj też: Badania transformatora energetycznego w środowiskach symulacyjnych Matlab/Simulink oraz EMTP-ATP >>>

Parametry opisujące zachowanie łącznika próżniowego

Jak już wcześniej wspomniano, zdolność przerywania prądu przed naturalnym przejściem przez zero jest charakterystyczną własnością łącznika próżniowego. Powoduje to powstanie przepięć pojawiających się podczas przerywania prądów o charakterze indukcyjnym bądź pojemnościowym. Badania ukazują, że zdolność przerywania prądu przed naturalnym przejściem przez zero zależy od amplitudy prądu, chwili, w której rozpoczęło się rozchodzenie styków, ale również od materiału, z którego one są zrobione.

Zwykle przyjmuje się, że prąd jest przerywany, gdy osiąga wartość mniejszą od 5 A [8] i można go wyznaczyć z następującej zależności:

(1)

gdzie:

ω – prędkość kątowa, w [rad/s],
I – amplituda prądu o częstotliwości sieciowej, w [A],
α, β, ρ – parametry zależne od materiału z którego wykonane są styki łącznika.

Znajomość wytrzymałości elektrycznej łącznika podczas rozchodzenia się styków jest kluczowa z punktu widzenia analiz ponownych zapłonów łuku pomiędzy stykami. Wytrzymałość ta wzrasta liniowo od momentu rozchodzenia się styków i jest opisana następującą zależnością:

(2)

Natomiast dla sekwencji zamykania zależność wygląda następująco:

(3)

gdzie:

Umax wytrzymałość elektryczna łącznika przy pełnym otwarciu, w [V],
A – szybkość narastania/zmniejszania wytrzymałości elektrycznej, w [V/s],
to, tz – chwila rozpoczęcia otwierania/zamykania łącznika;
B – stała wartość wytrzymałości elektrycznej łącznika, w [V].

Powstające prądy o wysokiej częstotliwości są wynikiem występowania ponownych zapłonów łuku pomiędzy stykami łącznika. Zdolność przerywania prądów o wysokiej częstotliwości dla typowych łączników próżniowych zawiera się w granicach kilkuset A/ms [6]. Maksymalną szybkość zmian prądu o wysokiej częstotliwości można określić następująco:

(4)

gdzie:

C – szybkość narastania zmian prądu o wysokiej częstotliwości, w [A/s2],
to – chwila rozpoczęcia otwierania łącznika,
D – stała wartość szybkości zmian prądu, w [A/s].

Literatura

  1. R. Batura, Zjawiska łączeniowe w obwodach pojemnościowych o parametrach rozłożonych wyłączanych wyłącznikiem próżniowym, „Przegląd Elektrotechniczny”, nr 1, 2006, s. 21–24.
  2. A. Borghetti, F. Napolitano, M. Nucci, M. Paolone, N. Sultan, N. Tripaldi, Transient Recovery Voltages in Vacuum Circuit Breakers Generated by the Interruption of Inrush Currents of Large Motors, International Conference on Power Systems Transients (IPST), 14–17.06.2011, Holandia.
  3. J. Furgał, M. Ibragimow, Badania przepięć generowanych podczas łączenia transformatorów średnich napięć, „Przegląd Elektrotechniczny”, nr 5, 2007, s. 100–103.
  4. J. Furgał., P. Pająk., Analiza przepięć podczas łączenia transformatorów wyłącznikami próżniowymi, Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, nr 36, 2013, s. 57–60.
  5. S. Ghafourian, Switching Transients in Large Offshore Wind Farms: System Components Modeling. Praca doktorska, Manchester 2013.
  6. K. Rao., G. Gopal, Development and Application of Vacuum Circuit Breaker Model in Electromagnetic Transient Simulation, Power India Conference, 10–12.04.2006, New Delhi.
  7. M. Szewczyk, T. Kuczek, P. Oramus, W. Piasecki, Modeling of repetitive ignitions in switching devices: case studies on Vacuum Circuit Breaker and GIS disconnector, Lecture Notes in Electrical Engineering, 2015, s. 241-250.
  8. T. Wenzel, T. Leibfried, D. Retzmann, Dynamical simulation of Vacuum Switch with PSCAD, 2008.
  9. J. Wiater, Komputerowe obliczenia w elektrotechnice, Dom Wydawniczy Medium, Warszawa 2012.

