Cap3 p4 Slides

of 14 /14
1 Factorul primului pol care intrerupe Recapitulare ( ) () ( ) () () 43 42 1 43 42 1 libera componenta , 12 fortata componenta , 12 2 1 12 t u t u t u t u t u l A f A A A A + = = = Tensiunea tranzitorie de restabilire (TTR) ( ) ( ) t u t u A TTR 12 = Tensiunea pe polul care întrerupe este suma a doua componente: •i. componenta liberă – depinde de condiţiile iniţiale •ii. componenta forţată – tensiunea pe pol după amortizarea componentei libere Componenta liberă a TTR a fost determinată folosind metoda injecţiei de curent Componenta forţată a TTR pentru primul pol care întrerupe, este o tensiune periodică sinusoidală a cărei valoare de vârf respectiv valoare efectivă depinde de modul în care este tratat neutrul reţelei. Va fi determinată folosind metoda componentelor simetrice

Embed Size (px)

description

curs

Transcript of Cap3 p4 Slides

  • 1Factorul primului pol care intrerupe

    Recapitulare( ) ( ) ( )( ) ( )4342143421

    liberacomponenta

    ,12

    fortatacomponenta

    ,122112

    tututututu

    lAfAAAA+=

    ==

    Tensiunea tranzitorie de restabilire (TTR)

    ( ) ( )tutu ATTR 12=Tensiunea pe polul care ntrerupe este suma a doua componente:i. componenta liber depinde de condiiile iniialeii. componenta forat tensiunea pe pol dup amortizarea componentei libere

    Componenta liber a TTR a fost determinat folosind metoda injeciei de curent

    Componenta forat a TTR pentru primul pol care ntrerupe, este o tensiune periodic sinusoidal a crei valoare de vrf respectiv valoare efectiv depinde de modul n care este tratat neutrul reelei.

    Va fi determinat folosind metoda componentelor simetrice

  • 2Definiie: factorul primului pol care ntrerupe este definit ca raportul dintre:- valoarea efectiv a tensiunii stabilizate la bornele polului care a ntrerupt primul, - valoarea efectiv a tensiunii pe faz a reelei, , n regim normal de funcionare.

    notat kpp,

    Mrimile de stare (tensiuni i cureni) corespund

    situaiei din reea dup ce primul pol a ntrerupt

    Ipotezei. Primul pol a ntrerupt i componenta liber a TTR s-a amortizat; suntem n regim staionar i se poate aplica reprezentarea n complex a mrimilor de stare i elementelor de circuit.ii. Tensiunile electromotoare formeaz un sistem trifazat simetric de succesiune (+).iii. Reeaua este simetric, fr cuplaje ntre faze fiecare faz are aceeai impedan longitudinal proprie iv. Reeaua are neutrul (nodul N n schem) legat la pmnt printr-o impedan ZN (cazul general).v. Scurtcircuitul trifazat s-a produs n contact cu pmntul (nodul Nd n schem).

  • 3Condiiile specifice defectului

    Dup ntreruperea curentului de defect al fazei A, defectul care iniial era un scurtcircuit trifazat se transform ntr-un scurtcircuit bi-fazat cu contact cu pmntul (defect nesimetric).Curentul rezultat din nsumarea curenilor de defect pe cele dou faze n nodul Nd se ntoarce la neutrul N al reelei circulnd prin pmnt.

