Birlamlanishda kichik induktiv oqimlarni uzishda paydo bo'lgan qoldiq vosita shunt (TRV)
Superposition Principle Using in the Analysis of Transient Phenomena in Linear Systems
Linear tizimlarda o'zgaruvchan jarayonlarni tahlil qilishda, superposition printsipi kuchli vosita hisoblanadi. Ochiq cheklovlash amal bajarilgandan oldin mavjud bo'lgan murakkab holat yechimini, qisqa cheklovlash shunt va ochiq cheklovlash oqim manbalari orqali barpo etilgan o'zgaruvchan javoblarni, va cheklov kontaktlaridan o'tkaziladigan oqimni jamlashtirib, cheklov jarayonini to'liq tasvir berish mumkin.
Ochiq Cheklovlash Amallarining O'zgaruvchan Tahlili
Ochiq cheklovlash amali davomida, cheklov kontaktlaridan o'tkazilayotgan oqim amal bajarilgandan keyin nolga teng bo'lishi kerak. Demak, tizimga kirgiziladigan oqim cheklov amali bajarilgandan oldin kontaktlardan o'tkazilayotgan oqimga teng bo'lishi kerak. Cheklov kontaktlari ajratish boshlaganda, kontaktlarning o'rtasiga o'zgaruvchan tiklash voldi (TRV) tez-tez hosil bo'ladi. TRV oqim nolga yetgach ko'rinadi va haqiqiy tizimlarda millisekundlar muddatda davom etadi. Amaliy elektr energetika tizimlarda, TRV xususiyatlari cheklovchilarning ishlash va ishonchligi uchun muhim ahamiyatga ega.
O'zgaruvchan Tiklash Voltdagi (TRV) Ahamiyati
Elektr tizimlarda cheklovchilar ishlashida bog'liq o'zgaruvchan jarayonlarni to'liq tushunish, sinov usullarini yanada takomillashtirish va cheklov qurilmalarining ishonchligini oshirishga imkon beradi. Standartlar TRV ni simulatsiya qilish uchun tavsiya etilgan xarakteristik qiymatlarni belgilaydi, bu inzhenerlarga cheklov qurilmalarining xavfsizligini aniqroq taxmin qilish va ishlab chiqishga yordam beradi.
Cheklov Turlari
Quyidagi diagramma juda oddiy shemalarda cheklovchilar kontaktlarida TRV ni tasvirlaydi. Har bir holatda, shema xususiyatiga qarab, turli grafiklar hosil bo'ladi:
Tezkor yuk: Faqat tezkor yuklar uchun, cheklov amali bajarilgandan so'ng oqim tez-tez nolga yetadi, bu esa nisbatan murakkab emas TRV grafikini hosil qiladi.
Induktiv yuk: Induktiv yuklar uchun, induktorning o'rtasidagi voltaj oqim nolga yetganda maksimal qiymatga erishadi. Induktor energiyani saqlaydi, bu energiya boshqa komponentlar (masalan, kondensatorlar) orqali sarflashi kerak, bu esa osilashlarni ta'sir etadi. Bu osilashlar induktor va kondensator orasidagi energiya o'tishidan kelib chiqadi.
Kondensatorlik yuk: Kondensatorlik yuklar uchun, cheklov amali bajarilgandan so'ng oqim yug'maydi, lekin voltaj tez-tez oshadi. TRV grafikida tez oshuvchi voltaj impulsini ko'rsatadi.
Kichik Oqimni Chetkalash va Oqimni Kesish Jarayonlari
Elektr tizimlarda, kichik oqimni chetkalash oqim kesish va virtual kesish deb ataladigan jarayonlarga olib kela oladi. Bu jarayonlar o'zgaruvchan tiklash voltda (TRV) katta ta'sir ko'rsatadi va voltaj ortish va qayta yonish muammolarini o'z ichiga oladi.
Normal Chetkalash vs. Oqim Kesish
Normal chetkalash: Agar oqim natural ravishda nol nuqtasida chetkalasa, bu ideal cheklov amali bo'lib, TRV belgilangan chegaralardan oshmaydi va hech qanday voltaj ortish yoki qayta yonish paydo bo'lmaydi.