W artykule:

• Parametry opisujące zachowanie łącznika próżniowego
• Modelowanie łącznika próżniowego
• Wyniki sumulacji

streszczenie

W pracy przedstawiono zjawiska występujące podczas załączania krótkich linii kablowych łącznikiem próżniowym. Przeprowadzono symulacje komputerowe oraz rozpatrzono kilka wariantów pracy. Sprawdzono wpływ długości załączanego kabla na wartości napięć i prądów. Przedstawiono oraz przeanalizowano otrzymane wyniki, uzyskane drogą symulacji komputerowych.



abstract

The paper presents phenomena occurring when switching on short cable lines with a vacuum breaker. Computer simulations were carried out and several work options were considered. The influence of the length of the switched cable on the values of voltages and currents was checked. Obtained results by computer simulation were presented and analyzed.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


[sieci elektroenergetyczne, stany przejściowe, linia kablowa SN, łącznik próżniowy SN, symulacja komputerowa]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do wszystkich treści portalu (730 dni) - 185,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. ► ZAMÓW
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do wszystkich treści portalu (365 dni) - 105,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. ► ZAMÓW
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 79,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 15,00 zł
30 dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Roczny dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Dwuletni dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie! - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś dwuletnią prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
30 dniowy dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 138,00 zł
Dwuletni dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Regulamin korzystania z portalu elektro.info.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2018

Wybrane dla Ciebie


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »


Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

urządzenia przeciwprzepięciowe spd Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz(...) czytam dalej »


Światło dzienne, nasz naturalny regulator - odwzorowanie opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Nowe rozdzielnice Practibox S - wysoka jakość i nagrodzony design w przystępnej cenie»

nowe rozdzielnice Rozdzielnice dedykowane są przede wszystkim dla budownictwa mieszkaniowego (prywatnego jak i deweloperskiego), hoteli i obiektów biurowych. Rozdzielnice otrzymały ... czytam dalej »


Wprawiają w ruch tysiące różnych pojazdów na świecie - znasz ich?

Rozdzielnice średniego napięcia (SN) - przegląd 2019

pojazdy elektryczne Medcom Rozdzielnice 2019 porównanie
Zmieniają sposób myślenia o energii elektryczne i nie tylko... czytam więcej » Rozdzielnice średniego napięcia (SN), tak jak i inne rozdzielnice energetyczne, budowane są na napięcia znamionowe w zakresie od 7,2 do 36 kV o wartościach 7,2; 12; ... czytam dalej »

Kamery termowizyjne w cenach promocyjnych - tylko do 30 czerwca! »

Promocje na kamery termowizyjne Przy pracach instalacyjnych, a także w przemyśle, kamera termowizyjna jest nieodzownym narzędziem pracy ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Jaki wybrać uniwersalny, programowalny wyświetlacz cyfrowy?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

Sterowniki programowalne kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenie nie wymaga dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań urządzenia wlicza się sterowanie oraz ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Ochrona przed przepięciami systemów alarmowych»

Wszyscy elektryczni producenci w jednym miesjcu - zobacz!

Ochrona przepięciowa systemów alarmowych Elektryczni producenci w jednym miejscu
Jak ochronić różnorodne elektroniczne systemy ochrony mienia przed skutkami przepięć(...) czytam dalej » Zobacz ponad 100,000 produktów elektromechanicznych w ofercie (...) czytam dalej »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Ograniczniki przepięć, które wybrać?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Układy SPD typu 1 (ograniczniki przepięć typu 1) powinny być stosowane do ochrony instalacji elektrycznej oraz urządzeń przed zagrożeniami stwarzanymi(...) czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
5/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 5/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Stacje ładowania pojazdów elektrycznych
  • - Oświetlenie boisk piłkarskich zgodnie z wymaganiami klas oświetleniowych
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl