หลักการตัดวงจรโดยใช้เบรกเกอร์ในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดบนสายส่งสั้น (SLF)
แรงดันฟื้นคืนชั่วขณะความถี่สูง (TRV) ในสายส่ง
เมื่อเกิดข้อผิดพลาดบนสายส่งในระยะทางตั้งแต่ 100 เมตรจนถึงหลายกิโลเมตร จำเป็นต้องใช้เบรกเกอร์วงจร (CB) เพื่อกำจัดข้อผิดพลาดของสายสั้น (SLF) การกำจัดข้อผิดพลาดโดยเบรกเกอร์วงจรสามารถนำไปสู่การสร้างแรงดันฟื้นคืนชั่วขณะ (TRV) ที่มีอัตราการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว มักคล้ายคลึงกับรูปคลื่นฟันเลื่อย ปรากฏการณ์นี้เกิดจากคลื่นความถี่สูงที่เกิดจากการแพร่กระจายของคลื่นที่เดินทางไปตามสายและสะท้อนระหว่างเทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจรและจุดข้อผิดพลาด
ปรากฏการณ์สำคัญระหว่างการหยุดข้อผิดพลาด
คลื่นความถี่สูงและการสั่นแบบฟันเลื่อย:
เมื่อเบรกเกอร์วงจรหยุดกระแสไฟฟ้าที่ผิดพลาดภายใต้เงื่อนไข SLF คลื่นความถี่สูงจะเกิดขึ้นเนื่องจากความเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของกระแสไฟฟ้าและความดันไฟฟ้า คลื่นเหล่านี้ทำให้ TRV มีอัตราการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งสามารถเห็นได้เป็นรูปคลื่นฟันเลื่อยหรือสามเหลี่ยม
รูปทรงฟันเลื่อยเกิดจากคลื่นที่เดินทางไปตามสายส่งและสะท้อนระหว่างเทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจรและจุดข้อผิดพลาด แต่ละการสะท้อนทำให้เกิดพฤติกรรมสั่นของ TRV นำไปสู่หลายยอดและหุบเขาในรูปคลื่นแรงดัน
การสั่นบนฝั่งแหล่งพลังงาน:
บนฝั่งแหล่งพลังงานของเบรกเกอร์วงจร (ฝั่งที่เชื่อมต่อกับระบบพลังงาน) แรงดันไฟฟ้าที่เทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจรกลับสู่ระดับแรงดันไฟฟ้าของระบบ ซึ่งโดยทั่วไปคือแรงดันไฟฟ้าที่เทอร์มินัลของหม้อแปลง การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เกิดการสั่นที่ความถี่ของพลังงาน (เช่น 50 Hz หรือ 60 Hz) ในวงจรแหล่งพลังงาน
การสั่นที่ความถี่ของพลังงานเกิดจากความเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันในโครงสร้างวงจรเมื่อข้อผิดพลาดถูกกำจัด ทำให้เกิดการตอบสนองชั่วขณะในระบบ การสั่นนี้ค่อยๆ ลดลงเมื่อระบบเข้าสู่ภาวะเสถียร
การสั่นบนฝั่งสายส่ง:
บนฝั่งสายส่งของเบรกเกอร์วงจร (ฝั่งที่เชื่อมต่อกับสายส่ง) แรงดันไฟฟ้าที่เทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจรลดลงใกล้เคียงศักย์พื้นหลังจากข้อผิดพลาดถูกหยุด การลดลงนี้ทำให้เกิดการสั่น แต่ครั้งนี้มีลักษณะเป็นรูปคลื่นฟันเลื่อย (สามเหลี่ยม) เนื่องจากคลื่นที่เดินทางและสะท้อนตามสาย
วงจรฝั่งสายส่งสามารถประมาณได้ว่าเป็นวงจรพารามิเตอร์กระจายที่มีการลดลงเล็กน้อย การสะท้อนระหว่างเทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจรและจุดข้อผิดพลาดทำให้แรงดันสั่น สร้างรูปคลื่นฟันเลื่อย ความถี่ของการสั่นเหล่านี้สูงกว่าความถี่ของพลังงานมาก และได้รับอิทธิพลจากความเร็วในการแพร่กระจายของคลื่นและระยะทางระหว่างเบรกเกอร์วงจรและจุดข้อผิดพลาด
การประมาณการวงจรฝั่งสายส่ง
วงจรฝั่งสายส่งสามารถจำลองเป็นวงจรที่มีการลดลงเล็กน้อยและมีพารามิเตอร์กระจาย เช่น ความต้านทาน ความเหนี่ยวนำ และความจุต่อหน่วยความยาว โมเดลนี้ช่วยให้เข้าใจพฤติกรรมของคลื่นที่เดินทางและสะท้อน คุณสมบัติสำคัญของโมเดลนี้รวมถึง:
ความล่าช้าในการแพร่กระจาย: เวลาที่คลื่นใช้ในการเดินทางจากเทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจรไปยังจุดข้อผิดพลาดและกลับมา
สัมประสิทธิ์การสะท้อน: อัตราส่วนของขนาดคลื่นสะท้อนต่อขนาดคลื่นตกกระทบ ซึ่งขึ้นอยู่กับความไม่ตรงกันของอิมพิแดนซ์ระหว่างสายและจุดข้อผิดพลาด
การลดลง: การลดลงของขนาดคลื่นเมื่อเดินทางตามสาย ซึ่งได้รับอิทธิพลจากความต้านทานและความนำของสาย
รูปคลื่น TRV ที่เทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจรและฝั่งสายส่ง
รูปคลื่น TRV ที่สังเกตเห็นที่เทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจรและฝั่งสายส่งสามารถสรุปได้ดังนี้:
ฝั่งแหล่งพลังงาน (เทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจร):
แรงดันกลับสู่ระดับแรงดันไฟฟ้าของระบบ ทำให้เกิดการสั่นที่ความถี่ของพลังงาน
การสั่นค่อนข้างช้าเมื่อเทียบกับการสั่นที่ความถี่สูงบนฝั่งสายส่ง
ฝั่งสายส่ง (เทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจร):
แรงดันลดลงใกล้เคียงศักย์พื้น ทำให้เกิดรูปคลื่นฟันเลื่อย (สามเหลี่ยม) ที่ความถี่สูง
รูปคลื่นฟันเลื่อยเกิดจากความเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของแรงดันที่เกิดจากคลื่นที่เดินทางและสะท้อนตามสาย
การแสดงภาพของรูปคลื่น TRV
รูปภาพที่แสดงรูปคลื่น TRV ที่เทอร์มินัลของเบรกเกอร์วงจรและฝั่งสายส่งจะแสดง:
TRV ฝั่งแหล่งพลังงาน: รูปคลื่นที่เพิ่มขึ้นอย่างค่อยๆ สู่แรงดันไฟฟ้าของระบบ ตามด้วยการสั่นที่ความถี่ของพลังงาน
TRV ฝั่งสายส่ง: รูปคลื่นที่ลดลงอย่างรวดเร็วสู่ศูนย์ ตามด้วยชุดของยอดและหุบเขาที่ความถี่สูง สร้างรูปคลื่นฟันเลื่อยหรือสามเหลี่ยม
