ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ DIPLOMOVÁ PRÁCE. Simulace vypínání induktivní zátěže pomocí vakuového vypínače
|
|
- Karel Kašpar
- před 9 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ Katedra elektroenergetiky a ekologie DIPLOMOVÁ PRÁCE Simulace vypínání induktivní zátěže pomocí vakuového vypínače vedoucí práce: doc. Ing. Karel Noháč Ph.D autor:
2
3
4 Anotace Předkládaná diplomová práce je zaměřena na rozbor vypínání induktivní zátěže pomocí vakuového vypínače a dále na tvorbu modelu vakuového vypínače v prostředí programu ATP-EMTP. V úvodu je popsán princip funkce vakuového vypínače a jeho konstrukce. Dále jsou podrobně rozebrány jevy, které nastávají při vypínání induktivní zátěže pomocí vakuového vypínače. Jádrem samotné práce je model vakuového vypínače, který na základě vstupních veličin a uživatelem zvolených parametrů simuluje chování skutečného vypínače. Tento model je poté testován na zkušebním obvodu, kde je ověřována jeho funkce pro různé časy rozpojení kontaktů a parametry vypínače. V poslední části jsou stanovena pravidla pro vypínání induktivní zátěže pomocí vakuového vypínače a diskutovány metody pro omezení vzniklých přepětí. Klíčová slova Vakuový vypínač, vypínání induktivní zátěže, ATP-EMTP, useknutí proudu, zotavné napětí, opětovné zapálení oblouku 3
5 Abstract This thesis is focusing on the analysis of inductive load switching by vacuum circuit breaker and on the development of the vacuum circuit breaker model in ATP-EMTP program environment. At the beginning, principle of vacuum circuit breaker and its structure are described. Furthermore, the issue of inductive load switching by vacuum circuit breaker is presented. The most important output of this work is the development of the vacuum circuit breaker model, which simulates the behaviour of real circuit breaker on basis of input data. The function of the model is verificated on the test circuit for different opening times and input data of circuit breaker. In the conclusion, the rules for switching inductive load by vacuum circuit breaker are set and methods of restricting surges are discussed. Keywords Vacuum circuit breaker, inductive load switching, ATP-EMTP, current chopping, recovery voltage, arc re-ignition 4
6 Prohlášení Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatně, s použitím odborné literatury a pramenů uvedených v seznamu, který je součástí této diplomové práce. Dále prohlašuji, že veškerý software, použití při řešení této diplomové práce, je legální. podpis V Plzni dne
7 Poděkování Chtěl bych poděkovat mému vedoucímu práce doc. Ing. Karlu Noháčovi Ph.D. za odbornou pomoc, rady a připomínky při psaní diplomové práce. Rád bych poděkoval i mému konzultantovi Ing. Pavlu Novákovi Ph.D. za poskytnuté studijní materiály a odbornou pomoc. 6
8 Obsah Obsah...7 Seznam symbolů...8 Úvod Vakuový vypínač Princip vakuového vypínače Vznik vakuového oblouku Difúzní oblouk Vysokotlaký oblouk Vypínače využívající radiální magnetické pole Vypínače využívající axiální magnetické pole Konstrukce vakuového vypínače Konstrukční uspořádání Materiály kontaktů Vypínání induktivních proudů Useknutí proudu Charakteristika výdržného napětí Zhášení vysokofrekvenčních proudů Opětovné zapálení oblouku Tvorba modelu vakuového vypínače Vypínání induktivní zátěže pomocí vakuového vypínače Provozní pravidla pro vypínání induktivní zátěže Omezovače přepětí RC článek Zhodnocení výsledků...34 Závěr...36 Použitá literatura
9 Seznam symbolů Symbol Jednotky Veličina B a [T] magnetická indukce v axiálním směru u trv [V] přechodné zotavné napětí U max [V] velikost amplitudy napětí zdroje ω [rad] úhlová frekvence sítě ω 0 [rad] vlastní úhlová frekvence obvodu zátěže f 0 [Hz] vlastní frekvence obvodu zátěže I ch [A] proud utržení L L [H] indukčnost obvodu zátěže L N [H] indukčnost sítě L K [H] indukčnost kabelu L S [H] parazitní indukčnost vakuového vypínače L o [H] parazitní indukčnost omezovače přepětí C L [F] kapacita obvodu zátěže C N [F] kapacita sítě C S [F] parazitní kapacita vakuového vypínače C o [F] parazitní kapacita omezovače přepětí R L [Ω] odpor obvodu zátěže R N [Ω] odpor přívodního vedení sítě R A [Ω] odpor kontaktů vakuového vypínače R B [Ω] hlavní tlumící odpor R C [Ω] přídavný tlumící odpor R o [Ω] parazitní odpor kontaktů omezovače přepětí BV [kv] výdržné napětí A [kv/ms] strmost výdržného napětí B [kv] počáteční velikost výdržného napětí C [A/µs 2 ] kritické zakřivení proudu D [A/µs] kritická strmost proudu t open [s] čas otevření v open [m/s] rychlost rozpojení kontaktů U C [V] trvalé provozní napětí omezovače U R [V] jmenovité napětí omezovače 8
10 Úvod V posledních desetiletích dochází k prudkému rozvoji v oboru elektrických spínacích přístrojů. S tím rostou i nároky na jejich vypínací schopnosti, spolehlivost a životnost. Právě pro výborné parametry ve všech těchto oblastech jsou stále využívanější vakuové vypínače. Proto je důležité pochopit procesy, které na nich při vypínacím ději probíhají. Mezi nejrizikovější patří vypínání induktivních proudů, protože snadno vzniká přepětí vlivem předčasného useknutí proudu či opětovného zapálení oblouku. Tato přepětí vysoce namáhají izolace jednotlivých zařízení sítě a v některých případech může dojít k jejímu průrazu, a tedy i zničení celého zařízení. Z těchto důvodů je při návrhu či rekonfiguraci sítě důležité zvážit veškeré možné dopady, aby se předešlo zbytečným škodám a byl zaručen dlouholetý spolehlivý provoz sítě a jednotlivých zařízení. K dobrému návrhu je buď zapotřebí provést řadu měření, které jsou však velmi nákladná, nebo provoz sítě nasimulovat pomocí vhodného výpočetnímu programu. Světově nejrozšířenějším a nejpoužívanějším programem pro simulování přechodných dějů v elektrických obvodech je software ATP-EMTP. Aby výsledky získané simulací co nejvíce odpovídaly realitě, je zapotřebí vytvořit model vakuového vypínače, který by respektoval složité fyzikální procesy, které na vypínači ve skutečnosti probíhají. To je i hlavním cílem této práce. S funkčním modelem je možné simulovat vypínací procesy při vypínání induktivních proudů, ty pak analyzovat a na jejich základě vytvořit pravidla pro vypínání induktivní zátěže pomocí vakuového vypínače. Této problematice se věnuje poslední část mojí diplomové práce, kdy byl model vakuového vypínače testován při vypínání indukčního motoru v průmyslovém rozvodu. V této části práce jsou i popsány metody ochrany ohrožených zařízení, neboť jejich správná funkce a spolehlivý provoz jsou zajištěny pouze v případě, že nejsou vystaveny nebezpečným přepětím. 9
11 1. Vakuový vypínač Výkonový vypínač je spínací elektrický přístroj, jehož funkcí je zapínat a vypínat elektrický obvod. Dle normy Mezinárodní elektrotechnické komise (IEC) je definován jako: Mechanické spínací zařízení, které je schopné zapínat, přenášet a vypínat elektrický proud za jmenovitých podmínek, a dále také zapínat, přenášet po určenou dobu a vypínat proud za určených speciálních podmínek, např. zkratech. Ideální vypínač by měl splňovat tyto dvě základní funkce: v sepnutém stavu je dobrý vodič, který je z mechanického i teplotního hlediska schopen přenášet jmenovité i zkratové proudy v rozepnutém stavu je výborný izolátor, a to jak mezi kontakty, tak mezi napětím proti zemi či fázemi Vzhledem k náročným podmínkám, ve kterých výkonové vypínače pracují, však bývá splnění těchto funkcí ve skutečnosti velmi obtížné. Hlavním faktorem bývá typ použitého zhášecího média, ve kterém dochází k hoření oblouku. To totiž určuje spínací i vypínací schopnosti vypínače. U výkonových vypínačů se nejčastěji setkáme se zhášecími médii jako olej, stlačený vzduch, fluorid sírový (SF 6 ) nebo vakuum. A právě vakuum se pro své výborné izolační vlastnosti jeví pro spínací přístroje jako ideální zhášecí médium, avšak pro řadu konstrukčních problémů se začaly vakuové vypínače v praxi prosazovat až v několika posledních dekádách. Protože jsou vysoce spolehlivé, mají výborné vypínací schopnosti a vysokou životnost (přes pracovních cyklů), vytlačují postupně z trhu své konkurenty. 1.1 Princip vakuového vypínače Pro pochopení funkce vakuového vypínače je nutno porozumět pochodům, které probíhají při hoření oblouku ve vakuu. Hoření oblouku není možná správný termín, protože se jedná spíše o doutnavý výboj, který při proudech nad 10 ka může přejít ve vysokotlaký oblouk [1]. Protože ve vakuu nejsou žádné volné nosiče náboje, musí je dodat kontaktní hlavice odpařením kovových par. Jejich ionizací se vytvoří vodivé médium, které přenáší mezi kontakty elektrický proud. 10
12 1.2 Vznik vakuového oblouku Difúzní oblouk Oblouk vzniká krátce po oddálení kontaktů, kdy jsou z tzv. katodové skvrny emitovány kovové páry s velmi vysokou teplotou. Ty difundují jednak k chladnější anodě, jednak k okolním chladným stěnám, na nichž kondenzují. Jedna katodová skvrna může přenášet proud kolem A [1]. Jak roste proud průchozí vypínačem, roste i počet katodových skvrn. Když proud vypínačem klesá, katodových skvrn ubývá. Tím klesá množství emitovaných par, snižuje se počet nosičů náboje a oblouk uhasíná. Při zániku oblouku dochází k snížení hustoty par a k rekombinaci částic, což v souhrnu vede k deionizaci mezikontaktního prostoru a tedy rychlému vypnutí. Tento oblouk má velmi nízké napětí a difúzní charakter. Obrázek 1-1 Vznik difúzního oblouku, čerpáno ze zdroje [1] Vysokotlaký oblouk Pokud velikost přenášeného proudu překročí jistou hranici (kolem 10 ka), mění se charakter oblouku z difúzního na vysokotlaký. Plasma oblouku se totiž přesouvá blíže anodě, což vede k jejímu zahřívání a vzniku anodové skvrny. Vznik anodové skvrny je pro nás nežádoucí, protože při průchodu proudu nulou se z anodové skvrny stává katodová a nedojde k přerušení proudu. Proto je nutné zajistit, aby k vytváření anodových skvrn nedocházelo. Jedním z možných řešení je vytvoření magnetického pole, které by oblouk strhávalo. To lze zajistit speciální konstrukcí kontaktů. Dle směrů působení magnetického pole na kontakt hovoříme o poli radiálním a axiálním. 11
13 1.3 Vypínače využívající radiální magnetické pole Tento typ vypínače využívá elektrodynamické síly, které uvedou oblouk do rotace po povrchu kontaktů. Tyto elektrodynamické síly vznikají vzájemnou interakcí vnějšího magnetické pole vytvářeného proudem protékajícím kontakty a magnetického pole oblouku. Rotace oblouku je dosaženo speciální konstrukcí kontaktů, které jsou řešeny jako spirálové nebo se zářezy. V oblasti malých proudů se tvoří katodové skvrny v centrální oblasti a ty, které se dostanou na její okraj, zanikají. V oblasti velkých proudů se vytvoří v centrální oblasti vysokotlaký oblouk, který je vytláčen k okrajům a začne rotovat. Paty oblouku se působením rotace dostávají do míst, kde mají horší podmínky pro svoji existenci a přechází tak do difúzního tvaru. K tomu dochází s dostatečným předstihem před průchodem nulou, aby teplota kontaktů mohla poklesnout, zmenšilo se množství a tlak par a oblouk mohl při průchodu nulou zaniknout. Obrázek 1-2 Princip vzniku radiálního a axiálního magnetického pole, čerpáno z [1] 1.4 Vypínače využívající axiální magnetické pole Princip vypínače využívající axiální magnetické pole pro potlačení vzniku vysokotlakého oblouku je odlišný. Axiální pole zformuje oblouk do staženého útvaru složeného z paralelních difúzních oblouků, které jsou stabilizovány při minimálním obloukovém napětí. Takto dělený oblouk nemá dostatečnou energii k vytvoření anodové skvrny. K vytvoření axiálního magnetického pole je však zapotřebí vysoká indukce (B a = 3,9 mt na každých 10 ka proudu) [1]. Toho je docíleno začleněním cívek do kontaktů. Může být použita i externí cívka, která obklopuje vypínač. 12
14 1.5 Konstrukce vakuového vypínače Konstrukční uspořádání Jádrem vakuového vypínače je dvojice spínacích kontaktů. Ty jsou umístěny proti sobě ve vakuové nádobě, v které je podtlak přibližně 10-3 Pa [1]. Jeden kontakt je pevný, druhý pohyblivý. Udržení vysoké vakuové těsnosti při současném zachování možnosti pohybu má za úkol vlnovec, který je vyroben z titanové oceli a který určuje mechanickou pevnost vypínače. Důležitou součástí je i kryt pro kondenzaci kovových par, aby neusazovaly na povrchu nádoby. Izolační obal je vyroben buď ze skla, nebo z keramiky. Obrázek 1-3 Konstrukční uspořádání vakuového vypínače, čerpáno ze zdroje [1] 13
15 1.5.2 Materiály kontaktů Podstatnou otázkou konstrukce vakuových vypínačů je i vhodná volba materiálu spínacích kontaktů, které velkou měrou ovlivňují provozní parametry vypínače. Materiály kontaktů jsou voleny s ohledem na řadu faktorů, které jsou často protichůdné. Hledaný materiál by měl mít výbornou elektrickou a tepelnou vodivost, měl by být dostatečně pevný a odolný proti sváření a měl by mít i dobré odplyňovací schopnosti, což souvisí s jeho teplotou tavení a varu. Dobré elektrické vlastnosti má měď, u které však vlivem nedokonalého odvodu tepla dochází k měknutí a následnému sváření kontaktů. Dobré mechanické vlastnosti má Wolfram. Ten má ale vysokou teplotu varu a proto se těžko odplyňuje, což má za následek usekávání proudu již kolem 100 A [1]. Řešením je použití slinutých materiálů, kdy se do kontaktního materiálu s vysokou mechanickou pevností přimísí materiál s vyšší tenzí par, který zajistí dostatečný počet volných nosičů náboje i při nižší teplotě katodové skvrny. Mezi nejpoužívanější slitiny patří CuBi, WCu, WAg, MoCu a CuCr. Ve výkonových vypínačích se nejčastěji setkáme se slitinou mědi a chromu, přičemž % připadá na měď [1]. Chrom kromě výborných mechanických vlastností zlepšuje i izolační pevnost vypínače. Tato slitina má výborné vypínací schopnosti pro techniku vysokého napětí, a tak jedinou její nevýhodou je poměrně vysoký proud useknutí kolem 6 A [1]. Obrázek 1-4 Řez vakuovým vypínačem, čerpáno ze zdroje [2] 14
16 2. Vypínání induktivních proudů Vypínací proces je přechodový děj, který vzniká během odpojování zátěže od zdroje. Pokud výkonový vypínač dostane povel k vypnutí, dojde k okamžitému rozpojení kontaktů, mezi kterými následně hoří oblouk. Ten by měl v ideálním případě uhasnout při průchodu proudu tzv. přirozenou nulou. Zda oblouk při jejím průchodu uhasne, to závisí na veličině zvané zotavené napětí. Zotavené napětí je rozdíl potenciálů mezi kontakty vypínače. Pokud se vypínač nachází v sepnutém stavu, je toto napětí nulové. Při zhášení oblouku však může i několikanásobně převýšit napětí sítě. Když odpojujeme zátěž odporového charakteru, k žádným problémům během vypínání nedochází. Napětí i proud jsou ve fázi a tedy v okamžiku průchodu proudu nulou je i zotavné napětí nulové. V případě vypínání induktivní zátěže (proud je proti napětí zpožděn o fázi 90 ) však při průchodu proudu nulou dosahuje zotavené napětí svého maxima, což může vést až k dielektrickému průrazu vypínací dráhy a opětovnému zapálení oblouku. Přechodné zotavené napětí můžeme popsat rovnicí: ( t) U [ cos( ωt) cos( ω t) ] u trv max 0 = (2.0-1) U max značí velikost amplitudy napětí zdroje, ω je úhlová frekvence sítě a ω 0 je vlastní úhlová frekvence obvodu zátěže. Ta je dána vztahem: ω 0 = 1 LL C L f 0 1 = 2π L L C L (2.0-2) (2.0-3) Kde L L a C L představují souhrnnou indukčnost a kapacitu obvodu zátěže. Tato frekvence se u sítí se zátěží induktivního charakteru pohybuje většinou v řádu jednotek až desítek khz. Přechodné zotavné napětí se ve výsledku skládá ze dvou složek. Nosné o frekvenci sítě a na ní superponované napětí o vlastní frekvenci obvodu zátěže. 2.1 Useknutí proudu Useknutí proudu (někdy též nazývané jako utržení proudu ) je definováno jako náhlé přerušení proudu o frekvenci sítě před průchodem přirozenou nulou. K tomuto jevu u vakuových vypínačů dochází vlivem nestability hoření oblouku při nízkých proudech. 15
17 Z katodových skvrn je emitováno menší množství kovových par, klesá počet volných nosičů náboje v mezikontaktním prostoru a oblouk předčasně zhasíná. 150 [A] [A] ,0 2,2 4,4 6,6 8,8 [ms] 11,0 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) c:b -C 0 9,55 9,60 9,65 9,70 9,75 9,80 [ms] 9,85 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) c:b -C Obrázek 2-1 Proud procházející vypínačem Obrázek 2-2 Detail proudu utržení Jaké má useknutí proudu před průchodem přirozenou nulou důsledky si demonstrujeme na odpojování transformátoru naprázdno. Transformátor, který je reprezentovaný indukčností L L a odporem R L, je napájen ze sítě 22 kv přes venkovní vedení o parametrech R N, L N a C N. Během rozpojování kontaktů vypínače hoří mezi kontakty oblouk, který se při hodnotě proudu I ch stává nestabilním a zhasíná. Obrázek 2-3 Schéma sítě při odpojování transformátoru naprázdno Cívky L N a L L se brání náhlé změně proudu indukováním vnitřního napětí, které nabíjí kondenzátory C N a C L. Kondenzátory se zpátky vybijí přes cívky L N a L L a celý děj se opakuje. Výsledkem jsou na obou stranách vypínače oscilační přepětí, která mají amplitudu o velikosti: U mn = I ch L C N N U ml = I ch L C L L (2.1-1) (2.1-2) 16
18 A oscilují při frekvencích: f 0 N 1 = 2π L N C N f 0 L 1 = 2π L L C L (2.1-3) (2.1-4) Protože indukčnost L L představující hlavní magnetizační reaktanci transformátoru je mnohem větší jak indukčnost vedení L N, je i přepětí na straně zátěže mnohonásobně větší než na straně sítě. Stejně tak vlastní frekvence obvodu zátěže je mnohem menší než na straně sítě. To je dobře patrno na obrázcích 2-4 a 2-5, kde červeně je označeno napětí na straně zátěže a zeleně proud průchozí vypínačem. Vidíme, že v důsledku useknutí proudu mohou vznikat nebezpečná přepětí, která mohou dosahovat značně vysokých hodnot. A ta jsou dle vztahu tím větší, čím větší je hodnota proudu utržení. 70 * * [ms] 50 (f ile traf ov y pinacv edeni.pl4; x-v ar t) v :3 c:xx0002-xx0003 factors: offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 Obrázek 2-4 Napětí na straně zátěže ,5 24,0 24,5 25,0 25,5 26,0 26,5 27,0 [ms] 27,5 (f ile traf ov y pinacv edeni.pl4; x-v ar t) v :3 c:xx0002-xx0003 factors: offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 Obrázek 2-5 Napětí na straně zátěže v detailu Na straně sítě mají tyto oscilace velmi nízkou amplitudu a vysokou frekvenci, což je dobře patrno v detailu napětí na obrázku * ,0 * ,5 18,0 17,5 17,0 16,5 16, [ms] 50 (f ile traf ov y pinacv edeni.pl4; x-v ar t) v :2 c:xx0002-xx0003 factors: offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 Obrázek 2-6 Napětí na straně sítě 15,5 23,5 24,0 24,5 25,0 25,5 26,0 [ms] 26,5 (f ile traf ov y pinacv edeni.pl4; x-v ar t) v :2 c:xx0002-xx0003 factors: offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 Obrázek 2-7 Napětí na straně sítě v detailu 17
