Rövid vonalhibák megszakítása (SLF) áramkörválasztókkal a hálózatban
Magas frekvenciájú átmeneti helyreállító feszültség (TRV) az átviteli vonalakban
Amikor egy hiba bekövetkezik egy átviteli vonalon 100 métertől több kilométerig, szükség van egy áramköri környezet (CB) segítségére a rövidvonali hiba (SLF) megszüntetéséhez. A hiba megszüntetése során a CB által generált átmeneti helyreállító feszültség (TRV) gyors emelkedési ütemű lehet, ami gyakran hasáb alakú hullámformát mutat. Ez a jelenség a vonalon haladó hullámok által generált magas frekvenciájú rezgésekkel és a CB végpontja és a hibahely közötti tükrözéssel okozható.
Kulcsfontosságú jelenségek a hiba megszakítása során
Magas frekvenciájú rezgések és hasáb alakú hullámformák:
Amikor a CB a SLF feltételek mellett megszakítja a hibajáratot, a gyors áram- és feszültségváltozások miatt magas frekvenciájú rezgések jelennek meg. Ezek a rezgések egy gyors emelkedési ütemű TRV-t eredményeznek, amit hasáb vagy háromszög alakú hullámformaként ábrázolhatunk.
A hasáb alak a vonalon haladó hullámok által okozódik, amelyek a CB végpontja és a hibahely között tükröződnek. Minden tükrözés hozzájárul a TRV rezegő viselkedéséhez, ami a feszültség hullámformájában több csúcsot és völgyet eredményez.
Rezgések a forrás oldalán:
A CB forrás oldalán (az energiarendszerrel kapcsolatos oldal), a CB végpontján lévő feszültség visszatér a rendszer feszültségére, ami általában a transzformátor végpontján lévő feszültség. Ez a változás a forráskörben hozzájárul a rendszerfrekvenciás (pl. 50 Hz vagy 60 Hz) rezgésekhez.
A rendszerfrekvenciás rezgések a hiba megszüntetésekor bekövetkező váratlan áramkör konfigurációváltozásból adódnak, ami tranzient választ okoz a rendszerben. Ez a rezgés idővel lassan elnyelődik, ahogy a rendszer stabilizálódik.
Rezgések a vonal oldalán:
A CB vonal oldalán (a vonallal összekapcsolt oldal), a CB végpontján lévő feszültség a hiba megszakítása után közel a földfeszültséghez esik. Ez a leesés újabb rezgéseket okoz, de ezúttal hasáb (háromszög) alakú hullámformát vesz fel, mert a vonalon haladó és tükröződő hullámok miatt.
A vonal oldali áramkört kis csillapítással modellezhetjük elosztott paraméterekkel, mint például ellenállás, induktív és kapacitív ellenállás egység hosszonként. A CB végpontja és a hibahely közötti tükrözések miatt a feszültség rezeg, ami a hasáb alakú hullámformát eredményezi. Ezeknek a rezgéseknek a frekvenciája sokkal magasabb, mint a rendszerfrekvencia, és befolyásolja a hullámok terjedési sebessége és a CB és a hibahely közötti távolság.
A vonal oldali áramkör approximációja
A vonal oldali áramkört kis csillapítással modellezhetjük elosztott paraméterekkel, mint például ellenállás, induktív és kapacitív ellenállás egység hosszonként. Ez a modell segít megérteni a vonalon haladó hullámok és a tükrözések viselkedését. A modell kulcsfontosságú jellemzői a következők:
Terjedési késleltetés: Az idő, amibe egy hullám eljut a CB végpontjától a hibahelyig és vissza.
Tükrözési tényező: A tükröződő hullám amplitúdójának és az eszközödő hullám amplitúdójának aránya, ami a vonal és a hiba közötti impedancia eltéréstől függ.
Csillapítás: A hullám amplitúdójának csökkenése, ahogy a vonalon halad, ami a vonal ellenállása és vezetékenysége hatására történik.
TRV hullámformák a CB végpontjai és a vonal oldalán
A CB végpontjain és a vonal oldalán megfigyelt TRV hullámformák összefoglalhatók a következőképpen:
Forrás oldal (CB végpont):
A feszültség visszatér a rendszer feszültségére, ami hozzájárul a rendszerfrekvenciás rezgésekhez.
A rezgés lassúbb, mint a vonal oldali magas frekvenciájú rezgések.
Vonal oldal (CB végpont):
A feszültség közel a földfeszültséghez esik, ami magas frekvenciájú hasáb (háromszög) alakú hullámformát eredményez.
A hasáb alak a vonalon haladó és tükröződő hullámok által okozott gyors feszültségváltozások miatt jelenik meg.
A TRV hullámformák vizuális reprezentációja
Egy tipikus ábra, amely a CB végpontjain és a vonal oldalán a TRV hullámformákat mutatja, illusztrálná a következőket:
Forrás oldali TRV: Egy hullámforma, amely lassan növekszik a rendszer feszültségéig, majd rendszerfrekvenciás rezgésekkel jár.
Vonal oldali TRV: Egy hullámforma, amely szélesen esik a nulla közelébe, majd magas frekvenciájú csúcsok és völgyek sorozatával, ami hasáb vagy háromszög alakot alkot.
