Wyścig mocy

Zad. 7 - Wyścig mocy
Ilustracja połukowego cieplnego zapłonu powrotnego jako mechanizmu rozstrzygającego o
wyniku wyłączania prądu przemiennego (model aemayra.mdl, sterownik aemayra_ctrl.m)
Założenia upraszczające:
1. Łuk gaszeniowy chłodzony jest objętościowo (komory przepływowe pneumatyczne,
SF6) i określony jest przez dwa parametry:
- stałą moc odbieraną z kanału Po ,
- cieplna stałą czasową (Mayra) o stałej wartości  M
2. Od chwili przejścia (wartości prądu) przez zero pojawia się napięcie powrotne
(pierwszego bieguna wyłączającego) jednoczęstotliwościowe o przebiegu:
u (t )  E m (1  e t cos o t )
3. Wartość przewodności kanału łukowego w zerze prądu – tj. jej wartość początkowa
dla połukowego wyścigu mocy – zależy od wyłączanego prądu: I w
( I w s M ) 2
Go 
Po
4. Zmiany przewodności kanału połukowego G (t ) podlegają równaniu
dG Gw (u)  G

dt
M
Gw (u ) oznacza wartość przewodności w stanie równowagi mocy wydzielanej w łuku
przy danym napięciu powrotnym i odbieranej chłodzeniem ze stałą mocą Po
(wymuszaną w stanie ustalonym):
P
Gw (u )  o2
u
Należy określić graniczną wartość prądu wyłączalnego komory o opisanej przez Po oraz
 M w sieci o napięciu znamionowym Ur i pulsacji o . Tłumienie składowej przejściowej
napięcia powrotnego dobrać tak, aby współczynnik szczytu wynosił 1,4.
Wynik poszukiwań należy zilustrować wykresem przebiegów napięcia, prądu łuku oraz
przewodności dla dwóch wartości prądu wyłączanego.
Zad. 8 - Wyścig napięć
Ilustracja połukowego dielektrycznego zapłonu powrotnego jako mechanizmu
rozstrzygającego o wyniku wyłączania prądu przemiennego.
Założenia upraszczające:
1. Łuk gaszeniowy chłodzony jest przez intensywne wprowadzenie do kanału
połukowego świeżego środowiska izolacyjnego (niezjonizowanych gazów i cieczy –
komory olejowe).
2. Kanał połukowy nie przewodzi, a jego wytrzymałość dielektryczna narasta w czasie:
w(t )  Wm 1  e  t 
3. Przeszłość kanału połukowego, zależna od wartości wyłączanego prądu I w wpływa na
wartości współczynników  oraz 
  1 A/ I w ,   B / I w
4. Od chwili przejścia (wartości prądu) przez zero pojawia się napięcie powrotne
(pierwszego bieguna wyłączającego) jednoczęstotliwościowe o przebiegu:
u (t )  E m (1  e t cos o t )
Należy określić graniczną wartość prądu wyłączalnego komory o opisanej przez A oraz
B w sieci o parametrach, jak w poprzednim zadaniu
Wynik poszukiwań należy zilustrować wykresem przebiegów napięcia powrotnego i
wytrzymałości dla dwóch wartości prądu wyłączanego.
Prąd obcięcia komory próżniowej
Czas życia łuku prądu stałego w komorze próżniowej ma rozkład Poissona, co można
wyrazić stałą intensywnością ubytku tego czasu – lub stałym prawdopodobieństwem
skokowego zaniku zdolności przewodzenia (ucięcia prądu)
Zad. 9:
Napisać esej na temat jednego z ‘Zeszytów technicznych f-my Merlin-Gerin ‘:
ECT142 Switching MV capacitor banks
ECT143 Behaviour of the SF6 MV CB Fluarc for switching motor starting
currents
ECT145 Thermal study of LV electric switchboards
ECT150 Development of LV circuit-breakers to standard IEC 947-2
ECT151 Overvoltages and insulation coordination in MV and HV
ECT154 LV circuit breaker breaking techniques
ECT162 Electrodynamic forces on busbars in LV systems
ECT163 LV breaking by current limitation
ECT166 Enclosures and degrees of protection
ECT170 From current transformer to hybrid sensors, in HV
ECT171 Breaking by auto-expansion 03.95
ECT179 LV surges and surge arresters LV insulation co-ordination
ECT182 LV circuit breakers confronted with harmonic transient and cyclic
currents
ECT186 Intelligent LV switchboards 06.97
ECT188 SF6 properties and use in MV and HV switchgear
ECT193 MV breaking techniques
ECT198 Vacuum Switching
ECT201 Discrimination with LV Circuit Breakers
W niżej podanych zadaniach wygenerować przebiegi wyjaśniające działanie danego
układu. Odczytać charakterystyczne parametry i porównać ich wartości z obliczonymi z
uproszczonych wzorów.
Zad. 10 Wyłączanie tyrystorem prądu stałego w obwodzie rezystancyjnym –swtha.mdl
Zad. 11 Wyłączanie tyrystorem prądu stałego w obwodzie indukcyjnym – swthc.mdl
Zad. 12 Na podstawie programu IGBT.mdl , podanego w Lab. Aparatów (Ćwicz. pt.
Wyłączanie prądu stałego tranzystorem IGBT) zaproponować sposób ochrony tranzystora
przez warystor. Podać wymaganie dotyczące zdolności absorpcyjnej warystora.
Zad. 13. Przetłumaczyć tekst (ABB):
1. What is an eVM1?
It is an integrated protection and control system made by inserting a magnetic
actuated circuit breaker (see the VM1), a protection, control, measurement and
communication device, a set of three current sensors and a user interface, to be
placed on the front of the secondary compartment of the panel, in a medium voltage
circuit-breaker. In practice, a single device manages most of the panel requirements.
2. What are the advantages of using an eVM1 compared with a
traditional installation solution?
There are many advantages. The extreme simplification of the engineering
operations of the switchgear are pointed out, since just by specifying the eVM1
system already allows the panel protection, control, current sensors, and user
interface to be identified, thereby making completion of the panel extremely simple.
3. What applications is the eVM1 suitable for?
From the point of view of control and protections, eVM1 is suitable for low and
medium complexity outgoing feeders which do not require voltage measurements.
However, the motor protections are included. From the point of view of the
electrical characteristics: up to 17.5 kV, 1250 A and 31.5kA.
4. Why is the magnetic drive used?
ABB now has several decades of experience in the use of mechanical operating
mechanisms for circuit-breakers where the operating energy is accumulated in
springs. The level of reliability reached is extremely high, so much so that 30,000
operations and extremely limited maintenance are guaranteed.
The magnetic drive represents a further improvement in the reliability which can be
achieved for controlling a circuit-breaker, since, apart from providing a number
equal to 100,000 guaranteed operations, thanks to the control electronics which are
an integral part of the operating mechanism, it controls all the functional parameters
of the operating mechanism in real time: continuity of the switching coils, voltage
on the energy storage capacities, efficiency of the microprocessor, congruous state
of the mechanical parts, and i.e. all the fault possibilities which can reasonably be
predicted, so as to warn the user if there is a problem, either on the local interface
(HMI) or by means of the cabled contacts or by means of the fieldbus, thereby
increasing availability of the system.
Therefore the user does not have to wait for operation of the circuit-breaker to
discover that there is an anomaly, but he already knows about it when it is
generated.