Ang prinsipyo sa pag-interrupt sa Short Line Fault (SLF) sa grid pinaagi sa mga circuit breakers
High-Frequency Transient Recovery Voltage (TRV) in Transmission Lines
Kapag nangyari ang isang pagkakamali sa transmission line sa layo na nasa 100 metro hanggang ilang kilometro, kinakailangan ang circuit breaker (CB) upang linisin ang short-line fault (SLF). Ang proseso ng paglilinis ng pagkakamali gamit ang circuit breaker maaaring magresulta sa pagbuo ng Transient Recovery Voltage (TRV) na may matataas na rate of rise, kadalasang katulad ng sawtooth waveform. Ito ay sanhi ng high-frequency oscillations na ginawa ng mga traveling waves na lumalaganap sa linya at bumabalik sa pagitan ng terminal ng circuit breaker at ang punto ng pagkakamali.
Key Phenomena During Fault Interruption
High-Frequency Oscillations and Sawtooth Waveform:
Kapag ang circuit breaker ay nag-interrupt sa fault current sa ilalim ng SLF conditions, ginagawa ang high-frequency oscillations dahil sa mabilis na pagbabago ng current at voltage. Ang mga oscillations na ito ay nagresulta sa TRV na may matataas na rate of rise, na maaaring ipahayag bilang sawtooth o triangular waveform.
Ang hugis sawtooth ay dulot ng mga traveling waves na lumalaganap sa transmission line at bumabalik sa pagitan ng terminal ng circuit breaker at ang lugar ng pagkakamali. Ang bawat reflection ay nag-ambag sa oscillatory behavior ng TRV, na nagiging sanhi ng maraming peaks at valleys sa voltage waveform.
Oscillations on the Source Side:
Sa source side ng circuit breaker (ang bahagi na konektado sa power system), ang voltage sa terminal ng circuit breaker bumabalik sa sistema voltage level, na karaniwang ang voltage sa transformer terminal. Ang transition na ito ay nagdudulot ng oscillation sa power frequency (hal. 50 Hz o 60 Hz) sa source circuit.
Ang power-frequency oscillation ay dulot ng biglaang pagbabago sa configuration ng circuit kapag linisin ang pagkakamali, na nagdudulot ng transient response sa sistema. Ang oscillation na ito ay unti-unting nawawala sa panahon habang istabilo ang sistema.
Oscillations on the Line Side:
Sa line side ng circuit breaker (ang bahagi na konektado sa transmission line), ang voltage sa terminal ng circuit breaker bumababa sa malapit na ground potential pagkatapos ng interrupt ang pagkakamali. Ang pagbaba na ito ay nagdudulot ng isa pang oscillation, pero sa oras na ito, ito ay may hugis na sawtooth (triangular) dahil sa mga traveling at reflecting waves sa linya.
Ang line side circuit maaaring mapag-approximate bilang distributed parameter circuit na may maliit na attenuation. Ang reflections sa pagitan ng terminal ng circuit breaker at ang punto ng pagkakamali ay nagdudulot ng voltage na oscillate, na nagiging sanhi ng sawtooth waveform. Ang frequency ng mga oscillations na ito ay mas mataas kaysa sa power frequency at naapektuhan ng propagation speed ng waves at ang layo sa pagitan ng circuit breaker at ang pagkakamali.
Approximation of the Line Side Circuit
Ang line side circuit maaaring imodelo bilang small attenuated circuit na may distributed parameters, tulad ng resistance, inductance, at capacitance per unit length. Ang modelo na ito ay tumutulong sa pag-unawa sa behavior ng mga traveling waves at kanilang reflections. Ang key characteristics ng modelo na ito ay kasama ang:
Propagation Delay: Ang oras na kailangan para ma-travel ng wave mula sa terminal ng circuit breaker patungo sa punto ng pagkakamali at bumalik.
Reflection Coefficient: Ang ratio ng reflected wave amplitude sa incident wave amplitude, na depende sa impedance mismatch sa pagitan ng linya at ang pagkakamali.
Attenuation: Ang reduction sa wave amplitude habang ito ay lumalakbay sa linya, na naapektuhan ng resistance at conductance ng linya.
TRV Waveforms Across Circuit Breaker Terminals and Line Side
Ang TRV waveforms na nakita sa circuit breaker terminals at sa line side maaaring sumunod:
Source Side (Circuit Breaker Terminal):
Ang voltage bumabalik sa sistema voltage level, na nagdudulot ng power-frequency oscillation.
Ang oscillation ay mas mabagal kumpara sa high-frequency oscillations sa line side.
Line Side (Circuit Breaker Terminal):
Ang voltage bumababa sa malapit na ground potential, na nagreresulta sa high-frequency sawtooth (triangular) waveform.
Ang hugis sawtooth ay dulot ng mabilis na pagbabago ng voltage dahil sa mga traveling at reflecting waves sa linya.
Visual Representation of TRV Waveforms
Ang typical figure na nagpapakita ng TRV waveforms sa circuit breaker terminals at sa line side ay ipinapakita:
Source Side TRV: Isang waveform na may gradual rise sa sistema voltage, kasunod ng power-frequency oscillation.
Line Side TRV: Isang waveform na may sharp drop sa malapit na zero, kasunod ng serye ng high-frequency peaks at valleys, na nagtatagpo sa sawtooth o triangular shape.
