Kısa Hat Arızası Kesme (SLF) prensibi devre kesiciler ile elektrik şebekesinde
Yüksek Frekanslı Geçici Kurtarma Gerilimi (TRV) ile İletim Hatları
Bir hat üzerinde 100 metreden birkaç kilometreye kadar uzaklıkta bir arızanın meydana gelmesi durumunda, devre kesicinin (CB) kısa hat arızasını (SLF) temizlemesi gerekmektedir. Devre kesicinin arızayı temizleme süreci, genellikle testere dişi dalga formuna benzer olan dik bir yükseltme hızına sahip bir Geçici Kurtarma Gerilimi (TRV) oluşturabilir. Bu olgu, hat boyunca yayılan ve devre kesici terminali ile arıza noktası arasında yansıyan seyahat eden dalgalar tarafından üretilen yüksek frekanslı salınmalardan kaynaklanır.
Arıza Kesme Sırasında Ana Olaylar
Yüksek Frekanslı Salınmalar ve Testere Dişi Dalga Formu:
Devre kesicinin SLF koşullarında arıza akımını kesmesi durumunda, akım ve gerilimde hızlı değişiklikler nedeniyle yüksek frekanslı salınmalar oluşur. Bu salınmalar, testere dişi veya üçgen dalga formu olarak görselleştirilebilen dik bir yükseltme hızına sahip bir TRV sonucunu verir.
Testere dişi şekli, iletim hattı boyunca yayılan ve devre kesici terminali ile arıza konumu arasında yansıyan seyahat eden dalgalar nedeniyledir. Her yansıma, TRV'nin salınımsal davranışına katkıda bulunarak, gerilim dalga formunda birden fazla zirve ve vadideye neden olur.
Kaynak Tarafındaki Salınmalar:
Devre kesicinin kaynak tarafında (güç sistemine bağlanan taraf), devre kesici terminalindeki gerilim, genellikle dönüştürücü terminalindeki gerilime karşılık gelen sistem gerilim seviyesine döner. Bu geçiş, kaynak devresinde güç frekansında (örneğin, 50 Hz veya 60 Hz) bir salınmaya neden olur.
Güç frekansındaki salınma, arıza temizlendiğinde devre yapılandırmasındaki ani değişiklik nedeniyle sistemin geçici bir tepkisine neden olur. Bu salınma, sistem istikrarlaştıkça zaman içinde azalarak ortadan kalkar.
Hat Tarafındaki Salınmalar:
Devre kesicinin hat tarafında (iletim hattına bağlanan taraf), arıza kesildikten sonra devre kesici terminalindeki gerilim, yer potansiyeline yakın düşer. Bu düşüş, bu kez hat boyunca seyahat eden ve yansıyan dalgalar nedeniyle testere dişi (üçgen) şekilli bir salınmayı yaratır.
Hat tarafı devresi, küçük bir zayıflama ile dağıtılmış parametrelerle modelleştirilebilir. Devre kesici terminali ile arıza noktası arasındaki yansımalardan dolayı gerilim salınır ve testere dişi dalga formu oluşturulur. Bu salınmaların frekansı, güç frekansından çok daha yüksektir ve dalgaların yayılma hızı ile devre kesici ile arıza arasındaki mesafe etkileri altında kalır.
Hat Tarafı Devresinin Yaklaşımı
Hat tarafı devresi, birim uzunluk başına direnç, endüktans ve kapasitans gibi dağıtılmış parametreleri olan küçük bir zayıflamaya sahip bir devre olarak modellenebilir. Bu model, seyahat eden dalgaların ve yansımlarının davranışını anlamaya yardımcı olur. Bu modelin ana özellikleri şunlardır:
Yayılma Gecikmesi: Bir dalga devre kesici terminalinden arıza noktasına ve geriye doğru seyahat etmek için geçen süre.
Yansıma Katsayısı: Yansıyan dalga amplitudunun olay dalga amplituduna oranı, hangi hat ile arıza arasındaki impedans uyumsuzluğuna bağlıdır.
Zayıflama: Dalga hat boyunca seyahat ederken, hat direnci ve iletkenliğinden etkilenerek dalga amplitudundaki azalma.
Devre Kesici Terminali ve Hat Tarafındaki TRV Dalga Formları
Devre kesici terminali ve hat tarafında gözlemlenen TRV dalga formları şu şekilde özetlenebilir:
Kaynak Tarafta (Devre Kesici Terminali):
Gerilim, sistem gerilim seviyesine döner ve güç frekansında bir salınmaya neden olur.
Salınma, hat tarafındaki yüksek frekanslı salınmalara göre nispeten yavaştır.
Hat Tarafta (Devre Kesici Terminali):
Gerilim, yer potansiyeline yakın düşer ve yüksek frekanslı testere dişi (üçgen) dalga formu oluşturur.
Testere dişi şekli, hat boyunca seyahat eden ve yansıyan dalgalar nedeniyle gerilimdeki hızlı değişimlerden kaynaklanır.
TRV Dalga Formlarının Görsel Gösterimi
Devre kesici terminali ve hat tarafındaki tipik TRV dalga formlarını gösteren bir şekil şunları açıklayacaktır:
Kaynak Taraftaki TRV: Sistem gerilimine yavaş bir yükseliş, ardından güç frekansında bir salınma.
Hat Taraftaki TRV: Neredeyse sıfıra yakın bir düşüş, ardından yüksek frekanslı tepe ve vadi serisi, testere dişi veya üçgen şekilli bir form oluşturur.
