Principi d'interrupció de faltes en línia curta (SLF) a la xarxa mitjançant interruptors
Voltatge de Recuperació Transitori (TRV) d'Alta Frequència en Línies d'Alimentació
Quan es produeix un defecte en una línia d'alimentació a una distància que va des de 100 metres a diversos quilòmetres, es necessita un interruptor automàtic (CB) per eliminar el defecte de línia curta (SLF). El procés d'eliminació del defecte per part de l'interruptor automàtic pot conduir a la generació d'un Voltatge de Recuperació Transitori (TRV) amb una ràpida taxa d'increment, sovint semblant a una forma d'ona de sega. Aquest fenomen està causat per oscil·lacions d'alta freqüència generades per ones viajants que s'estenen per la línia i reflecteixen entre el terminal de l'interruptor automàtic i el punt de defecte.
Fenòmens Clau Durant la Interrupció del Defecte
Oscil·lacions d'Alta Frequència i Forma d'Ona de Sega:
Quan l'interruptor automàtic interromp la corrent de defecte en condicions SLF, es generen oscil·lacions d'alta frequència degut als canvis ràpids de corrent i tensió. Aquestes oscil·lacions resulten en un TRV amb una ràpida taxa d'increment, que es pot visualitzar com una forma d'ona de sega o triangular.
La forma de sega és causada pels ones viajants que s'estenen per la línia d'alimentació i reflecteixen entre el terminal de l'interruptor automàtic i la ubicació del defecte. Cada reflexió contribueix al comportament oscil·latori del TRV, provocant múltiples pics i valles en la forma d'ona de tensió.
Oscil·lacions al Costat de la Font:
Al costat de la font de l'interruptor automàtic (el costat connectat al sistema d'energia), la tensió al terminal de l'interruptor automàtic torna al nivell de tensió del sistema, que normalment és la tensió al terminal del transformador. Aquesta transició causa una oscil·lació a la freqüència d'energia (per exemple, 50 Hz o 60 Hz) al circuit de la font.
L'oscil·lació a la freqüència d'energia és deguda al canvi súbit en la configuració del circuit quan es elimina el defecte, causant una resposta transitori en el sistema. Aquesta oscil·lació decau gradualment amb el temps mentre el sistema es estabilitza.
Oscil·lacions al Costat de la Línia:
Al costat de la línia de l'interruptor automàtic (el costat connectat a la línia d'alimentació), la tensió al terminal de l'interruptor automàtic disminueix fins a prop del potencial de terra després que es interrompi el defecte. Aquesta disminució crea una altra oscil·lació, però aquesta vegada es caracteritza per una forma de sega (triangular) degut a les ones viajants i reflectides a la línia.
El circuit del costat de la línia es pot aproximar com un circuit de paràmetres distribuïts amb una atenuació petita. Les reflexions entre el terminal de l'interruptor automàtic i el punt de defecte fan que la tensió oscil·li, creant la forma d'ona de sega. La freqüència d'aquestes oscil·lacions és molt més alta que la freqüència d'energia i està influenciada per la velocitat de propagació de les ones i la distància entre l'interruptor automàtic i el defecte.
Aproximació del Circuit del Costat de la Línia
El circuit del costat de la línia es pot modelar com un circuit amb atenuació petita i paràmetres distribuïts, com ara la resistència, inductància i capacitance per unitat de longitud. Aquest model ajuda a entendre el comportament de les ones viajants i les seves reflexions. Les característiques clau d'aquest model inclouen:
Retard de Propagació: El temps que triga una ona a viatjar des del terminal de l'interruptor automàtic al punt de defecte i tornar.
Coeficient de Reflexió: El rati de l'amplitud de l'ona reflectida a l'amplitud de l'ona incident, que depèn de la desigualtat d'impedància entre la línia i el defecte.
Atenuació: La reducció de l'amplitud de l'ona mentre viatja per la línia, que està influenciada per la resistència i la conductància de la línia.
Formes d'Ona TRV en els Terminals de l'Interruptor Automàtic i al Costat de la Línia
Les formes d'ona TRV observades en els terminals de l'interruptor automàtic i al costat de la línia es poden resumir de la següent manera:
Costat de la Font (Terminal de l'Interruptor Automàtic):
La tensió torna al nivell de tensió del sistema, causant una oscil·lació a la freqüència d'energia.
L'oscil·lació és relativament lenta en comparació amb les oscil·lacions d'alta frequència al costat de la línia.
Costat de la Línia (Terminal de l'Interruptor Automàtic):
La tensió disminueix a prop del potencial de terra, resultant en una forma d'ona de sega (triangular) d'alta frequència.
La forma de sega és deguda als canvis ràpids de tensió causats pels ones viajants i reflectits a la línia.
Representació Visual de les Formes d'Ona TRV
Una figura típica que mostra les formes d'ona TRV en els terminals de l'interruptor automàtic i al costat de la línia il·lustraria:
TRV del Costat de la Font: Una forma d'ona amb un increment gradual cap a la tensió del sistema, seguit per una oscil·lació a la freqüència d'energia.
TRV del Costat de la Línia: Una forma d'ona amb una caiguda aguda a prop de zero, seguit per una sèrie de pics i valles d'alta frequència, formant una forma de sega o triangular.
