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
Pakiet: półroczna prenumerata papierowa (5 numerów) + półroczny dostęp do wszystkich treści portalu (183 dni) - 75,00 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.
Prenumerata edukacyjna - roczna elektro.info - 75,00 zł
dla studentów: prenumerata + dostęp do treści 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


Szybkie stacje ładowania samochodów elektrycznych - gdzie ich szukać? »

Stacje ładowania

Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które służy do ładowania akumulatorów lub baterii zasilających pojazdy elektryczne. Nowoczesna technologia sprawia, że dzięki stacjom ładowania można ładować? czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »?

Słupy oswietlenia zewnętrznego - na co zwrócić uwagę przy wyborze? »

Ranki łączniki gniazdka Szynoprzewody - małe i średnie instalacje
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia ulicznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

automatyka przemysłowa elektronika
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Energetyka wiatrowa w Polsce wady i zalety?

ograniczniki konwersja energii elektryczne
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Udział odnawialnych źródeł energii w Polsce stanowi około 14% całkowitej produkcji energii elektrycznej, z czego energetyka wiatrowa stanowi obecnie ponad... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Pobierz darmowy ebook i usprawnij instalacje przewodów »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać szafy sterownicze
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... 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 »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły

Aktywny Filtr Harmonicznych firmy Rabbit

Aktywny Filtr Harmonicznych Małej Mocy – zapewnia dynamiczną kompensację mocy biernej oraz redukcję harmonicznych prądu w celu poprawienia efektywności energetycznej odbiorców energii,...

Aktywny Filtr Harmonicznych firmy Rabbit

Aktywny Filtr Harmonicznych Małej Mocy – zapewnia dynamiczną kompensację mocy biernej oraz redukcję harmonicznych prądu w celu poprawienia efektywności energetycznej odbiorców energii,...
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

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