Zásada přerušení krátké vady (SLF) v elektrické síti pomocí vypínačů
Vysokofrekvenční přechodové obnovovací napětí (TRV) na přenosových článcích
Když dojde k poruše na přenosovém článku v rozsahu od 100 metrů až po několik kilometrů, je potřeba okamžitě vyřešit krátkou linkovou poruchu (SLF) pomocí spínacího přístroje (CB). Proces vyřešení poruchy spínacím přístrojem může vést k vytvoření přechodového obnovovacího napětí (TRV) s prudkým stoupáním, které často připomíná pilovitý tvar. Tento jev je způsoben vysokofrekvenčními oscilacemi generovanými cestujícími vlnami, které se šíří po článku a odrážejí mezi terminálem spínacího přístroje a místem poruchy.
Klíčové jevy během přerušení poruchy
Vysokofrekvenční oscilace a pilovitý tvar:
Když spínací přístroj přeruší proud poruchy za podmínek SLF, vznikají vysokofrekvenční oscilace v důsledku rychlých změn proudu a napětí. Tyto oscilace vedou k TRV s prudkým stoupáním, které lze vizualizovat jako pilovitý nebo trojúhelníkový tvar.
Pilovitý tvar je způsoben cestujícími vlnami, které se šíří po přenosovém článku a odrážejí mezi terminálem spínacího přístroje a místem poruchy. Každá odrážka přispívá k oscilačnímu chování TRV, což vede k mnoha vrcholkům a dolinám v tvaru napěťové vlny.
Oscilace na straně zdroje:
Na straně zdroje spínacího přístroje (strana spojená s elektrickým systémem) se napětí na terminálu spínacího přístroje vrací na úroveň systémového napětí, které je obvykle napětí na terminálu transformátoru. Tato přechodová fáze způsobuje oscilaci v sílové frekvenci (např. 50 Hz nebo 60 Hz) v zdrojovém obvodu.
Sílofrekvenční oscilace je způsobena náhlou změnou konfigurace obvodu při vyřešení poruchy, což způsobuje přechodovou odezvu systému. Tato oscilace postupně slábne s časem, jak se systém stabilizuje.
Oscilace na straně článku:
Na straně článku spínacího přístroje (strana spojená s přenosovým článkem) se napětí na terminálu spínacího přístroje sníží téměř na potenciál země po přerušení poruchy. Toto snížení vytváří další oscilaci, ale tentokrát má pilovitý (trojúhelníkový) tvar v důsledku cestujících a odrážejících vln po článku.
Strana článku může být aproximována jako distribuovaný parametrický obvod s malým tlumením. Odrážky mezi terminálem spínacího přístroje a místem poruchy způsobují oscilaci napětí, což vytváří pilovitý tvar. Frekvence těchto oscilací je mnohem vyšší než sílofrekvence a je ovlivněna rychlostí šíření vln a vzdáleností mezi spínacím přístrojem a místem poruchy.
Aproximace strany článku
Strana článku může být modelována jako malý tlumený obvod s distribuovanými parametry, jako jsou odpor, induktance a kapacitance na jednotku délky. Tento model pomáhá pochopit chování cestujících vln a jejich odrážek. Klíčové charakteristiky tohoto modelu zahrnují:
Prodleva šíření: Čas, který trvá, než vlna dorazí od terminálu spínacího přístroje k místu poruchy a zpět.
Koeficient odrážky: Poměr amplitudy odrážející vlny k amplitudě dopadající vlny, který závisí na nesouladu impedancí mezi článkem a místem poruchy.
Tlumení: Snížení amplitudy vlny během šíření po článku, které je ovlivněno odporem a vodivostí článku.
Tvary TRV na terminálech spínacího přístroje a na straně článku
Tvary TRV pozorované na terminálech spínacího přístroje a na straně článku lze shrnout následovně:
Strana zdroje (terminál spínacího přístroje):
Napětí se vrací na úroveň systémového napětí, což způsobuje oscilaci v sílové frekvenci.
Oscilace je relativně pomalá ve srovnání s vysokofrekvenčními oscilacemi na straně článku.
Strana článku (terminál spínacího přístroje):
Napětí klesne téměř na potenciál země, což vede k vysokofrekvenčnímu pilovitému (trojúhelníkovému) tvaru.
Pilovitý tvar je způsoben rychlými změnami napětí způsobenými cestujícími a odrážejícími vlnami po článku.
Vizuální reprezentace tvrů TRV
Typický obrázek ukazující tvary TRV na terminálech spínacího přístroje a na straně článku by ilustroval:
TRV na straně zdroje: Tvar s postupným stoupáním k systémovému napětí, následovaným oscilací v sílové frekvenci.
TRV na straně článku: Tvar s ostrým poklesem téměř na nulu, následovaný řadou vysokofrekvenčních vrcholků a dolin, tvořící pilovitý nebo trojúhelníkový tvar.