Oqim kesish: Agar oqim nolga yetishdan oldin chetkalasa, bu oqim kesish deb ataladi. Oqimning tez-tez kesilishi o'zgaruvchan voltaj ortishini o'z ichiga oladi, bu esa oqim kesishidan oldin yuqori chastotali qayta yonishga olib keladi. Bu nazoratdagi cheklovchilar va tizim uchun potentsial xavf-taqdir talab qiladi.
Oqim Kesishining Natijalari
Agar cheklovchi oqimni uning maksimum nuqtasi yaxinida chetkalasa, voltaj tez-tez oshadi. Agar bu voltaj cheklovchining belgilangan dielektrik quvvatidan oshsa, qayta yonish paydo bo'ladi. Bu jarayon bir necha marta takrorlanganda, yuqori chastotali qayta yonish tufayli voltaj tez-tez oshadi. Bu yuqori chastotali osilish elektr tizimining parametrleri, tizim konfiguratsiyasi va cheklovchining dizayni bilan boshqariladi, bu esa asosiy chastota oqimi nolga yetishdan oldin nol nuqtasiga erishadi.
Oqim Kesish va Virtual Kesish Orasidagi Farq
Oqim kesish: Oqim nolga yetishdan oldin chetkalasa, o'zgaruvchan voltaj ortish va yuqori chastotali qayta yonish paydo bo'ladi.
Virtual kesish: Oqim nolga yetishdan oldin, ammo juda yaqin nuqtada chetkalasa, bu esa kamroq voltaj ortish va qayta yonishga olib keladi.
Yuk tomonga voltaj va TRV ning solishtirilishi
Quyidagi diagramma ikki turli holatda yuk tomonga voltaj va TRV ni solishtiradi:
Nol nuqtada chetkalash: Bu holatda, yuk tomonga voltaj murakkab holda oshadi va TRV belgilangan chegaralardan oshmaydi, bu normal tizim ishini ta'minlaydi.
Nol nuqtadan oldin chetkalash (oqim kesish): Bu holatda, yuk tomonga voltaj tez-tez oshadi va TRV katta darajada oshadi, bu esa voltaj ortish va qayta yonishga olib keladi. Bu misoldan, ikkinchi holat aniqroq xavfli ekanligi ko'rinadi.
Oqim kesishini tushunishning ahamiyati
Oqim kesishining ta'sirini to'g'ri tushunish uchun, yuk tomongidagi yo'qotmalar efektini eslatmaganda, nol nuqtada oqim chetkalashidan keyin, yuk tomongidagi energiya asosan kondensatorlarda saqlanadi, bu esa voltaj maksimal qiymatga erishadi. Ammo, agar oqim nolga yetishdan oldin kesilsa, kondensatorlarning energiyasi to'liq sarflanmaydi, bu esa tez voltaj ortishiga va keyinchalik voltaj ortish va qayta yonish muammolari ga olib keladi.
(a) Ekvivalent shema. (b) Nol nuqtada ark kesish. (c) Nol nuqtadan oldin ark kesish.
Oqim kesish va yuqori chastotali o'zgaruvchan jarayonlar
Oqim kesish holatida, nol nuqtaga yaqin arkning noto'g'riligi yuqori chastotali o'zgaruvchan oqimlarni tizim komponentlariga olib borishi mumkin. Bu yuqori chastotali oqim kichik chastota oqimiga qo'shiladi, bu esa nolga kesiladi. Aniqroq:
Nol nuqtaga yaqin arkning noto'g'riligi: Oqim nolga yetishga yaqinlashsa, ark noto'g'ri bo'lishi mumkin, bu esa yuqori chastotali o'zgaruvchan oqimlarni yaratadi. Bu oqimlar kichik chastota oqimga qo'shiladi, bu esa tizimning o'zgaruvchan javobini murakkablashtiradi.