    Relaiile dintre tensiunile i curenii din reea la locul defectului

    nu exist circulaie de curent pe faza ntrerupt 0=AI suma curenilor prin fazele nentrerupte este egal cu curentul prin neutrul reelei NCB

    III =+

    NNNCB ZIUUU === intre tensiuni pot fi stabilite urmtoarele legturi

  • 4Relaiile de transformare (recapitulare)

    Fie un sistem trifazat de mrimi n spaiul fazelor

    { }CBA YYY ,, sistemele de componente simetrice

    relatia de transformare

    { }+ YYY ,,0

    [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]FAZASIMETRICSIMETRICFAZA YTYYTY 10aa1

    aa

    aa1aa1111

    2

    32

    232

    0

    2

    2

    =

    + =++

    ==

    =

    jj

    C

    B

    A

    ee

    cuYYY

    YYY

    3214434421321

  • 5Relaiile ntre cureni la locul defectului

    20

    0

    aa

    aa0

    0

    20

    20

    0

    NNCBA

    C

    B

    A

    IIIIIII

    IIII

    IIIIIIII

    IIII

    ==++

    =+=

    ++=++=

    ++=

    ++

    ++

    +

    conform relatiilor de transformare

    conform relatiilor dintre curenti la locul defectului( ) ( ) +

    ++++=+ IIIII CB aaaa2 2

    1

    20 321

    + = III 0

    NII =03

    Relatiile intre tensiuni la locul defectului

    ++

    +

    ++=++=

    ++=

    UUUUUUUU

    UUUU

    C

    B

    A

    20

    20

    0

    aaaa

    ( ) ( )+

    +++

    ==

    ++=++=

    UUUU

    UUUUUUUU

    C

    B

    0aaaa0

    aaaa

    22

    20

    20

    + =UU( ) 01

    20

    20 3aaaa IZIZUUUUUU NNNB ==++=++= +

    + 43421

    00 3 IZUU N+= +

    NNNCB ZIUUU ===

    conform relatiilor dintre curenti la locul defectului

    conform relatiilor de transformare

  • 6Sinteza relaiilor deduse

    00 =++ + III

    00 3 IZUUU N== +

    relaiile corespund legrii n paralel a celor trei reele simetrice

    Marimi necunoscute:

    tensiunile si curentii din schema echivalenta rezultata in spatiul componentelor simetrice

  • 7Determinarea componentelor simetrice de tensiune i curent

    (a) sistemul de ecuaii n forma primar(b) folosind metoda substituiei se reduce numrul de necunoscute la 4

    000

    000

    03

    00

    IIIIZUU

    UUIZUIZUIZUE

    N++=

    +==

    +=+=+=

    +++

    ++++

    ( )0

    000

    300

    IIIIZZU

    IZUIZUE

    N++=++=

    +=+=

    ++

    +++++

    apoi la 3 (curenii de secven) ( )

    ++++++++

    ++++

    +++

    =+=

    ++=+=

    =

    IZEUIZUE

    III

    IZZIZE

    IZIZE

    N

    folosit a-s

    0

    3

    0

    00

    ( )

    +=

    +

    ++

    ++

    III

    ZZZZZ

    EE

    N

    0

    0 030

    1110(c) forma matriceal a sistemului

  • 8(d) soluiile sistemului (curenii de secven)( )( )( )N

    NZZZZZZ

    ZZZEI

    33

    0

    0+++

    ++=++

    ++

    ( )( )( )N

    NZZZZZZ

    ZZEI

    33

    0

    0+++

    +=++

    +

    ( )( )NZZZZZZZE

    I30

    0 +++=

    +++

    (e) - tensiunile de secven rezult dup cum urmeaz

    ( )+== +++++ NZZZEIZEU 30

    ( )+== + NZZZEIZU 30

    ==+ 0000

    ZZEIZU

    ( )( )NZZZZZZ 30 +++= ++

  • 9Curenii n sistemul fazelor (reeaua real)

    (a) nainte de ntreruperea curentului n primul pol, curenii pe cele trei faze formau un sistem trifazat simetric de succesiune + (scc trifazat este un defect simetric)

    kCkBkA IIIIIZE

    I aa )3(2)3()3( ====++

    (b) Dup ntreruperea curentului n primul pol, curenii se modific dup cum urmeaz

    0=AI ( ) ( )( )[ ]aa31aaa 20220 ++=++= ++ NB ZZZEIIII ( ) ( )( )[ ]aa31aaa 2020 +=++= ++ NC ZZZEIIIIdupa transformari elementare se obtine forma