19 U vakuových vypínačů je velikost proudu useknutí I ch závislá na více faktorech. Význam volby materiálu byl již podrobně vysvětlen v předchozí kapitole. Důležitým faktorem je i velikost vypínaného proudu. Protože neexistuje přímý způsob, jak změřit hodnotu proudu useknutí, stanovuje se její hodnota nepřímo na základě vztahu 2.1-2, z kterého si vyjádříme I ch. Poté testujeme vypínač na zkušebním obvodu, jehož parametry zátěže známe, a přepětí vzniklé v důsledku useknutí proudu můžeme změřit. Protože při každém pokusu panují na kontaktech vakuového vypínače jiné podmínky, dostáváme pro stejné nastavení zkušebního obvodu různé hodnoty proudu useknutí. Proto musíme pro každý měřený proud zátěže testování několikrát opakovat a z naměřených výsledků spočítat průměr. Pokud průměrné hodnoty proudu useknutí pro různé proudy zátěže dáme do grafu a ten proložíme exponenciální funkcí, dostaneme vztah [3]: I ch ( ω I α β ) q = (2.1-5) Kde ω značí úhlovou frekvenci sítě, I je amplituda průchozího proudu vypínačem a α, β a q jsou konstanty. Pro kontakty vyrobené ze slitiny CuCr byly zjištěny tyto hodnoty: α 6,2 e -16 s β 14,3 q (1- β) -1 Po dosazení do vzorce dostaneme pozvolna klesající závislost, kdy s rostoucím zatížením vypínače klesá velikost proudu useknutí I ch. Závislost proudu useknutí I ch na velikosti proudu procházejícím vypínačem Ich [A] I [A] Obrázek
20 2.2 Charakteristika výdržného napětí Charakteristika výdržného napětí patří mezi základní parametry vakuového vypínače a má zásadní vliv na jeho vypínací schopnosti. Po uhasnutí oblouku se kovové výpary usadí na kontaktech a na ochranném štítu a dochází k prudkému poklesu volných nosičů náboje v mezikontaktním prostoru a jeho deionizaci. Tím se velmi rychle obnoví podmínky vakua, což vede k zvýšení dielektrické pevnosti mezi kontakty. Na průběhu obnovy dielektrické pevnosti v čase závisí, zda dojde k úspěšnému uhasnutí oblouku či nikoliv. Pokud je zotavné napětí větší než výdržné napětí, které je dáno dielektrickou pevností vypínací dráhy, dojde k znovuzapálení oblouku. Průběh charakteristiky výdržného napětí závisí na vzdálenosti kontaktů a na rychlosti jejich oddalování. Čím větší je mezikontaktním vzdálenost, tím je výdržné napětí vyšší a čím vyšší je rychlost oddalování kontaktů, tím větší je jeho strmost. Proběhlo mnoho měření této charakteristiky a ve všech případech byla zjištěna exponenciální závislost. Nás však při studiu vypínacích procesů na vakuovém vypínači zajímá pouze její průběh na prvním milimetru vypínací dráhy, který jde s velmi dobrou přesností aproximovat pomocí přímky. Velikost výdržného napětí v závislosti na čase tak lze popsat pomocí rovnice [3]: ( t t ) B BV = A open + (2.2-1) Kde BV značí tzv. výdržné napětí (breakdown voltage), t open je čas otevření, A je strmost výdržného napětí a B jeho počáteční velikost. Obrázek 2-9 Charakteristika výdržného napětí, čerpáno ze zdroje [4] 19
21 Stanovení parametrů A a B probíhá na základě měření na zkušebních obvodech, kdy při vypínacím procesu dochází k opětovnému zapálení oblouku. K tomuto jevu dochází, když zotavné napětí překoná dielektrickou pevnost mezi kontakty, což má za následek prudký pokles zotavného napětí k nule. Tento děj se několikrát opakuje, dokud nakonec nedojde k úspěšnému vypnutí. Spojením špiček zotavného napětí, jehož průběh známe z měření, dostaneme přímku o sklonu A a počáteční velikosti B. Vzhledem k deformacím na kontaktech lze i na jednom typu vypínače naměřit různé hodnoty těchto parametrů. Ve většině případů se strmost výdržného napětí pohybuje mezi kv/ms a jeho počáteční velikost v rozmezí 0 5 kv [3]. 2.3 Zhášení vysokofrekvenčních proudů Hoří-li při rozepínání vypínače mezi kontakty oblouk, vznikají vlivem nestability jeho hoření vysokofrekvenční proudové kmity, které se superponují na proud o frekvenci sítě. Obrázek 2-10 Vysokofrekvenční kmity proudu, čerpáno ze zdroje [5] Tyto kmity mohou způsobit, že k uhasnutí oblouku může dojít předčasně v tzv. vnucené nule místo v při průchodu přirozenou nulou. To má za následek nárůst zotavného napětí, které při překročení dielektrické pevnosti vypínací dráhy vede k opětovnému zapálení oblouku. S rostoucím časem a blížícím se průchodem přirozenou nulou se amplituda těchto kmitů zmenšuje, až nakonec tato vysokofrekvenční složka proudu zaniká. 20
22 60 [A] ,860 19,875 19,890 19,905 19,920 19,935 [ms] 19,950 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) c:b -C Obrázek 2-11 Zánik vysokofrekvenční složky proudu Musí však být splněna podmínka, aby strmost proudu při průchodu nulou byla menší než kritická hodnota. Pokud ano, vypínač úspěšně vypne. Tuto podmínku lze vyjádřit matematicky pomocí vzorce [3]: di dt ( t t ) D = C (2.3-1) open + Kde di/dt je změna proudu v čase, t open je čas otevření, D je kritická strmost proudu při průchodu nulou a C je kritické zakřivení proudu při průchodu nulou. Kritická strmost u vakuových vypínačů se pohybuje od A/µs. Přesné hodnoty parametrů C i D pro jednotlivé druhy vypínačů lze najít v literatuře [3]. 2.4 Opětovné zapálení oblouku K tomuto jevu na vakuovém vypínači dochází, jsou-li splněny tyto podmínky: Je vypínána zátěž induktivního charakteru K rozpojení kontaktů vypínače dojde těsně před průchodem přirozenou nulou Dielektrická pevnost není dostačující, aby vydržela zotavné napětí Obvod zátěže má takový charakter, že strmost zotavného napětí je větší, než strmost charakteristiky výdržného napětí vypínače Vypínač je schopen zhášet vysokofrekvenční kmity proudů 21
23 Pro lepších pochopení vzniku tohoto děje si popíšeme situaci na obrázku Před průchodem přirozenou nulou dojde vlivem nestability hoření oblouku k useknutí proudu, které vede k nárůstu zotavného napětí (červená barva). To v okamžiku překročení charakteristiky výdržného napětí (zelená barva) vede k opětovnému zapálení oblouku a vypínačem opět prochází proud, na kterém je však nasuperponována vysokofrekvenční složka. Pokud je její amplituda vyšší než složky proudu o síťové frekvenci, dochází k dalšímu useknutí proudu, tentokrát ve vnucené nule. To vyvolá opětovný nárůstu zotavného napětí. Celý cyklus se několikrát opakuje, než nakonec dojde k uhasnutí oblouku a úspěšnému vypnutí. 10,0 *10 3 7,5 5,0 2,5 0,0-2,5-5,0 19,75 19,81 19,87 19,93 19,99 20,05 [ms] 20,11 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) v :A-v :B m:bv Obrázek 2-12 Opětovné zapálení oblouku 22
