ترجمه مدل هیبریدی قوس الکتریکی ولتاژ بالای مدار قطع کننده

توضیحات

 عنوان فارسی: مدل هیبریدی قوس الکتریکی در ولتاژ بالای مدار قطع کننده

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

Hybrid model of electric arcs in high voltage circuit breakers

چکیده

در این کار، مدل هیبرید 0D که یک مدار قطع کننده SF6 است جهت خاموش کردن قوس الکتریکی ولتاژ بالا توسعه داده شده است. این کار تابش حرارتی پلاسما را کامل می کند و ما را قادر می سازد تا ولتاژ قوس و افزایش هدایت الکتریکی در طی تغییر رنج جریان را شبیه سازی کنیم. همچنین نشان می دهیم که پیک ولتاژ در طول انتقال بین مدل توسعه یافته و مدل مایر زمانی که از گازهای یونازیساسیون ضعیف ثابت استفاده می شود، کاهش مییابد. حل عددی معادلات مدل براساس برنامه نویسی مستقیم روش رانگ – کوتا برای جریان های ازپیش تعیین شده 90% ظرفیت شکست درمدار شکننده SF6(245kV/50kA/50Hz)می باشد.

السیر بی وی 1391. تمامی حقوق محفوظ است.

مقدمه

در آخرین سال ها، تولید کنندگان تجهیزات الکتریکی، به خصوص تولیدکنندگان قطع کننده های ولتاژ بالا، توانایی ساخت وسایلی با ظرفیت شکست بیش از 50kA را یافتند. [1,2] . این مورد در بخش بزرگی در استفاده ازSF6کارایی دارد. استفاده از هگزافلوروید سولفور (SF6) در مدار های قطع کننده ولتاژ بالا(HVCB) توانایی قطع جریانهای خطا بزرگتر از 63kA را دارد[2].

این پیشرفت ها زمینه استفاده از ابزارهای مدل کردن قوس الکتریکی که با جریان بال به خوبی شدت پایین سازگاری داشته باشند به گونه ای که بتوانیم پدیده های فیزیکی مختلفی که در طول شکست فاز اتفاقمی افتند را شبیه سازی کنیم ، فراهم کرد. مدل کردن این پدیده به عنوان موردی

پیچیده که درنتیجه تغییرات بزرگ در ویژگی های فیزیکی و شیمیایی پلاسما حرارتی در طول خاموشی قوس اتفاق می افتد باقی مانده است؛ و این موضوعبسیاری ازمدلها را به سوی پیشرفت هدایت می کند.

به منظور توضیح پدیده فیزیکی-شیمیایی پیچیده که دراین نوع از شکننده ها دخالت میکنند، بسیاری از نویسندگان[7-10] مدل های هیبریدی براساس ادغام مدل های کلاسیک کسی[11] و مایر [12] را پیشنهاد کرده اند.

تیسنگ ای تی آل[9]ترکیب بین معادلاتکسی ومایر با استفاده از جریان وابسته تابع وزنی به گونه ای که از انتقال نرم بین دو مدل اطمینان حاصل شود را پیشنهاد کزد. از سوی دیگر، هبدانک [8] پیشنهاد اتصال موازی دو رسانا را ارائه کرد، که یکی توسط معادلات کسی و دیگری توسط معادلات مایر توضیح داده می شوند.

برای شکننده های HV، مدل های پایه ای کسی و مایر جز اولین های بودند که توانستند شکل ماکروسکوپیکی از قوس الکتریکی را رائه کنند. به صورت ریاضی وار، برای این دو مدل،  معاذلات مشخصه تغییرات لوگاریتم رسانایی g را به عنوان تابعی از زمان t و پرامترهای قوس بیان می کند :

جایی که g رسانایی، tزمان، u ولتاژ قوس، i جریان و p توان از دست رقته درقوس الکتریکی است.

مدل کسی نتایج خوبی برای جریان های بزرگتر از 100A ازائه میکند و مدل مایر برای جریان های ضعیف تر، در حدود جریان صفر مورد استفاده قرار می گیرد[7,9] ..

در مدارهای قطع کننده ولتاژ بالای SF6، قوس الکتریکی از پلاسمای حرارتی یا حرارتی بالا که به 20000k نیز می رسد تشکیل می شود[2-4].  ریکاوری قدرت عبور متوسط عایق به  وسیله دمیدن قوی قوس الکتریکی ازسه روش انجام میشود : همرفت، رسانایی و تابش حرارتی. واحد های توسعه یافته مدل هیبرید 0D اکنون [2,13] تنها براساس تغییرات دمایی به وسیله همرفت یا رسانایی و چشم پوشی از تابش حرارتی کار میکنند.