    ( )[ ]+ += ZZZEjI NB a33 00=AI ( )[ ]+ ++= ZZZEjI NC 20 a3303si IIIII NNCB ==+se poate verifica relatia dintre curenti la locul defectului

  • 10

    DISCUTIE (referitoare la cureni)

    0NI neutrul legat efectiv la pmnt i defect n contact cu pmntulCurenii pe cele dou faze nc nentrerupte (fazele B respectiv C) difercel puin prin argument. n consecin:

    Trecerea prin zero a curentului pe fiecare dintre cele dou faze se va face la momente de timp diferite si intreruperea fazelor nu va fi sincron.

    Va exista deci un pol care va ntrerupe al II-lea dup care se va produce ntreruperea ultimei faze, moment ncepnd cu care se poate considera ccircuitul trifazat a fost deconectat.

    In figura este reprezentata variatia tensiunii la bornele fiecarui pol; tensiunea se restabileste dupa ce curentul a fost intrerupt. Se pot observa cele trei momente distincte ale intreruperii curentului

  • 11

    0=NI nu avem circulaie de curent prin neutrul schemei n dou situaii:o defectul nu are contact cu pmntul o reeaua este cu neutrul izolat ( )NZ

    CBCBN IIIII ==+= sau0deci0

    kC

    kB

    IjI

    IjI

    23

    23

    +=

    =( ) ( )( )

    ( )

    ( ) ( ) tItItieII

    tItieII

    tItieII

    kkBj

    kC

    kBj

    kB

    kAj

    kA

    =+

    =

    =

    =

    =

    ==

    cos223cos2

    23

    23

    cos223

    23

    2cos2

    0

    323

  • 12

    Curenii au acelai modul

    Curenii sunt n opoziie de faz deci vor trece prin zero simultan n ambii poli

    Fazele B i C vor ntrerupe simultan dup 5 ms de la trecerea prin zero a curentului pe faza de referin (cea care a ntrerupt prima)

    Curentul de defect corespunztor acestei etape a procesului de deconectare este mai mic dect curentul iniial de defect ntrerupt n primul pol

    Dei de curent mai puin intens, arcul din dispozitivele de stingere persist un timp mai ndelungat deci solicitarea termica a camerelor de stingere este mai mare

  • 13

    Tensiunea la bornele primului pol care ntrerupe

    N

    NA ZZZ

    ZZEUUUU

    6263

    0

    00 ++

    +=++=+++

    Calculata folosind componentele simetrice

    + = ZZExpresia este valabila daca

    Factorul primului pol care ntrerupe, conform definiiei date este:+

    =EU

    k App

    DISCUTIE (referitoare la tensiunea pe polul care a ntrerupt primul)

    000 jXZjXZRZ NN ==== ++Dac neutrul este efectiv legat la pmnt cu aproximaiile

    =

    +=+= +

    +

    ++ X

    X

    XX

    XX

    XXXk pp 0

    0

    0

    0

    0 f21

    3

    23Factorul primului pol care intrerupe este

    ( )310 L+X

    X

    791Lppk { } 3.1max ppkcuDaca atunci

    Dac +XX0 deci neutrul este izolat 5.1

    23 ==ppk

  • 14

    n concluzie, tensiunea la bornele polului care ntrerupe primul depinde, aa cum s-a afirmat nc de la nceput, de modul de tratare al neutrului reelei

    Factorul primului pol care ntrerupe are valoarea maxim pentru (1.5) pentru reele cu neutrul izolat. Reele exploatate cu neutrul izolat sunt reele de distribuie de medie tensiune.

    Factorul primului pol care ntrerupe n reele cu neutrul legat efectiv la pmnt depinde de raportul dintre reactanele echivalente de secven 0 i + ale reelei vzute de la locul defectului (care, n acest caz este locul n care este montat ntreruptorul).

    Factorul primului pol care intrerupe