24 3. Tvorba modelu vakuového vypínače K simulaci vypínání induktivních proudů jsem si vybral program ATP-EMTP, který je světově nejpoužívanějším simulačním programem k modelování elektrických sítí. Jeho grafická nadstavba ATP-Draw však neobsahuje žádný odpovídající model vakuového vypínače, proto bylo nutno jej vytvořit. Při jeho tvorbě jsem bral ohledy na: Velikost proudu useknutí Charakteristiku výdržného napětí Schopnost vypínače zhášet vysokofrekvenční proudy Jako základ modelu byl použit ideální vypínač kontrolovaný pomocí logiky programu napsanému v jazyku FORTRAN. Vstupní veličinami jsou napětí vypínače na straně zdroje i zátěže a proud průchozí vypínačem. Tyto vstupy pak vnitřní logika vyhodnotí a rozhodne, zda se mají kontakty vypínače sepnout či rozpojit. Výstupem je veličina vcbstate, která ovládá vypínač. Dalšími výstupy programu jsou velikost výdržného napětí a počítadlo opětovných zapálení oblouku. Tyto výstupy slouží pouze k vyhodnocení výsledků a nemají na funkci vypínače vliv. Uživatel si může zvolit vstupní data, která ovlivňují vypínací schopnosti vypínače. Lze tak simulovat různé procesy, které probíhají při vypínání induktivních proudů vakuovým vypínačem. Mezi vstupní parametry modelu patří: Obrázek 3-1 Princip modelu vakuového vypínače, čerpáno ze zdroje [6] A [kv/ms] strmost výdržného napětí B [kv] počáteční velikost výdržného napětí C [A/µs 2 ] kritické zakřivení proudu D [A/µs] kritická strmost proudu I ch [A] proud useknutí t open [ms] čas otevření v open [m/s] rychlost rozpojení kontaktů 23
25 O tom jak program funguje, napovídá vývojový diagram. Nejprve jsou načtena vstupní data a počáteční podmínky. Program jde následně do nekonečné smyčky, která je každý krok simulace přepočítána. V počátečním stavu jsou kontakty vypínače spojené a vstupní logika modelu vypínače je ve stavu sepnuto. Od okamžiku času otevření t open běží výpočet charakteristiky výdržného napětí a zhášecí schopnosti dle rovnic a Změna nastává až v okamžiku, kdy proud průchozí vypínačem je menší než proud utržení a výstupní logika kontakty poprvé rozpojí. V ten moment začne závod mezi zotavným napětím a charakteristikou výdržného napětí. Když velikost zotavného napětí zvítězí nad dielektrickou pevností vypínací dráhy, dojde k opětovnému zapálení oblouku a vypínač se přepne zpátky do polohy sepnuto. Pokud je vypínač znovu sepnutý, je sledováno, zda strmost proudu při průchodu nulou je menší než kritická. Jestliže ne, kontakty ovládaného vypínače se znova rozpojí. Tento proces probíhá do doby, než dielektrická pevnost mezi kontakty není dostatečná, aby vydržela zotavné napětí a proud vypínačem mohl při průchodu přirozenou nulou zaniknout. Obrázek 3-2 Vývojový diagram modelu vakuového vypínače, čerpáno ze zdroje [7] 24
26 4. Vypínání induktivní zátěže pomocí vakuového vypínače Vakuové vypínače se pro své dobré vypínací schopnosti a vysoko spolehlivost používají převážně na úrovni vysokého napětí. Zpravidla na hladině 1 52 kv, které se v anglické literatuře nazývá jako tzv. úroveň středního napětí ( medium voltage ). Na této napěťové hladině se můžeme s problematikou vypínání induktivní zátěže setkat při odpojování transformátoru naprázdno, tlumivek reaktorů nebo indukčních motorů. Nejčastěji však při vypínání motorů v průmyslových rozvodech na hladině 3 15 kv. Proto jsem si pro testování modelu vakuového vypínače vybral typický příklad z rozvodné sítě v průmyslovém podniku, kdy indukční motor je napájen přes kabel a vypínač z distribučního transformátoru. V programu ATP Draw jsem vytvořil odpovídající jednofázový model obvodu a simuloval přechodné děje, které při vypínání motoru mohou nastat. Obrázek 4-1 Náhradní schéma sítě, VCB znamená Vacuum circuit breaker Zdroj o napětí 6 kv spolu s indukčností L N a kapacitou C N tvoří stranu sítě. Protože hodnota napětí na sekundárním vinutí transformátoru je efektivní hodnota sdruženého napětí, bylo nutno provést přepočet na velikost amplitudy fázového napětí. Stranu zátěže představují kabel o odporu R K a indukčnosti L K a indukční motor reprezentovaný odporem R L a indukčností L L. Kabel a motor mají společnou kapacitu proti zemi C L. Prvky R S, L S a C S tvoří sériový rezonanční obvod, který je paralelně připojen k modelu vakuového vypínače. Tento sériový rezonanční obvod slouží k věrnější simulaci vypínacího děje, protože skutečný vakuový vypínač má také parazitní indukčnost, odpor a kapacitu. Zároveň zesiluje vysokofrekvenční složku proudu. Přirozenou tlumící schopnost vakuového vypínače bere v úvahu odpor R B. Odpor R A nahrazuje odpor kontaktů vypínače, odpor R C má pomocnou tlumící funkci. Velikost všech prvků v schématu lze nalézt v tabulce. 25
27 Obrázek 4-2 Schéma sítě s vakuovým vypínačem při vypínání motoru L C = 5 mh C C = 0,1µF R S = 50 Ω L S = 5 nh C S = 200 pf R K = 2 Ω L K = 40 µh R L = 10 kω L L = 120 mh C L = 10 nf R A = Ω R B = 9500 Ω R C = 1,33 Ω Při vypínání motoru mohou nastat celkem tři případy: a) Vypínač úspěšně vypne při průchodu přirozenou nulou bez opětovného zapálení oblouku b) Vypínač úspěšně vypne při průchodu přirozenou nulou s opětovným zapálením oblouku c) Vypínač v důsledku opětovného zapálení oblouku úspěšně vypne až v příští půl-periodě při průchodu přirozenou nulou O tom, o jaký případ se jedná, rozhoduje hned několik faktorů. Mezi hlavní patří čas otevření, charakteristika výdržného napětí, schopnost vypínače zhášet vysokofrekvenční složky proudu, ale také i parametry obvodu zátěže. Statisticky nejpravděpodobnější je první varianta. Pokud má vypínač dobré zhášecí schopnosti, nemělo by k vzniku opětovného zapálení oblouku dojít přibližně 500 µs před průchodem přirozenou nulou, tedy v 95 % všech případů (půl-perioda proudu o frekvenci sítě má 10 ms). Tento čas je dán hlavně velikostí proudu useknutí a velikostí proudu zátěže. V našem případě je proud useknutí 3,5 A a velikost amplitudy proudu zátěže 125 A, k prvnímu useknutí proudu tedy dojde v čase 260 µs před průchodem přirozenou nulou. 26
