Ключевые слова: коммутационный аппарат, компьютерное моделирование, MATLAB, ступень гашения тока

В распределительных электрических сетях напряжением 10 кВ для коммутации токов короткого замыкания и токов нагрузки используются высоковольтные выключатели. При эксплуатации электроустановок часто требуется снятие напряжения, а разъединители не приспособлены к коммутации токов нагрузки, поэтому используется ресурс относительно дорогостоящих выключателей.

В связи с этим была предложена оригинальная конструкция коммутационного аппарата использующего ступени гашения тока. Группу контактов, к которым последовательно подключено увеличивающееся сопротивление, размыкать таким образом, чтобы аппарат плавно повышал свое сопротивление до сопротивления воздушного зазора между контатами, в конечном итоге образуя видимый разрыв.

С помощью программного комплекса «MATLAB» была создана модель коммутации линии 10 кВ, в которую были рассчитаны и добавлены [1]:

– параметры ВЛ 10 кВ выполненной проводником А-95 с среднегеометрическим расстоянием 1 м и протяженность 25 км, такие как активное сопротивление и реактивное сопротивление воздушной линии [2;3];

– параметры трансформатора в начале линии 35/10 кВ;

– параметры трансформатора в конце линии 10/0,4 кВ;

– параметры нагрузки, такие как активное и индуктивное сопротивление;

– ступени гашения тока на активном сопротивлении.

Модель, которая представлена на рисунке 1, работает следующим образом, в начальное время все 5 контаков замкнуты, со временем они размыкаются поочерёдно, начиная с «контакта 0» и тем самым увеличивают сопротивление в ветви нагрузки, тем самым постепенно снижая ток нагрузки.

Рис. 1. Модель в программе MATLAB распределенной сети 10 кВ на активных сопротивлениях

Результат моделирования отключения токов при нагрузке 630–2500 кВА и коротком замыкании показаны на рисунках 2–4. График напряжения на контактах расположен сверху красным цветом.

Рис. 2. Графики коммутации токов при нагрузке 630 кВА

Рис. 3. Графики коммутации токов при нагрузке 2500 кВА

Рис. 4. Графики коммутации токов короткого замыкания в начале линии.

Данная модель показывает, что конструкция коммутационного аппарата основанного на ступенях гашения тока снижения коммутационные перенапряжения до любых требуемых значений за счет деления среза тока на части с помощью степеней гашения тока.

Литература:

1. С. В. Поршнев. Компьютерное моделирование физических процессов в пакете Matlab (+ CD-ROM). — СПб.: Лань, 2011. — 736 с.

2. Идельчик, В. И. Электрические системы и сети [Текст]: учеб. для вузов / В. И. Идельчик. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 256 с.

3. Файбисович, Д. Л. Справочник по проектированию электрических сетей [Текст] / Д. Л. Файбисович, И. Г. Карапетян, И. М. Шапиро [и др.]; под ред. С. С. Рокотян, И. М. Шапиро. –3-е изд., перераб. и доп. — М.: Феникс, 2012. — 376 с.