Yay Sargı bobini veya Petersen bobini

Yayın Söndürme Bobini Tanımı

Yayın söndürme bobini, ayrıca Petersen bobini olarak da bilinir, yer altı güç ağlarında bir toprak hatası sırasında kapasitif şarj akımını nötralize etmek için kullanılan endüktif bir bobindir.

Amaç ve Fonksiyon

Bobin, bir toprak hatası sırasında büyük kapasitif şarj akımını, karşıt bir endüktif akım oluşturarak azaltır.

Çalışma Prensibi

Bobin tarafından üretilen endüktif akım, kapasitif akımı iptal ederek arızalı noktada yayın oluşmasını önler.

Yer Altı Sistemlerindeki Kapasitif Akım

Yer altı kablolarında, iletken ile toprak arasındaki dielektrik yalıtım nedeniyle sürekli bir kapasitif akım mevcuttur.

Endüktans Hesaplaması

Üç fazlı dengeli sistemin gerilimleri Şekil-1'de gösterilmiştir.

Yer altı yüksek gerilimli ve orta gerilimli kablo ağlarında, her faz iletken ile toprak arasında bir kapasiteye sahiptir, bu da sürekli bir kapasitif akıma yol açar. Bu akım, Şekil-2'de gösterildiği gibi faz geriliminin 90 derece önde olur.

Eğer sarı fazda bir toprak hatası oluşursa, sarı fazın toprağa olan gerilimi sıfır olur. Sistemin nötr noktası, sarı faz vektörünün ucuna kayar. Sonuç olarak, sağlıklı fazzların (kırmızı ve mavi) gerilimi, orijinal değerinin √3 katına çıkar.

Tabii ki, her sağlıklı fazda (kırmızı ve mavi) karşılık gelen kapasitif akım, Şekil-4'te gösterildiği gibi orijinal değerinin √3 katına çıkar.

Bu iki kapasitif akımın vektörel toplamı şimdi 3I olacaktır, burada I, dengeli sistemde her faz başına nominal kapasitif akım olarak kabul edilir. Yani, sistemin sağlıklı dengeli durumunda, IR = IY = IB = I.

Bunun Şekil-5'te gösterilmiştir,

Bu sonuç akımı, aşağıdaki gibi hatalı yoldan toprağa akar.

Şimdi, eğer sistemin yıldız veya nötr noktasını toprağına bağlayacak uygun indüktans değeri (genellikle demir çekirdekli endüktör kullanılır) olan bir endüktif bobin bağlarız, senaryo tamamen değişecektir. Hatalı durumda, endüktörden geçen akım, hatalı yol boyunca geçen kapasitif akımın büyüklüğü ve faz açısı açısından tam tersidir. Endüktif akım da sistemin hatalı yolunu takip eder. Kapasitif ve endüktif akım, hatalı yolda birbirini iptal eder, bu nedenle yer altı kablosunun kapasitif etkisi sonucu hatalı yolda hiçbir sonuç akımı oluşmaz. İdeal durum, aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Bu kavram, W. Petersen tarafından 1917 yılında uygulanmıştır, bu yüzden bu amaçla kullanılan endüktör bobine Petersen Bobini adı verilmiştir.

Yer altı kablolu sistemin hata akımının kapasitif bileşeni yüksektir. Toprak hatası olduğunda, hatalı yoldan geçen bu kapasitif akımın büyüklüğü, sağlıklı fazların nominal faz-earthing kapasitif akımının 3 katıdır. Bu, sistemin akımın sıfır geçişinin gerilimin sıfır geçişinden önemli ölçüde uzaklaşmasına neden olur. Bu yüksek kapasitif akımın toprak hata yolundaki varlığı, hata noktasında bir dizi yeniden yakılmalara yol açar. Bu, sistemin istenmeyen aşırı gerilime yol açabilir.

Petersen Bobinin endüktansı, kapasitif akımı tam olarak nötralize edebilecek endüktif akımı sağlayacak şekilde seçilir veya ayarlanır.

3 fazlı yer altı sistemi için Petersen Bobinin endüktansını hesaplayalım. Bunun için, sistemin her fazındaki iletken ile toprak arasındaki kapasitesi C farad olsun. O zaman, her fazdaki kapasitif sızıntı veya şarj akımı şu olacaktır

Böylece, tek fazdan toprak hatası sırasında hatalı yoldan geçen kapasitif akım şu olacaktır

Arızadan sonra, yıldız noktasında faz gerilimi, null noktası hata noktasına kaydığı için endüktörün üzerinden Vph gerilimi geçer. Bu nedenle, bobinden geçen endüktif akım şu olacaktır

Şimdi, 3I değerindeki kapasitif akımın iptali için IL, aynı büyüklüğe ancak elektriksel olarak 180 derece ayrı olmalıdır. Bu nedenle,

Sistemin tasarımı veya konfigürasyonu, uzunluk, kesit alanı, kalınlık veya yalıtım kalitesi gibi değiştiğinde, bobinin endüktansı ayarlanmalıdır. Bu nedenle, Petersen bobinleri genellikle tap-değiştirme düzenlemesi içerir.