Principio de interrupción de fallos en línea curta (SLF) na rede por interruptores
Tensión de Recuperación Transitoria (TRV) de Alta Frecuencia en Líneas de Transmisión
Cando ocorre un fallo nunha liña de transmisión a unha distancia que vaia desde 100 metros ata varios quilómetros, é necesario un interruptor de circuito (IC) para limpar o fallo de liña curta (SLF). O proceso de limpeza do fallo polo interruptor de circuito pode xerar unha Tensión de Recuperación Transitoria (TRV) cunha taxa de subida escarpada, aseméllase a unha forma de serra. Este fenómeno está causado por oscilacións de alta frecuencia xeradas por ondas viaxantes que se propagan ao longo da liña e reflicten entre o terminal do interruptor de circuito e o punto de fallo.
Fenómenos Clave Durante a Interrupción do Fallo
Oscilacións de Alta Frecuencia e Forma de Serra:
Cando o interruptor de circuito interrompe a corrente de fallo baixo condicións SLF, xéranse oscilacións de alta frecuencia debido aos cambios rápidos na corrente e na tensión. Estas oscilacións resultan nunha TRV cunha taxa de subida escarpada, que pode visualizarse como unha forma de serra ou triangular.
A forma de serra está causada polas ondas viaxantes que se propagan ao longo da liña de transmisión e reflicten entre o terminal do interruptor de circuito e o punto de fallo. Cada reflexión contribúe ao comportamento oscilatorio da TRV, levando a múltiples picos e vales no formato de onda de tensión.
Oscilacións no Lado da Fonte:
No lado da fonte do interruptor de circuito (o lado conectado ao sistema de enerxía), a tensión no terminal do interruptor de circuito volve ao nivel de tensión do sistema, que é tipicamente a tensión no terminal do transformador. Esta transición causa unha oscilación na frecuencia de potencia (por exemplo, 50 Hz ou 60 Hz) no circuito de fonte.
A oscilación na frecuencia de potencia debeuse ao cambio repentino na configuración do circuito cando se limpa o fallo, causando unha resposta transitoria no sistema. Esta oscilación decrece gradualmente co tempo á medida que o sistema se estabiliza.
Oscilacións no Lado da Liña:
No lado da liña do interruptor de circuito (o lado conectado á liña de transmisión), a tensión no terminal do interruptor de circuito desciende a un potencial próximo ao terreo despois de interromperse o fallo. Esta diminución crea outra oscilación, pero desta vez caracterízase por unha forma de serra (triangular) debido ás ondas viaxantes e reflictes ao longo da liña.
O circuito do lado da liña pode aproximarse a un circuito de parámetros distribuídos con pequena atenuación. As reflexións entre o terminal do interruptor de circuito e o punto de fallo fan que a tensión oscile, creando a forma de serra. A frecuencia destas oscilacións é moito maior que a frecuencia de potencia e está influenciada pola velocidade de propagación das ondas e a distancia entre o interruptor de circuito e o fallo.
Aproximación do Circuito do Lado da Liña
O circuito do lado da liña pode modelarse como un circuito de pequena atenuación con parámetros distribuídos, como resistencia, inductancia e capacitancia por unidade de lonxitude. Este modelo axuda a comprender o comportamento das ondas viaxantes e as súas reflexións. As características clave deste modelo inclúen:
Retardo de Propagación: O tempo que leva unha onda para viaxar dende o terminal do interruptor de circuito ata o punto de fallo e viceversa.
Coeficiente de Reflexión: A relación entre a amplitud da onda reflicta e a amplitud da onda incidente, que depende do desacordo de impedancia entre a liña e o fallo.
Atenuación: A redución na amplitud da onda a medida que viaxa ao longo da liña, que está influenciada pola resistencia e conductancia da liña.
Formas de Onda TRV nos Terminais do Interruptor de Circuito e no Lado da Liña
As formas de onda TRV observadas nos terminais do interruptor de circuito e no lado da liña poden resumirse do seguinte modo:
Lado da Fonte (Terminal do Interruptor de Circuito):
A tensión volve ao nivel de tensión do sistema, causando unha oscilación na frecuencia de potencia.
A oscilación é relativamente lenta comparada cosas oscilacións de alta frecuencia no lado da liña.
Lado da Liña (Terminal do Interruptor de Circuito):
A tensión desciende a un potencial próximo ao terreo, resultando nunha forma de onda de serra (triangular) de alta frecuencia.
A forma de serra debeuse aos cambios rápidos na tensión causados polas ondas viaxantes e reflictes ao longo da liña.
Representación Visual das Formas de Onda TRV
Unha figura típica que mostra as formas de onda TRV nos terminais do interruptor de circuito e no lado da liña ilustraría:
TRV do Lado da Fonte: Unha forma de onda cunha subida gradual á tensión do sistema, seguida dunha oscilación na frecuencia de potencia.
TRV do Lado da Liña: Unha forma de onda cunha caída aguda cara ao cero, seguida dunha serie de picos e vales de alta frecuencia, formando unha forma de serra ou triangular.
