حل تضاد در زمین‌گذاری سیم پیچ خنثی‌کننده قوس: کاربرد مقاومت میرا و استراتژی‌های تنظیم

نقطه‌های تضاد

در سیم‌پیچ‌های خاموش‌کننده قوس خودکار، دقت تنظیم بالا است، جریان باقیمانده کم است و عملکرد نزدیک به نقطه رزونانس است.

در سیستم زمین‌بندی با سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس خودکار، باید دو عامل را در نظر گرفت:

• در شرایط عملیاتی معمولی، جابجایی ولتاژ طولانی مدت نقطه میانی نباید بیش از ۱۵٪ ولتاژ فاز نامی سیستم باشد؛

• در صورت بروز خطا در زمین‌بندی، جریان باقیمانده زمین‌بندی باید کم باشد تا خاموش شدن قوس تسهیل شود.

به عنوان نیازمندی‌های تنظیم برای سیستم زمین‌بندی با سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس، لازم است که جابجایی ولتاژ نقطه میانی در حالت عملیاتی معمولی از ۱۵٪ ولتاژ فاز اسمی فراتر نرود و همچنین درجه عدم تنظیم به حداقل ممکن برسد. این واضح است که متناقض است.

نقطه‌های راه حل

در حال حاضر، مقاومت میرایی به مدار سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس خودکار متصل می‌شود تا این تضاد حل شود.

در حالت عملیاتی معمولی شبکه الکتریکی، به دلیل وجود مقاومت میرایی، نرخ میرایی d مدار رزونانس به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. حتی اگر درجه عدم تنظیم در این زمان صفر باشد، جابجایی ولتاژ نقطه میانی می‌تواند به طور بنیادی در محدوده مشخص شده کنترل شود.

هنگام بروز خطا در زمین‌بندی شبکه، مقاومت میرایی کوتاه می‌شود تا جریان باقیمانده زمین‌بندی به خوبی جبران شود و تضاد بین جریان باقیمانده کم زمین‌بندی و ولتاژ جابجایی نقطه میانی بیش از مقدار مشخص شده حل شود.

برای جلوگیری از بیش‌ولتاژ سری رزونانس، مقاومت میرایی به مدار زمین‌بندی سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس اضافه می‌شود تا ایجاد بیش‌ولتاژ رزونانس کنترل شود و مطمئن شود که جابجایی ولتاژ نقطه میانی در حالت عملیاتی معمولی سیستم از ۱۵٪ ولتاژ فاز فراتر نرود.

نقطه‌های تحلیل

در حالت عملیاتی معمولی شبکه الکتریکی، مدار معادل صفر شبکه زمین‌بندی شده با سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس یک مدار رزونانس سری است، مانند شکل زیر. در شکل، L و gₗ القاء و هدایت معادل سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس هستند؛ C و g ظرفیت فاز به زمین و هدایت پخش شبکه هستند؛ U₀₀ ولتاژ نامتقارن است.

جابجایی ولتاژ نقطه میانی از شکل فوق به دست آمده است:

برای رعایت نیازمندی‌های مقررات، روش افزایش درجه عدم تنظیم ν برای دور کردن سیستم از نقطه رزونانس معمولاً استفاده می‌شود. اما مانند فرمول فوق، علاوه بر افزایش درجه عدم تنظیم ν، روش افزایش نرخ میرایی d نیز می‌تواند استفاده شود. اتصال مقاومت میرایی موازی یا سری با سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس با هدف افزایش نرخ میرایی شبکه است تا جابجایی ولتاژ نقطه میانی U₀ کاهش یابد. هنگام بروز خطا در زمین‌بندی شبکه، کوتاه کردن مقاومت میرایی اجازه می‌دهد که جریان باقیمانده زمین‌بندی به خوبی جبران شود.

نقطه‌های مهم برای توجه

برای افزودن مقاومت میرایی، می‌توان از اتصال مقاومت میرایی به صورت سری با مدار سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس یا موازی در سمت ثانویه سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس استفاده کرد. هنگام بروز خطا در یک فاز سیستم، ولتاژ نقطه میانی افزایش می‌یابد و جریان نقطه میانی افزایش می‌یابد. هنگامی که جریان از مقدار تعیین شده فراتر رود، باید مقاومت میرایی به سرعت کوتاه شود تا از سوختن آن جلوگیری شود. وقتی سیستم به حالت عادی باز می‌گردد، نقطه کوتاه کردن مقاومت میرایی باید به موقع قطع شود تا مقاومت میرایی به طور عادی دوباره به مدار سیم‌پیچ خاموش‌کننده قوس متصل شود. در غیر این صورت، سیستم ممکن است به دلیل از دست دادن مقاومت میرایی بیش‌ولتاژ رزونانس تجربه کند.