Қаржылық ауыстыру
Қаржылық ауыстыру - бұл коммутатордың контактының аралығында немесе дуганың аралығында тұрақты резисторды параллельдік қосу сияқты практика. Бұл әдіс, негізінен, қайта жарықтыру напрямдігін және уақытша напрямдық көтерілулерді азайту үшін, контакттық аралықта жоғары арктың қолданылғаннан кейінгі қаржысы бар коммутаторларда қолданылады.
Электр желілеріндегі татулы напрямдық кемпірлер екі негізгі жағдайда пайда болады: төмен деңгейдегі индуктивті ағымдарды бөлу және конденсаторлық ағымдарды бөлу. Мұндай ауытқы напрямдар системаның жұмысына қауіпті, бірақ алар коммутатордың контакттары арқылы резисторды қосу арқылы қолданылатын қаржылық ауыстырудың көмегімен нәтижелі түрде басқарылған.
Бұл принцип, ауыстыру уақытында параллельдік резистор арқылы ағымдың бөлігін жеделдету, сондықтан ағым өзгеру темпін (di/dt) шектеуді және уақытша қайта жарықтыру напрямдығының көтерілуін басуға негізделген. Бұл әдіс не только арктың қайта жарықтыру мүмкіндігін азайтады, бірақ арк энергиясын да әділетті түрде қайта жарықтыру напрямдығын басқару үшін қолданылады. Әсіресе, осы әдіс өте жоғары напрям (EHV) системаларда, мисалы, жүктесіз передача линияларын немесе конденсаторлық банкаларды коммутирову қажет болғанда маңызды.
Ақырсыз айналу жағдайында, коммутатордың контакттары ашылып, олардың арасында арк пайда болады. Арк R резисторы арқылы шунтталған кезде, арк ағымының бөлігі резистор арқылы жеделдетіледі, сондықтан арк ағымы азаяды және арк каналының деионизация темпі өседі.
Бұл өзара қолдау циклін бастайды: арк қаржысы өстікçe, шунт резистор R арқылы ағым өсетінімен, арк энергиясы азайады. Бұл процесс аркты ұстау үшін керек ағым деңгейінен төменге түскенше қолжетімді болады (төмендегі суретте көрсетілген), сондықтан арк соңында коммутатор басқару үшін қажет болатын ағымды бөліп алғанда арк өлімдері және коммутатор жүйесі басқарылады.
Механизм, параллельдік резистордың ағымдың таралуын динамикалық түрде басқаруына негізделген, аркты "ағымдың жеделдігі → теңестіру үшін деионизация → арк қаржысының өсуі" деген зиянды циклге алып келеді. Бұл арк каналының диэлектрикалық қасиеттерін тез қайта қалыптастыруға мүмкіндік береді - ағымдың нөлге жетуінен кейін - бұл әсіресе жоғары частоттагы арктың қайта жарықтыру напрямдығын басу үшін нәтижелі.
Басқа жолымен, резисторды автоматты түрде басқару үшін аркты негізгі контакттардан пробные контакттарға ауыстыру арқылы жасалады - мысалы, аксиальды ауыстырылған коммутаторларда - бұл іске өте қысқа уақытта өтеді. Металлдық жолмен арк жолын ауыстыру арқылы, резистор арқылы ағымды шектеу үшін қолданылады, бұл оңай ауыстыруға мүмкіндік береді.
Шунт резистор қайта жарықтыру напрямдығының осцилляциялық өсуін басуда да маңызды роль атқарады. Математикалық түрде, көрсетілген электр схемасының естік осцилляциясының табиғаттық дауысы (fn) резистив элемент енгізілгенімен басқарылады, бұл схеманың демпфирлеу қасиеттерін жақсартады, осцилляция амплитудасын азайтады және напрямдық өсу темпін жеделдетеді. Бұл LC осцилляторлық айналмаға қойылатын қайта жарықтыру напрямдығын басу үшін қолданылады, бұл ауыстыру стабилдігін өзін-өзі жақсартады.
Аксиальды ауыстыруда, арктың тез ауыстыруы резисторды ағымдың нөлге жетуінен кейін іске қосылады, бұл транзиент процестің басында демпфирлеу басқаруын қамтамасыз етеді. Бұл дизайн, арк және қаржының синергиялық әсері арқылы электромагниттік энергияны ауыстыру уақытында тәртіпке айналтыру үшін өте жоғары напрям (EHV) қолданбалары үшін қажет, мысалы, ауыстыру напрямдығын шектеу үшін.
Қаржылық ауыстыру функцияларының көбінесі
Жалпы түрде, коммутатордың контакттары арасындағы резистор бір немесе бірнеше төмендегі функцияларды атқара алады:
Коммутатордағы Қайта Жарықтыру Напрямдығының Өсу Темпін (RRRV) Азайтады
Арк ағымын бақылау арқылы және арк каналының деионизациясын жеделдету арқылы, резистор транзиентті қайта жарықтыру напрямдығының (TRV) өсу темпін басады, бұл коммутатордың диэлектрикалық қасиеттерін қалыптастыру жүйесінің заттық басын азайтады.
Индуктивті/Конденсаторлық Жүктерді Коммутация Кезінде Жоғары Частоттагы Қайта Жарықтыру Напрямдығын Басады
Индуктивті ағымдарды (мысалы, жүктесіз трансформаторлар) немесе конденсаторлық ағымдарды (мысалы, зарядталған кабелдер) бөлу кезінде, шунт резистор энергияны жеделдету арқылы осцилляциялық ауытқы напрямдығының амплитудасын шектеу арқылы изоляцияның құбылу рисқінін басады.
Көптеген Коммутаторларда TRV-ның Таратылуын Теңестіреді
Несие аралықтары бар коммутаторларда, резистор вольтаж бөлу арқылы контакт аралықтарында TRV-ны теңестіреді, бір гапта вольтаж концентрациясына байланысты арктың қайта жарықтыруын басады.
Қаржылық Ауыстыру Қажет Емес Жағдайлар
Контакттық аралықта төмен қолданылғаннан кейінгі арк қаржысы (мысалы, орта/төмен напрямдық ауыстырылған коммутаторлар) бар кеңеске сай коммутаторларға қосымша шунт резисторлар қажет емес. Алардың арк каналдары өздерінің арқылы қысқа уақыт ішінде деионизацияға қолайлы, бұл ауыстыру талаптарын қанағаттандыру үшін сыртқы қаржыға қажет емес.
Техникалық Принципті Талдау
Қаржылық ауыстыруның негізгі құндылығы "импеданс сәйкестендіру-энергия жеделдету-осцилляция демпфирлеу" деп аталатын синергиялық механизмінде жатады, бұл техникалық құрылғылардың қабілетінің шектерінде транзиентті процесстерді басқарады. Бұл технология әсіресе өте жоғары напрям (110кВ және одан жоғары) системаларда маңызды, бұл төмен ағымдарды бөлу кезінде пайда болатын ауытқы напрямдарды, капацыторлық ағымдарды бөлу кезінде қайта жарықтыру напрямдарын басу үшін нәтижелі болады.
Бұл шешімдер, традиционды аркты қайта жарықтыру әдістерінің транзиентті ауытқы напрямдарды басқару үшін мүмкіндіктерін жетілдіреді.
