Дослідження електромеханічних процесів у вимикачі Надвисокої напруги

  • V. Levoniuk Львівський національний аграрний університет
  • G. Chaban Національний університет «Львівська політехніка»
Ключові слова: математична модель, перехідні процеси, вимикач, електромеханічні процеси, надвисока напруга

Анотація

У праці здійснено аналіз наукових публікацій, які стосуються дослідження електромеханічних перехідних процесів у вимикачах високої та надвисокої напруги. Аналіз показав, що здебільшого дослідження комутаційних перехідних процесів в електротехнічних системах пересилання енергії здійснюють без урахування впливу на них електромеханічних процесів під час роботи механізмів переміщення контактів вимикачів, незважаючи на те, що швидкість їх перебігу співмірна зі швидкістю перебігу електромагнетних про­цесів. Здійснено постановку проблеми, сформульовано мету та обґрунтовано науково-практичну потребу ство­рення ефективних, достатньо адекватних і відносно простих моделей вимикачів для дослідження комутаційних процесів в електротехнічних системах пересилання енергії. У роботі основний акцент поставлено на розробку математичної моделі механізму переміщення контактів вимикача, а дугові процеси, згідно з теорією Майра, зек­вівалентовано активним опором, який змінюється за експоненціальним законом залежно від відстані між контактами. Математичну модель механізму переміщення контактів вимикача надвисокої напруги побудовано на основі підходів аналітичної механіки. Розроблену математичну модель вимикача інтегровано у фрагмент електротехнічної системи пересилання енергії. На основі узагальненого міждисциплінарного (інтердисциплі­нарного) методу математичного моделювання, який ґрунтується на модифікації інтегрального варіаційного принципу Гамільтона – Остроградського, одержано рівняння електромагнетного та електромеханічного стану досліджуваної системи. Представлено результати комп’ютерної симуляції часового розподілу функціональних залежностей струму через вимикач, напруги між контактами вимикача та переміщення контактів у вигляді ри­сунків, що аналізуються. Підтверджено, що розвиток міждисциплінарних методів дослідження дає змогу, вихо­дячи з єдиного енергетичного підходу, будувати ефективні та адекватні математичні моделі динамічних систем різної фізичної природи, що істотно розширює дослідницькі можливості евентуального користувача.

Посилання

Bessonov L. A. Teoreticheskie osnovyi elektrotehniki. Moskva: Vyissh. shk., 1973. 658 s.

Buslova N. V., Vinoslavskiy V. N., Denisenko G. N., Perhach V. S. Elektricheskie sistemyi i seti. Kiev: Vischa shk., 1986. 584 s.

Vasidzu K. Variatsionnyie metodyi v teorii uprugosti i plastichnosti. Moskva: Mir, 1987. 536 s.

Vasileva O. V. Modelirovanie elektromagnitnogo privoda vakuumnogo vyiklyuchatelya. Sovremennyie problemyi nauki i obrazovaniya. 2013. № 3. S. 55–62.

Vishnevskiy Yu. I. Elektricheskie apparatyi vyisokogo napryazheniya s elegazovoy izolyatsiey. Sankt-Peterburg: Energoatomizdat, 2002. 728 s.

Ershevich V. V., Zeylinger A. N., Illarionov G. A. Spravochnik po proektirovaniyu elektroenergeticheskih sistem. Moskva: Energoatomizdat, 1985. 272 s.

Zalesskiy A. M. Elektricheskaya duga otklyucheniya. Moskva: Gosudarstvennoe energeticheskoe izdatelstvo, 1963. 438 s.

Levoniuk V. R. Porivnialnyi analiz matematychnykh modelei perekhidnykh protsesiv v elementakh elektroenerhetychnykh system. Visnyk Lvivskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu: ahroinzhenerni doslidzhennia. 2016. № 20. S. 155–161.

Ragaller K. Otklyuchenie tokov v setyah vyisokogo napryazheniya. Moskva: Energoizdat, 1981. 523 s.

Tihonchuk D. A. Modelirovanie rezhimov rabotyi vyisokovoltnogo vyiklyuchatelya. Glavnyiy energetik. 2014. № 4. S. 59–64.

Tihonchuk D. A. Kommutatsiya batarei staticheskih kondensatorov vyisokogo napryazheniya vyiklyuchatelem s odnim privodom: dis. … kand. tehn. nauk. UFA, 2014. 232 s.

Uayd D., Vudson G. Elektromehanicheskoe preobrazovanie energii. Leningrad: Energiya, 1964. 539 s.

Chaban A. V. Printsip GamIltona – Ostrogradskogo v elektromehanіchnih sistemah. Lvіv: Vid-vo Tarasa Soroki, 2015. 488 s.

Chaban A. V., Levonyuk V. R., Drobot I. M., German A. F. Matematichne modelyuvannya perehіdnih protsesіv u lіnіyi Lehera v stani nerobochogo hodu. Elektrotehnika i elektromehanika. 2016. № 3. S. 30–35. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2016.3.05

Shimoni K. Teoreticheskaya elektrotehnika. Moskva: Mir, 1964. 785 s.

Czaban A., Szafraniec A., Lis M., Levoniuk V., Lysiak H., Figura R. Transient processes anflysis in a part of an power grid during a automatic reclosing cycle. Con¬trol of Power Systems 2018: рroceedings of the 13th In¬ternational Scientific Conference (Tatranské Matliare, 2018). Tatranské Matliare, 2018. Р. 43–48.

Czaban A., Lis M., Sosnowski J., Lewoniuk W. Model matematyczny dwuprzewej linii zasilania z wykorzystaniem modyfikowanej zasady Hamiltona. Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe. 2016. Nr 1. Р. 31–36.

Czaban A., Lis M., Chrzan M., Szafraniec A., Le¬voniuk V. Mathematical modelling of transient processes in power supply grid with distributed parameters. Przeg¬lad elektrotechniczny. 2018. № 1. Р. 17–20. https://doi.org/10.15199/48.2018.01.05

IEC 62271-102. International standart. High-voltage switchgear and controlgear. Part 102: Alternating current disconnectors and earthing switches. First edition 2001-12.

Mayr O. Beitriige zur Theorie des statischen und des dynamischen Lichtbogens. Archiv fur Elektrotehnik. 1943’37. Heft 12. S. 588–608. https://doi.org/10.1007/BF02084317

Опубліковано
2018-12-01
Як цитувати
Levoniuk, V., & Chaban, G. (2018). Дослідження електромеханічних процесів у вимикачі Надвисокої напруги. Вісник Львівського національного аграрного університету. Агроінженерні дослідження, (22), 121-128. https://doi.org/10.31734/agroengineering2018.01.121
Розділ
Електротехнічні комплекси та систем в агропромисловому виробництві