AGH , Wydz. EAIiE	Imię , nazwisko : PAWEŁ JAROSZ JAROSŁAW GANDZEL MICHAŁ FRYC GRZEGORZ GRZESIAK KRZYSZTOF JĘDRZEJEWSKI WOJCIECH BANKOWICZ ŁUKASZ DURACZYŃSKI DAWID GIBEK MICHAŁ JUDA SYLWIA KŁECZEK
LABORATORIUM TECHNIKI WYSOKICH NAPIĘĆ				Semestr : zimowy.
Rok akademicki : 1999 / 00				Rok studiów : III
Kierunek : ELEKTROTECHNIKA Specjalność : Wytwarzanie przesył i rozdział energii elektrycznej
Temat ćwiczenia : PRZEPIĘCIA			Nr ćwiczenia : 8
Data wykonania ćwiczenia : 15.12.1999.		Data zaliczenia sprawozdania :

1 . Wyłączanie małych prądów indukcyjnych .

Przy wyłączaniu małych prądów indukcyjnych , tj. prądów biegu jałowego transformatora , dławików , regulatorów indukcyjnych , silników - rzędu kilku , kilkunastu amperów - może nastąpić przerwanie prądu nie przy przejściu przez naturalną wartość zero , lecz przy i(t0)≠0

Jest to szczególnie niekorzystne , ponieważ pozostająca w obwodzie energia magnetyczna jest źródłem znacznych przepięć . Mogą one powodować przeskoki lub przebicia izolacji i powstawanie zwarć po rozejściu się styków wyłącznika .

Uproszczony schemat zasilania układu z nieobciążonym transformatorem :

Po otwarciu wyłącznika W miedzy stykami zapala się łuk i gaśnie przy prądzie i0 , ale przez indukcyjność prąd dalej płynie , ponieważ w polu magnetycznym zgromadzona jest energia

WL=1/2 L i0 . Zostaje on przejęty przez pojemność C , która jest doładowana do coraz wyższego napięcia , kosztem energii magnetycznej . Energia ta jest znaczna , a pojemność C bardzo mała , więc przepięcia mogą osiągać bardzo duże wartości .

Przy wyłączaniu małych Iind mogą zachodzić następujące przypadki :

1. napięcie na wyłączniku nie powoduje ponownego zapłonu łuku między stykami

2. występuje zapłon łuku na wyłączniku

Dla powyższego obwodu :

napięcie (powrotne) między zaciskami wyłącznika : Uw=Us-U

Us - napięcie sieci Us=Umsin(wt+Ψ) Ψ-faza napięcia sieci w t0

Wyłączaniu przy ponownych zapłonach łuku towarzyszą mniejsze przepięcia niż w przypadku poprzednim . Powolny wzrost wartości wytrzymałości powrotnej jest zjawiskiem korzystnym ograniczającym przepięcia .

Wzrost pojemności C powinien ograniczać przepięcia w przypadku wyłącznika bez ponownych zapłonów łuku .

Przy wyłączaniu z ponownymi zapłonami pojemność C decyduje o stromości narastania napięcia powrotnego Uw (ma wpływ na częstotliwość i liczbę przeskoków )

Największe przepięcia występują , gdy prąd iL przechodzi przez zero w tej samej chwili co U zasilające .

Badany transformator o danych L=10H , C=2nF ,R=1000000Ώ

2 . Załączanie baterii kondensatorów .

Rejestrujemy napięcie na rezystancji R przy załączaniu wyłącznika oraz napięcie na kondensatorze C przy rozłączaniu wyłącznika .

imax/iust ≈ 2

Baterie kondensatorów stosowane są do kompensacji indukcyjnej mocy biernej w sieciach nn i WN . Łączenie w obwodach z pojemnościami mogą powodować pojawienie się w stanach nieustalonych znacznych przetężeń i przepięć

Dla zastępczego schematu sieci z 1f baterią kondensatorów :

przy założeniu że :Cs<C możemy zapisać :

Wzoru te pozwalają na przeanalizowanie następujących przypadków :

- włączenia baterii na U = Umax , (cosfi=1) - wtedy ładunek początkowy może zwiększyć napięcia na baterii nawet do wartości 3U

- załączenie przy U = 0 oraz i = imax , (cosfi=0) wartość max prądu występuje w t = П/ω0 i wynosi imax =2iumax - jest mniejsza niż w przypadku pierwszym .

Badamy napięcis na rezystancji za pomocą oscyloskopu :

dla C=320μF R=2Ω U=60V

I=0,5*40/2=10A

dla C=160μF R=2Ω U=60V

I=0,4*40/2=8A

Przepięcie na baterii kondensatorów dla C=320μF

3 . Przepięcia przy zwarciach doziemnych .

Przepięcia ziemnozwarciowe występują przy zwarciu z ziemią przewodu linii lub zacisku transformatora w przypadku , gdy punkt zerowy transformatora nie jest skutecznie uziemiony. Przy zwarciu metalicznym przewodu fazowego z ziemią napięcie faz nie uziemionych wzrasta do U=1,73Uf , a napięcie punktu zerowego do napięcia fazowego .

Zakładamy ,że układ przewodów jest symetryczny :

Cr=Cs=Ct Crs=Cst=Crt Iż=Ir+Is=2Ircos30=3*Uf*ω*C

Dla układu symetrycznego Ir=Is=U* ω*C

Zwarcie z ziemią może mieć charakter zwarcia łukowego (może się on zapalać i gasnąć wiele razy ). Dochodzi wówczas do znacznych przepięć .

Teoria Petersa i Slepiona zakłada , że łuk gaśnie przy pierwszym przejściu prądu przez zero a zapala po połowie okresu , gdy w przewodzie uszkodzonym napięcie ma wartość szczytową .

Przebieg napięć na przewodach R i S

Występuje tu napięcie przejściowe mające postać drgań zanikających o dużo większej częstotliwości niż częstotliwość sieci . Drgania własne zanikają zwykle przed przejściem napięcia o f=50Hz przez następne ekstremum .

Teoria Petersena - łuk zapala się , gdy napięcie na przewodzie uszkodzonym osiąga maksimum , a gaśnie przy pierwszym przejściu przez ekstremum drgań własnych .

Teoria Petersa i Slepiana oraz Petersena rozpatrują warunki graniczne , ale przypadek dla którego odnosi się teoria Petersa i Slepiona jest przypadkiem realnym , a według teorii Petersena jest fikcyjny ( nie ma tak dużej wytrzymałości powrotnej przerwy iskrowej ).

Do kompensacji (redukcji) prądu w miejscu zwarcia stosuje się :

1. cewką kompensacyjną (Petersena)

2. transformator kompensujący (Baucha , Reithoffera)

Wyszukiwarka