در میان پدیده های پرانرژی که در طول شکننده های فاز آغازین اتفاق می افتند، تابش حرارتی با توجه به جنبه های مختلفیکه شامل می شود، یکی از سخت ترین موارد برای مدل کردن باقی می ماند.با این حال این روش همچنان به عنوان یکی از روشهای مسلط و ساده که تا کنون پیشنهاد شده باقی مانده است[2]. به عنوان نتیجه و برای توضیح این پدیده که در هنگام باز شدن قطع کننده ولتاز بالا اتفاق می اقتد، مدل جدید خاموش شدن قوس 0D در SF6 با در نظر گرفتن اثر تابش پلاسما توسعه داده شده است[14].

در این مقاله، مدل هیبرید براساس ترکیب مدلذکر شده در بالا و مدل مایر پیشنهاد می شود. اینگونه مدل کردن به دو روش رسانایی انجام می شود به گونه ای که بعد از مشاهده تجربی تاثیر ثابت دی یونیزاسیون در پیک ولتاژ در طول انتقال فاز بین دو مد کاری از جریان های بالا به پایین  توضیخ داده می شود .

ثابت دی یونازیسیون نسبت بین انرژی ذخیره شده در واخد حجم به انرژی تلف شده در واحد حجم که سرعت بازسازی گاز را تعریف می کند را نشان می دهد، و مقدار آن عملا در طول خاموشی ثابت است. برای SF6 این مقدار بین 0.15 و 0.25 ثانیه پایدار می شود.

نتایج به دست امده با نتایج تجربی برای داده های عملی در دسترس که در شکننده خط های 245 kV/50 kA/50 Hz ساخته شده مقایسه خواهند شد[6,7] .

2.مدل های قوس الکتریکی در شکننده های SF6

 مدل قدیمی

درپست های ولتاژ متوسطو ولتاژ بالا، از نظر عملی شکستن در SF6 تنها تکنیک استفاده شده در مدارهای شکننده است. در این رنج ولتاژ، یکی از زمینه هایکاری یافته شده برای دو مدل پایه این است که سیر تکاملی رسانایی SF6 را به عنوان تابعی از زمان توضیح می دهد.

اولین مدل، به وسیله کسی پیشنهاد شد، که مدل قوس الکتریکی را با چگالی جریان ثابت فرض کرد و جایی که تغییرات سطح مقطع با این جریان رابطه مستقیم دارد[2,11]. اتلاف انرژی و رسانایی به انرژی ذخیره شده در واحد حجم و به بخش کانال های استوانه ای وابسته است.

این مدل سیر تکاملی لگاریتم رسانایی gcبه عنوان تابعی از ولتاز قوس الکتریکی u و پارامترهایی که ویژگیهای قوس الکتریکی را تعریف می کند، به خصوص ثابت زمان و ولتاز قوس کسی ucبیان می کند.

Ƭ ثابت دی یونیزاسیون است. که به صورت نسبت انرژی ذخیره شده لحظه ای و توان تلف شده لخظه ای در واحد حجم تعریف می شود[2,6,7]. به صورت فیزیکی، این مورد بیان کننده زمان بهبود متوسط ویژگیهای دی الکتریک است[2] . این پارامترها نقش مهمی در قطع و شکست مجدد پدیده ایفا می کنند. در حقیقت، ثابت زمانی قوس الکتریکی مقدلر ثابتی ندارد[8-10].

مدل پایه ی دوم به وسیله مایر توسعه داده شد. که برمبنای اعداد منحصر به فرد ساده ای از فرضیات قابل قبول فیزیکی و به منزله ی نمونه اولیه ی خانواده ای از مدل های هدایت بود، چرا که آن ها پیشنهاد می دادند که سیر تکاملی قوس الکتریکی به صورت تابعی از پارامترهای اصلی تعریف شده آن توضیح داده شود.

در مدل مایر، گرما گم می شود، تنها در حاشیه قوس نمو می کند، و رسانایی قوس الکتریکی با انرژی ذخیره شده در آن تغییر می کند[9,12]. این مدل شامل خنک کردن و از دست دادن توان کانال قوس جهت ثابت ماندن نیز می شود.

 

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش ترجمه مقاله

به منظور سفارش ترجمه تخصصی مقالات خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش ترجمه تخصصی