28 Kritický je však okamžik prvního opětovného zápalu oblouku. Ten nastává v momentě, kdy velikost zotavného napětí poprvé překročí charakteristiku výdržného napětí. Při naší konfiguraci obvodu a při strmosti výdržného napětí 30 kv/ms k tomu dojde v čase 400 µs před průchodem přirozenou nulou. Na obrázku 4-3 vidíme okamžik, kdy zotavné napětí (červená barva) poprvé překročí charakteristiku výdržného napětí vypínače (zelená barva). 10,0 *10 3 7,5 5,0 2,5 0,0-2,5-5,0-7,5 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 [ms] 10,0 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) v :A-v :B m:bv Obrázek 4-3 Překonání dielektrické pevnosti mezi kontakty vypínače Můžeme tedy říci, že na intervalu 0 9,6 ms dochází k úspěšnému zhašení oblouku bez vzniku jeho opětovného zapálení. V důsledku useknutí proudu však vzniká na straně zátěže přepětí, jehož velikost je dána vztahem a jeho frekvence vztahem U L 1 L = I ch =12, kv f1 = 4,6 khz C 2 π L C m 1 L Tomu odpovídají i hodnoty odečtené z grafu při simulaci, kdy špička napětí na zátěži dosahuje hodnoty 10 kv. O něco menší hodnotu oproti výpočtu lze vysvětlit přídavným tlumením odporu R b. Horší varianta nastává v době µs před průchodem přirozenou nulou. Vlivem průrazu vypínací dráhy dochází k opětovnému zapálení oblouku a to dokonce několikanásobnému. To může vést až k tomu, že vypínač nestihne uhasit oblouk před průchodem přirozenou nulou a ten hoří celou následnou půl-periodu. Pro bližší pochopení problematiky si popíšeme, jak celý děj probíhá. L L 27
29 ,72 9,74 9,76 9,78 9,80 9,82 [ms] 9,84 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) v :A-v :B m:bv c:b -C factors: offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 Obrázek 4-4 Vypínací proces na vakuovém vypínači V čase 9,74 ms dojde k useknutí proudu, což vyvolá vznik přechodného zotavného napětí. To má hlavní frekvenci f 1, ale vlivem vzájemného působení indukčnosti kabelu L K, společné kapacity zátěže C L a podélné parazitní kapacity vypínače C S vznikají kmity o frekvenci f 2. f 2π L L 1 2 = C C S C + C S L L 1,8 MHz Tyto kmity můžeme vidět na obrázku 4-4 jako drobné záchvěvy na křivce přechodného zotaveného napětí (červená barva). Když velikost přechodného zotavného napětí v čase 9,75 ms protne charakteristiku výdržného napětí (zelená barva), dojde k průrazu vypínací cesty a opětovnému zapálení oblouku. Vypínačem znova protéká proud (modrá barva), jehož frekvence je dána parametry L K a C L. f = 2 π 1 3 C K C L 250 khz Protože vakuový vypínač umí tyto vysokofrekvenční proudy zhášet, proud v čase 9,85 ms zaniká. To vede k dalšímu nárůstu přechodného zotavného napětí, a pokud dielektrická pevnost mezi kontakty není dostatečná, celý cyklus se opakuje. 28
30 O úspěchu vypnutí rozhoduje více faktorů. Mezi hlavní patří čas otevření vypínače a strmost charakteristiky výdržného napětí. Platí čím blíže je čas otevření průchodu přirozenou nulou, tím méně času je na obnovení dielektrické pevnosti vypínací dráhy a tím vyšší je riziko opětovného zapálení oblouku. 70 [kv] 44 70,0 [kv] 52,5 35, ,5 0, , ,0-52,5-60 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 [ms] 13,0 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) v :LOAD Obrázek 4-5 Napětí na zátěži v čase rozpojení kontaktů 200 µs před průchodem přirozenou nulou -70,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 [ms] 13,0 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) v :LOAD Obrázek 4-6 Napětí na zátěži v čase rozpojení kontaktů 100 µs před průchodem přirozenou nulou Na obrázcích 4-5 a 4-6 můžeme vidět, jakou roli hraje rozdíl 100 µs mezi dobou rozpojení kontaktů vypínače. Tento rozdíl má za následek nárůst přepětí z 54 kv na 70 kv, přičemž v prvním případě došlo k 28 opětovným zapálením oblouku, v druhém dokonce k 43. Dalším důležitým faktorem je strmost charakteristiky výdržného napětí. Platí úměra čím větší sklon výdržného napětí, tím lepší zhášecí schopnosti vypínače. 60 [kv] [kv] ,5 10,0 10,5 11,0 11,5 [ms] 12,0 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) v :LOAD Obrázek 4-7Napětí na zátěži při strmosti 40kV/ms -40 9,0 11,2 13,4 15,6 17,8 [ms] 20,0 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) v :LOAD Obrázek 4-8 Napětí na zátěži při strmosti 20kV/ms Při zachování doby rozpojení kontaktů 200 µs před průchodem přirozenou nulou dojde vlivem zvýšení strmost charakteristiky výdržného napětí k redukci přepětí na 40 kv/ms (obrázek 4-7) oproti stavu na obrázku 4-5, kdy měla výdržná charakteristika strmost 30 kv/ms. Při jejím snížení na 20 kv/ms vypínač oblouk uhasí dokonce až v následné půlperiodě (obrázek 4-8). 29
31 5. Provozní pravidla pro vypínání induktivní zátěže Při vypínání induktivní zátěže je největším a prakticky jediným nebezpečím vznik přepětí. To může vést k nedovolenému namáhání izolace kabelů či vinutí transformátorů a motorů, v extrémních případech dokonce k jejich průrazu. Aby k těmto pro nás nežádoucím jevům nedocházelo, vydala Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) sadu norem pro bezpečné vypínání induktivní zátěže. Každý výkonový vypínač musí projít řadou testů na zkušebním obvodu přesně stanovených parametrů a na kterém jsou ověřovány jeho vypínací schopnosti. Vypínací interval je rozdělen po 0,5 ms na 20 časů otevření a v každém probíhá měření vzniklého přepětí na zátěži zkušebního obvodu [8]. Celé měření se čtyřikrát opakuje. Na základě získaných výsledků byly stanoveny tyto závěry pro vypínání induktivní zátěže: Předčasné useknutí proudu nezpůsobuje závažnější problémy Přepětí vzniklé v důsledku opětovného zapálení oblouku by nemělo být větší než 3.0 p.u., jinak může dojít k poškození izolace namáhaných zařízení Doba opětovného hoření oblouku by neměla překročit 50 µs Za žádných okolností nesmí dojít k uhasnutí oblouku až v průběhu následující půlperiody Splnění těchto podmínek nezáleží jen na vypínacích schopnostech vypínače, ale i na konfiguraci vypínaného obvodu. V některých případech mohou vznikat vysoká přepětí i při použití vypínače o dobrých vypínacích schopnostech, proto si musíme vypomoci ochrannými prvky na omezení přepětí. Mezi základní dva typy přepěťových ochran patří omezovače přepětí a RC-články. 5.1 Omezovače přepětí Omezovače přepětí jsou pro svoji jednoduchost, vysokou spolehlivost a příznivou cenu nejčastěji používaným ochranným prvkem na úrovni vysokého napětí. Fungují na principu napěťově závislého odporu, jehož elektrická vodivost s rostoucím napětím stoupá. Tvar V-A charakteristiky je dán vztahem: α I = U (5.1-1) Velikost tohoto exponentu α je závislá na pracovní oblasti omezovače. 30
