ניתוח התנהגות מותחן ארקה תחת מצב של תקלה חד-פאסית לארקה במערכת

1 ניתוח תיאורטי

ברשתות הפצה, מתחברים גראונד משמשים לשני תפקידים עיקריים: האספקה של מטענים בעומס נמוך והתחברות לסלילים מצבי קשת בנקודות ניטרליות להגנה על הגראונד. תקלות גראונד, התקלה הנפוצה ביותר ברשתות פצה, משפיעות בצורה חזקה על מאפייני ההפעלה של המתחברים, וגורמות לשינויים חדים בפרמטרים אלקטרומגנטיים ובהצטיידות.כדי לחקור את התנהגות הדינמית של המתחברים בתאונות גראונד חד-פאזה, יש לבנות את המודל הבא: נניח שהמאפיינים הטבעיים של המתחבר נשארים יציבים במהלך תאונות חד-פאזה בצד הנמוך-המתח. אז, ניתן להסיק את חוקי ההפעלה שלו באמצעות מנגנון החישוב של הסליל מצבי הקשת. החומרים הרלוונטיים כוללים: צורה 1 (מבנה פיזי של המתחבר), צורה 2 (مدار שקול של המערכת בתאונה חד-פאזה) וצורה 3 (مدار שקול של פעילות המתחבר).

u מייצגת את המתח של מקור הכוח הווירטואלי, והנוסחה לחישוב היא:

בנוסחה:U_m הוא המשך המתח של האוטובוס; w₀ הוא הזוויתית של תדר החשמל; w₀ היא זווית המתח שנוצרת לאחר שתוך המערכת מתבצעת תאונה גראונד חד-פאזה. במהלך התקופה של בעירה של הקשת, הזרם i_L של הסליל מצבי הקשת הוא:

בנוסחה: δ1 הוא מקדם הדעיכה; IL מייצג את המשך הזרם והחיסום של המערכת; R1 הוא החיסום השקול של המתחבר הראשי והמעגל המודאלי; e זוהי זווית המתח כאשר מתבצעת תאונה גראונד חד-פאזה; L מייצג את החיסום הסדרה אפס של המתחבר הגראונד וחיסום הסליל מצבי הקשת.

יש קשר בין הזרם האינדוקטיבי לבין דרגת אי-הסימטריה בסליל מצבי הקשת, ונוכל להסיק את הנוסחה הבאה:

בנוסחה:i_C הוא הזרם הגראונד המושלם; C הוא הקיבוליות של קו הפצה לקרקע; v הוא דרגת אי-הסימטריה של מערכת המשנה. כאשר תאונה גראונד חד-פאזה של המערכת נמצאת במצב יציב, הזרם האינדוקטיבי של סליל מצבי הקשת נוטה להיות יציב.

בהילוך עם האנליזה הקודמת, ניתן להסיק את המשוואה הבאה:

בנוסחה:R_L הוא החיסום השקול של המתחבר הראשי והמעגל המודאלי (ה“חיסום שקול” כנראה טעות;حيح לתיקון “חיסום שקול” בהתאם ללוגיקה של המעגל; אם זהו אכן חיסום, שמור על הסמל L_L); w₀ הוא הזוויתית של תדר החשמל.

הנוסחה (4) יכולה להיות מוחלפת בנוסחה (5) לחישוב הזרם האינדוקטיבי, ומקבלים את הנוסחה הבאה:

בהילוך עם נוסחה (6), במהלך שלב הכיבוי של התקלה, החיסום של סליל מצבי הקשת והקיבוליות לקרקע של קו הפצה מחוברים בטור, והזרם של המערכת אחיד. אחרי שהזרם האינדוקטיבי חוזר לנורמלי, הנוסחה לחישוב הזרם האינדוקטיבי היא כדלקמן:

בנוסחה: u_C0+הוא המתח הקרעי של המערכת במהלך שלב הכיבוי; i_L0+ הוא הזרם האינדוקטיבי העובר דרך סליל מצבי הקשת של המערכת במהלך שלב הכיבוי; w הוא הזוויתית של תהודה. בהילוך עם האנליזה הקודמת, בשלבים שונים של תאונה גראונד חד-פאזה של המערכת, הגורמים המשפיעים על מאפייני ההפעלה של המתחבר הגראונד שונים, כפי שמוצג בטבלה 1.

