C谩lculo del voltaje de reencendido

<p style=”text-align: justify;”>El voltaje de reinicio es el voltaje transitorio que aparece a trav茅s de los contactos del interruptor inmediatamente despu茅s de la apertura de los contactos del interruptor. Tambi茅n se llama voltaje de recuperaci贸n transitorio (TRV).

Voltaje de reencendido se asocia con alta frecuencia que se extingue r谩pidamente. Aunque el voltaje de reencendido tiene una duraci贸n muy breve, no se puede ignorar su importancia para la eliminaci贸n de fallas del interruptor. Si la tasa de aumento de la rigidez diel茅ctrica del medio es menor que el voltaje de restricci贸n, extinci贸n del arco no tendr谩 lugar y, por lo tanto, la falla no se interrumpir谩. Esto, a su vez, aumentar谩 el tiempo de eliminaci贸n de fallas, lo que no es deseable. En este post centraremos nuestra atenci贸n en el c谩lculo de la tensi贸n de reencendido con el siguiente supuesto:

  1. La falla no implica ning煤n arco, es decir, la falla es s贸lida.
  2. Se ignora el efecto de la corona y la saturaci贸n. La corona y la saturaci贸n de la m谩quina aten煤an el pico de tensi贸n durante la apertura del contacto del interruptor mediante la disipaci贸n de energ铆a.
  3. Se supone que la interrupci贸n de la corriente tiene lugar en la corriente natural cero.
  4. Se supone que todo el sistema no tiene p茅rdidas.

Se considera que las suposiciones anteriores llegan a la tensi贸n de restablecimiento m谩xima despu茅s de la eliminaci贸n de la falla por la apertura del contacto del interruptor. La siguiente figura muestra el modelo m谩s simple de sistema que consta de una fuente conectada a una barra colectora. La inductancia y la capacitancia del sistema se agrupan y conectan en serie y en paralelo con la fuente, respectivamente.

c谩lculo de tensi贸n de recuperaci贸n transitoria

Se produce una falla s贸lida y, en respuesta a la falla, los contactos del interruptor se abren para aislar la red defectuosa del sistema saludable. Ahora debemos encontrar el voltaje a trav茅s de los contactos del interruptor inmediatamente despu茅s de la apertura del contacto del interruptor.

El voltaje a trav茅s del contacto del interruptor ser谩 igual a la multiplicaci贸n de la corriente de falla y la impedancia del sistema como se ve desde los contactos del CB (interruptor autom谩tico) con la fuente de voltaje en cortocircuito (seg煤n el teorema de Thevenins). Supongamos que este voltaje es v

V(s) = Voltaje de fuente

I(s) = corriente de falla

Z(s) = Impedancia del sistema vista desde los contactos CB

Por eso,

V(s) = I(s)Z(s) 鈥︹︹︹.(1)

Pero el voltaje de la fuente es VmSin蠅t, por lo tanto, el voltaje de la fuente en la corriente natural cero, es decir, cuando el contacto del interruptor se abre, ser谩 Vm. Por lo tanto, V(s) = Vm /s y la impedancia la ofrece principalmente la inductancia, esto significa que Z(s) = Ls

As铆 de (1),

Vm/s = I(s)Z(s)

Yo(s) = Vm / Ls2 鈥︹︹..(2)

Ahora encontremos las Z(s). Z(s) ser谩 equivalente en paralelo de la inductancia L y la capacitancia C cuando se ve desde el contacto del interruptor. Por lo tanto,

Z(es) = [(Ls)(1 / Cs)] / [Ls + 1/Cs]

= Ls / [Ls + 1/Cs]

= (s/C)/ [s2 + 1/LC]

Ahora de (2),

v(s) = Voltaje a trav茅s del contacto del interruptor inmediatamente despu茅s de la apertura

= Voltaje de reencendido

= Voltaje transitorio de recuperaci贸n

= yo(s)z(s)

= [(Vm/s)(1/sL) (s / C)] / [s2 + 1/LC]

= Vm [1/s 鈥 s / (s2 + 1/LC)]

Tomando la transformada inversa de Laplace, obtenemos

v

donde 蠅0 = 1 / 鈭歀C y por lo tanto f0 = (1/2蟺鈭歀C) donde f0 es la frecuencia natural de oscilaci贸n.

forma de onda de tensi贸n de restablecimiento de recuperaci贸n transitoria

El valor m谩ximo de TRV = 2Vm cuando 蠅0t = 蟺

t = 蟺 / 蠅0

= 蟺 / (1 / 鈭歀C)

= 蟺 鈭歀C

La expresi贸n (3) es la tensi贸n de recuperaci贸n transitoria o de restablecimiento. Se puede ver a partir de la expresi贸n que TRV es de naturaleza oscilante sostenida. Pero no es cierto. Se ha llegado a la expresi贸n anterior asumiendo algunas condiciones que eliminan el efecto amortiguador. En un escenario real, el voltaje de restablecimiento se extingue debido al efecto de amortiguaci贸n de la corona, el arco involucrado en fallas, etc.

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