Yuqori chastotali o'zgaruvchan oqimlarning ta'siri: Yuqori chastotali o'zgaruvchan oqimlarning mavjudligi, ayniqsa induktiv yuklarda, voltaj ortish va qayta yonishga olib kelishi mumkin. Bu oqimlarning tez o'zgarishi orqali, ular qisqa muddatda juda yuqori voltaj piklarini yaratishi mumkin, bu esa tizimning izolyatsiya materiallariga xavf-taqdir talab qiladi.
Virtual kesish va uning ta'siri
Virtual kesish holatida, arknning noto'g'riligi yanaqo'sh fazalar bilan osilishlar orqali tortib boradi, bu esa oqim nolga yetishdan oldin yuqori chastotali oqimlarni yaratadi. Aniqroq:
Virtual kesish mekanizmi: Virtual kesish oqim nolga yetishdan oldin, ammo juda yaqin nuqtada bo'lganda paydo bo'ladi. Bu nuqtaga erishganda, ark yanaqo'sh fazalar bilan osilishlar bilan ta'sir qiladi, bu esa yuqori chastotali oqimlarni yaratadi. Bu tizimni yana noto'g'ri qilib, qayta yonish riskini oshiradi.
Kuzatilgan jarayon: Virtual kesish havoda, SF6 va yog'da gazli arklarda kuzatilgan. Vakuum arklar ham oqim kesishiga juda sezgir, chunki vakuum maydonidagi ark tashqi sharoitlarga aniqroq ta'sir qiladi, bu esa noto'g'riligini oshiradi.
Kesish va qayta yonishning sabablari
Kesish va qayta yonish, shuningdek, ularga bog'liq yuqori chastotali osilish voltaj ortishlari, asosan cheklovchining dizayniga bog'liq. Aniqroq:
Katta ozroq oqimlar uchun dizayn: Cheklovchilar adolatli katta ozroq oqimlarni boshqarish uchun dizayn qilinadi. Agar dizayn faqat katta oqimlar uchun samarali bo'lsa, kichik oqimlar uchun ham samarali bo'lishi mumkin, ularni natural nol nuqtadan oldin chetkalishga urinadi.
Xavfli natijalar: Bu dizayn yondashi oqim kesish va qayta yonishga olib keladi, bu esa voltaj ortish va boshqa istalgan natijalarga olib keladi. Masalan, voltaj ortishi tizimning izolyatsiyasini zarar berishi mumkin, bu esa jihozlar ziddiyat yoki qisqa omillikka olib keladi.
Cheklovchi dizaynini optimallashtirish
Kichik va katta oqimlarni samarali boshqarish uchun, cheklovchi dizayni turli sharoitlarda ishonchli ishlashini ta'minlash uchun bir nechta xususiyatlarni o'z ichiga olishi kerak. Aniqroq tavsiyalar:
Kichik va katta oqimlar uchun balans: Cheklovchi dizayni kichik va katta oqimlarni ham o'z ichiga olishi kerak, bir turini o'zgartirish uchun boshqasini o'zgartirmaslik kerak. Masalan, kontakt materiallarini, arkni bekor qilish kamerasi dizaynini va boshqaruv strategiyalarini o'zgartirish, turli oqim darajalari uchun samarali vazifalarni ta'minlashga yordam berishi mumkin.
Yuqori chastotali osilishlarni kamaytirish: Dizayn nol nuqtaga yaqin yuqori chastotali osilishlarni minimallashtirishga qaratilishi kerak. Bu, mos keladigan demping elementlarini kiritish yoki tizim parametrlarini optimallashtirish orqali yuqori chastotali o'zgaruvchan oqimlarni sur'atdan olishga yordam beradi.
Izolyatsiya xususiyatlarini oshirish
Potentsial voltaj ortishlarni boshqarish uchun, cheklovchining izolyatsiya dizayni yetarli dielektrik quvvatga ega bo'lishi kerak. Yukta ishlov beradigan izolyatsiya materiallarini tanlash va izolyatsiya strukturasini optimallashtirish, hattoki extremal sharoitlarda ham ishonchli izolyatsiyani ta'minlashga yordam beradi.