2 בניית ומבחן המודל הסימולציה
2.1 בניית המודל
הבנייה של מודל הסימולציה מבוססת על הפרמטרים של המתחבר הגראונד באזור מסוים, כפי שמפורט בטבלה 2. הפרמטרים של קו הכבל מוצגים בטבלה 3.

2.2 בדיקת המודל

בבדיקה של המודל, כדי להבטיח את האותנטיות והתקינות של המחקר, ניתן להגדיר תאונה גראונד חד-פאזה של המערכת במקום מרוחק 4 ק"מ מהקו A והאוטובוס 10 kV. זווית הפאזה של התקלה היא 90° כנקודת מופת. באמצעות המודל הסימולציה המבנה, ניתן לקבל את הזרמים הסדרה אפס של קווים שונים בתאונה גראונד חד-פאזה של המערכת, כפי שמפורט בטבלה 4.

כאשר מתבצעת תאונה גראונד חד-פאזה במערכת, הנוסחה לחישוב הזרם הקיבולי של קווים שונים של המתחבר הגראונד היא:

בהילוך עם הנתונים בטבלה 4, כאשר מתבצעת תאונה גראונד חד-פאזה במערכת, השגיאה המקסימלית בין ערך הסימולציה של הזרם הסדרה אפס של הקו ללא התקלה לערכו המínhני של הזרם הקיבולי לקרקע היא -0.848%, ואין הבדל משמעותי.

3 ניתוח סימולציה של מאפייני ההפעלה
3.1 השפעת זווית הפאזה ההתחלתית של התקלה

בשלב בעירת הקשת, המתחים של שלושת הפאזות משתנים באופן משמעותי. מתחי הפאזה A, B ו-C עולים, מרחיבים את זווית הפאזה ההתחלתית ומגדילים את עיוות המתח. בשלב היציב, זווית פאזה התחלתית גדולה יותר מקצרת את זמן היציבה של מתחי שלושת הפאזה. בשלב הכיבוי, למרות זוויות פאזה התחלתית שונות, המתחים של הפאזה משתנים באופן אחיד: מתח הפאזה A עולה למגמה הנורמלית; מתח הפאזה B יורד למגמה הנורמלית; מתח הפאזה C יורד תחילה מתחת למגמה הנורמלית ואז עולה חזרה. עבור הזרמים: בשלב הראשון של בעירת הקשת, זווית פאזה התחלתית גדולה יותר מפחיתה את השינויים במתחי שלושת הפאזה; בשלב היציב, היא מגבירה את השינויים; בשלב הכיבוי, שינויים בזרמים הם אחידים ללא קשר לזווית פאזה התחלתית.

3.2 השפעת התנגדות המעבר

בשלב בעירת הקשת של תאונה גראונד חד-פאזה, התנגדות מעבר קטנה יותר של המתחבר הגראונד מגבירה את השינויים במתחי שלושת הפאזה; בשלב היציב, היא מגבירה את השינויים במתח (מגמת הפאזה B ו-C קטנים יותר). בשלב הכיבוי, מתחי שלושת הפאזה הם אחידים בהשפעת התנגדויות שונות: מתח הפאזה A מגיע למגמה הנורמלית, מתח הפאזה B יורד למגמה הנורמלית, ומתח הפאזה C יורד ואז עולה. עבור הזרמים: בשלב בעירת הקשת, התנגדות קטנה יותר מגבירה את המגמה של הזרמים שלושת הפאזה. בשלב הראשון (תנגדות גדולה) יש מגמה קטנה של הזרמים; בשלב השני (תנגדות קטנה) יש מגמה גדולה של הזרמים; בשלב השלישי, עם עצירת סליל מצבי הקשת, הזרמים של הפאזה A ו-C יורד תחילה ואז עולים בחזרה לנורמלי.

4 סיכום

תאונה גראונד חד-פאזה במערכת המשנה מגבירה את הזרמים של שלושת הפאזה בצד המתחבר הגראונד (פאזות אחידות, לא מזיקות לאבזור). כדי להבטיח אספקה יציבה ואבטחת חשמל, חשוב להבין את ההפעלה של המתחבר ולהתייחס להשפעות לאחר התקלות. מכיוון שהפעלת המשנה מושפעת מגורמים רבים, חברות חשמל צריכות לתת עדיפות לבדיקות מערכת, לשפר את עבודות הבדיקה, להבטיח את הפעילות של קו הפצה, לפתור תאונות גראונד חד-פאזה ולתמוך בחיי היום יום.