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.

W artykule:

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

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],
– 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],
– szybkość narastania/zmniejszania wytrzymałości elektrycznej, w [V/s],
to, tz – chwila rozpoczęcia otwierania/zamykania łącznika;
– 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:

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

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


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

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2018

Wybrane dla Ciebie


Metody ładowania samochodów elektrycznych a czas ładowania »

Konfigurator SPD Wiele krajów i miast przyjęło już zobowiązania do stopniowego wycofywania technologii silników spalinowych, a większość czołowych (...) czytam dalej »


Rodzaje zasilania gwarantowanego - jakie wybrać »

Konfigurator SPD W zależności od rodzaju odbiorników i stopnia ich ważności dla użytkownika stosowane są różne rozwiązania samych zasilaczy UPS oraz układów UPS zasilania (...) czytam dalej »


Szynoprzewody w instalacjach elektrycznych - jakie wybrać?

Cztery technologie energetyczne do monitorowania w 2019 r. »

szynoprzewody jak podłączyć monitorowanie energetyczne
Przyjazne instalatorom ze względu na ich intuicyjny montaż i nieskomplikowaną budowę oraz szeroki wachlarz możliwości z zakresu wykonania różnego (...) czytam więcej » Czy mikrosieci, łańcuch energetyczny, plutonowanie i zamiana baterii EV będą wielkimi zwycięzcami w 2019 roku... czytam dalej »

Jaki licznik energii elektrycznej wybrać - porównanie 2019 »

Fotowoltaika Mogą być stosowane do rozliczeń z zakładami energetycznymi, do kontroli procesów przemysłowych, do rozliczeń podnajemców oraz jako element systemów zarządzania ... czytam dalej »


Jak mocować przewody instalacji odgromowej?

Czy energii odnawialnej uda się zastąpić węgiel?

Wsporniki ochrony odgromowej energia odnawialna a węgiel
W obudowie wykonanej z wysokiej jakości polietylenu kryje się betonowy rdzeń. Szczelnie zamknięta konstrukcja chroni go przed niekorzystnym wpływem czynników pogodowych i... czytam więcej » Według ostatniego raportu brytyjskiego koncernu BP do 2040 r. odnawialne źródła energii staną się głównym źródłem energii na świecie. Czy rzeczywiście ... czytam dalej »

Sekcja: Instaluj z Legrandem dla profesjonalisty »

System zarządzania energią Jesteś Instalatorem? W tej sekcji w szybki i łatwy sposób znajdziesz niezbędne ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Jaki wybrać uniwersalny, programowalny wyświetlacz cyfrowy?

Systemy alarmowe - sposób na ochronę przed przepięciami »

Sterowniki programowalne Ochrona systemów alarmowych
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 » Zobacz produkty do ochrony systemów alarmowych, sterowania i transmisji danych, w tym m.in.  SSP,  SSWiN,  KD, (...) czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

PRzewody i kable standardy Termowizja w elektryce
Szeroki asortyment przewodów i kabli produkowanych zgodnie z wymaganiami restrykcyjnych standardów międzynarodowych(...) czytam dalej » Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można(...) czytam dalej »

Stacje ładowania pojazdów od Kolejowych Zakładów Łączności ?

UPS zasilacze Stacja umożliwia szybkie ładowanie prądem zmiennym o mocy do 22 kW (opcjonalnie 44 kW). Wyposażona jest w dwa gniazda osobno opomiarowane (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym ??

Projektowanie skomplikowanych etykiet w terenie przy pomocy smartfona »

Switche zarządzalne Drukowanie etykiet ze smartfona
Switche niezarządzalne są 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 » Dzięki zainstalowaniu na dowolnym smartfonie naszej aplikacji Etykiety ekspresowe możesz projektować nawet najbardziej skomplikowane etykiety z kodami 1D, 2D i kodami kreskowymi czy etykiety seryjne korzystając (...) czytam dalej »

Nowe rozwiązania w dziedzinie zasilania gwarantowanego »

Jaką rozdzielnicę nn wybrać do projektu?

Zasilanie gwarantowane Co sie stało z kablami
Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które(...) czytam dalej » Wszelkie błędy popełnione na etapie projektowania, wykonawstwa i eksploatacji nawarstwiają się latami, stopniowo pro­wadząc do wydłużenia czasu poświęcanego na administrację systemu, zmniejszając pewność jego działania i tym samym (...) 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 »
3/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 3/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Zastosowanie algorytmów ewolucyjnych do wielokryterialnej optymalizacji rozwoju sieci dystrybucyjnej SN
  • - Uproszczony projekt automatyki SZR z wydzieloną rozdzielnicą zasilania awaryjnego
Zobacz szczegóły
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