32 Za normálních provozních podmínek se pohybujeme v oblasti I, kdy α nabývá hodnot menších než 5 a odpor omezovače je velmi vysoký (cca Ω) [9]. V této oblasti se nachází parametry U C a U R. Jako U C značíme trvalé provozní napětí omezovače, což je nejvyšší efektivní hodnota napětí, která může být trvale připojena na svorky omezovače. U R definuje nejvyšší efektivní hodnotu napětí, na kterou je omezovač konstruován, aby v případě dočasného přepětí správně zapůsobil, a nazýváme jej jmenovité napětí omezovače. Jmenovité napětí omezovače je vždy vyšší než jeho trvalé provozní napětí a to přibližně 1,25. Nad hodnotou U R se dostáváme do oblasti II, kde odpor varistoru prudce klesá (na 1 10 Ω) a dochází ke svodu přepětí do země [9]. Moderní omezovače přepětí používají varistory na bázi oxidu zinečnatého (ZnO). Ten předčí karbid křemíku (SiC) ve velikosti exponentu α, který má na funkčnost omezovače rozhodující vliv. Obrázek 5-1 V-A charakteristika omezovače přepětí, čerpáno ze zdroje [10] Použití omezovače přepětí při vypínáním induktivní zátěže jsem testoval na zkušebním obvodu z kapitoly 4. Napětí zdroje je 6 kv, proto volíme omezovač přepětí s katalogovými údaji U C = 7,2 kv a U R = 9 kv [11]. Protože přepětí měříme jako poměr amplitud nejvyššího napětí a provozního napětí a parametry U C a U R jsou definovány jako efektivní hodnoty, musíme provést jejich přepočet. Na základě katalogových údajů můžeme vytvořit V-A charakteristiku omezovače, kterou můžeme vidět na obrázku 5-2. Skutečný omezovač přepětí není jen napěťově závislý prvek, ale i frekvenčně. Proto je dobré při vytváření modelu vzít v úvahu i jeho parazitní prvky, jejichž hodnoty lze najít v tabulce. 31
33 U [kv] ,E-05 1,E-04 1,E-03 1,E-02 1,E-01 1,E+00 1,E+01 1,E+02 1,E+03 1,E+04 I [A] Obrázek 5-2 V-A charakteristika omezovače přepětí 6 kv R o C o 0,1 nf 0,6 Ω L o 0,5 µh Takto vytvořený model omezovače přepětí jsem připojil před chráněný objekt (za přívodní kabel a před svorky motoru) a simuloval vypínání zátěže v různých časech. Při přepětí vzniklém v důsledku předčasného useknutí proudu nebyl pozorován žádný útlum. Protože izolace přívodního kabelu a vinutí motoru jsou nejvíce namáhány při opakovaném zapálení oblouku, zajímala nás funkce omezovače při rozpojení kontaktů vypínače těsně před průchodem proudu přirozenou nulou. Při stejném čase otevření i parametrech vypínače bylo s použitím omezovače sníženo vzniklé přepětí z 54 kv (t open = 9,8 ms), resp. 70 kv (t open = 9,9 ms) v obou případech shodně na 15 kv, tedy 3.0 p.u. 15 [kv] ,5 9,8 10,1 10,4 10,7 [ms] 11,0 (f ile v ak4.pl4; x-v ar t) v :LOAD Obrázek 5-3 Napětí na zátěži při použití omezovače přepětí 32
34 Je patrné, že omezovač přepětí dokáže snížit amplitudu vzniklého přepětí na požadovanou úroveň, ale nedokáže zabránit vzniku opakovaného zapálení oblouku. To s sebou přináší při častém vypínání motoru zvýšené namáhání izolace, které se může projevit až v delším časovém horizontu. Proto se omezovače přepětí používají jen jako základní ochrana. 5.2 RC článek Zatímco omezovače přepětí potlačují následky přepětí, RC články potlačují příčiny jeho vzniku. Používají se tam, kde hrozí riziko vzniku přepětí v důsledku opětovného zapálení oblouku. K tomu dochází, když dielektrická pevnost mezi kontakty není dostatečná, aby udržela přechodné zotavné napětí. RC články zvýšením kapacity v obvodu zátěže snižují frekvenci kmitů zotavného napětí (dle vztahu 2.1-4) a tím i jeho strmost. Zároveň zvýšením kapacity dle vztahu klesá i amplituda zotavného napětí. To v souhrnu prudce snižuje pravděpodobnost vzniku opětovného zapálení oblouku a tedy vzniku nedovoleného přepětí. Velikost prvků R a C je navrhována s ohledem na technicko-ekonomické parametry. Čím větší velikost kapacity kondenzátoru, tím menší frekvence přechodného zotavného napětí a tím lepší ochranný účinek. S rostoucí kapacitou kondenzátoru ale roste i jeho pořizovací cena. Hodnota kapacit se v provozu nejčastěji pohybují mezi nf v závislosti na kapacitě přívodního kabelu [12]. Velikost odporu bývá v rozmezí 5-50 Ω [4], [12]. Nižší hodnota odporu vede k větším ztrátám na RC článku, vyšší hodnota odporu má pak za následek horší tlumení kmitů zotavného napětí. Použití RC článku jako ochranného prvku jsem testoval na stejném obvodu jako v případě testování omezovače přepětí při stejných parametrech vakuového vypínače. RC článek jsem připojil opět mezi přívodní kabel a svorky motoru. Velikost parametrů R a C jsem volil s ohledem na výše popsaná kritéria, kdy velmi dobrých výsledků jsem dosáhl při kapacitě 100 nf a odporu o velikosti 30 Ω. V žádném čase otevření vypínače nedošlo k opakovanému zapálení oblouku a tedy ani k nedovolenému přepětí. Dokonce velikost přepětí generovaného při useknutí proudu poklesla vlivem zvýšení kapacity obvodu zátěže na zanedbatelnou úroveň (1.2 p.u.). 33
35 5.3 Zhodnocení výsledků S ohledem na výše popsané poznatky jsem na zkušebním obvodu provedl celou řadu simulací pro různé parametry modelu vakuového vypínače, různé časy rozpojení kontaktů a při použití odlišných ochranných prvků. To, k jakému typu vypnutí dojde a jaké při tom vznikne přepětí na obvodu zátěže, byla hlavní hodnotící kritéria. Tři hlavní možnosti, které při vypínání mohou nastat, byly popsány v kapitole 4. V tabulkách těmto případům odpovídá označení písmeny A, B a C. Protože o úspěchu vypnutí rozhoduje hlavně interval 500 µs před průchodem přirozenou nulou, byly simulace provedeny v tomto intervalu po krocích 100 µs. 1) Vypínač s výbornými vypínacími schopnostmi (A=40 kv/ms, D=150 A/µs, I ch =3,5A) Bez použití ochranných prvků Čas rozpojení kontaktů [ms] 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 Typ vypnutí A A B B B Velikost přepětí [p.u.] S použitím omezovače přepětí Čas rozpojení kontaktů [ms] 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 Typ vypnutí A A B B B Velikost přepětí [p.u.] S použitím RC článku Čas rozpojení kontaktů [ms] 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 Typ vypnutí A A A A A Velikost přepětí [p.u.] ) Vypínač s dobrými vypínacími schopnostmi (A=30 kv/ms, D=150 A/µs, I ch =3,5A) Bez použití ochranných prvků Čas rozpojení kontaktů [ms] 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 Typ vypnutí A A B B B Velikost přepětí [p.u.] S použitím omezovače přepětí Čas rozpojení kontaktů [ms] 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 Typ vypnutí A A B C C Velikost přepětí [p.u.] 2,1 2,1 1,35 4,5 3,2 34
36 S použitím RC článku Čas rozpojení kontaktů [ms] 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 Typ vypnutí A A A A B Velikost přepětí [p.u.] ) Vypínač se špatnými vypínacími schopnostmi (A=20 kv/ms, D=100 A/µs, I ch =5A) Bez použití ochranných prvků Čas rozpojení kontaktů [ms] 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 Typ vypnutí B B C C C Velikost přepětí [p.u.] S použitím omezovače přepětí Čas rozpojení kontaktů [ms] 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 Typ vypnutí B B C C C Velikost přepětí [p.u.] S použitím RC článku Čas rozpojení kontaktů [ms] 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 Typ vypnutí A A A B C Velikost přepětí [p.u.] Na základě provozních podmínek stanovených na začátku této kapitoly by normu IEN o vypínání induktivní zátěže splnily jen tři varianty. Vakuový vypínač s výbornými vypínacími schopnostmi spolu s motorem chráněným omezovačem přepětí či RC-článkem, nebo vakuový vypínač s dobrými vypínacími schopnostmi spolu s motorem chráněným RC-článkem. V ostatních případech bylo přepětí na zátěži příliš vysoké nebo nedošlo k úspěšnému uhašení oblouku v první půlperiodě, což je nepřípustné. 35
37 Závěr V této diplomové práci byla představena problematika vypínání induktivních proudů pomocí vakuového vypínače. V úvodní kapitole byl vysvětlen princip vakuového vypínače, jak probíhá hoření oblouku ve vakuu a jaké jsou základní řešení jeho konstrukce. S ohledem na specifické vlastnosti vakuového vypínače byly popsány děje, které mohou při jeho použití pro vypínání induktivních proudů nastat. Tyto děje jako useknutí proudu před průchodem přirozenou nulou, průraz vypínací dráhy při nárůstu přechodného zotavného napětí či opětovné zapálení oblouku mají zásadní vliv na funkci vypínače a rozhodují o úspěchu vypnutí. Pro simulaci vypínání induktivních proudů jsem si vybral program ATP-EMTP, který je pro tyto účely určen. Protože však neobsahuje model vakuového vypínače, bylo nutno jej vytvořit. Cílem při tom bylo, aby co nejvěrněji simuloval chování reálného vakuového vypínače. Tento model na základě vstupních veličin a uživatelem zvolených parametrů ovládá řídící logiku ideálního vypínače. Chování vakuového vypínače je dáno hlavně jeho charakteristikou výdržného napětí a schopností zhášet vysokofrekvenční složky proudu, které lze popsat pomocí rovnic. Tyto rovnice tvoří jádro programu, který v každém kroku simulace přepočítává, zda nedošlo k překročení dielektrické pevnosti vypínací dráhy či zda strmost proudu při průchodu nulou není větší než kritická. Pokud ano, řídící logika vyšle signál k rozpojení kontaktů vypínače a dochází k opětovnému zapálení oblouku. Tento model byl poté využit pro simulaci vypínání induktivní zátěže, kde typický příklad použití vakuového vypínače představuje vypínání motoru v průmyslovém rozvodu. Na tomto zkušebním jednofázovém obvodu byly simulovány vypínací procesy pro různé časy rozpojení kontaktů, parametry vypínače či způsoby ochran proti přepětí. Ukázalo se, že kritické časy rozpojení kontaktů jsou přibližně 500 µs před průchodem proudu přirozenou nulou. V tomto intervalu docházelo k opětovnému zapálení oblouku, které mělo za následek nedovolené přepětí na zátěži. S ohledem na požadavky stanovenými Mezinárodní elektrotechnickou komisí (IEA) jsem sestavil pravidla pro vypínání induktivní zátěže pomocí vakuového vypínače. Mezi největší nebezpečí patří vznik nedovolených přepětí, která ohrožují izolace kabelů či vinutí motorů, a také destrukce vypínače, pokud nezvládne uhasit oblouk před průchodem přirozenou nulou. Proto je v některých případech nutné použít opatření pro omezení těchto nebezpečí. Základní 36
38 dva způsoby jsou použití omezovačů přepětí či RC-článků. O tom, který způsob ochrany použít, rozhoduje více faktorů. Záleží nejen na vypínacích schopnostech vakuového vypínače, ale i na charakteru vypínaného obvodu, který určuje strmost a velikost zotavného napětí. Pokud je strmost přechodného zotavného napětí větší než strmost výdržného napětí vypínače, je vhodné použít RC-článek, který riziko opětovného zapálení oblouku prakticky eliminuje. V jiných případech je postačujícím řešením aplikace omezovače přepětí, jehož pořizovací cena je nižší než u RC-článku. 37
39 Použitá literatura [1] Helštýn, D.; Kačor, P.; Hytka, Z.: Elektrické přístroje spínací, ochranné a jisticí, Ostrava: VŠB 2003 [2] Vacuum Switching Technology and Components for Medium Voltage, Siemens [3] Wong, S.M.; Snider, L.A.; Lo, E.W.C.; Overvoltages and reignition behavior of vacuum circuit breaker [4] Fast Transient Overvoltages Produced by Switching Disribution Transformers with a Vacuum Circuit Breaker [5] Korejčík, M.: Návrh svodičů v průmyslovém rozvodu [6] Bianchi Lastra, B.; Barbieri, M.: Fast Transient in the Operation of an Induction Motor with Vacuum Switches [7] Switching of Small Inductive Currents using Vacuum Circuit Breakers [8] Smeets, R.: Inductive load switching Standardization status [9] Svačina, J.: Elektromagnetická kompatibilita, Brno: VUT 2002 [10] Overvoltage protection Metal oxide surge arresters in medium voltage systéme 8d200333cb5/$file/952_abb_awr_mittelspannung_e_low.pdf [11] Cable fittings for medium and high voltage network [12] Overvoltage protection study on Vacuum breaker switched MV motors vacuum_breaker_switched_mv_motors/file/79e4150aab90a137a2.pdf. 38
Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava
Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 15. DIMENZOVÁNÍ A JIŠTĚNÍ ELEKTRICKÝCH VEDENÍ Obsah: 1. Úvod 2. podle přípustného oteplení 3. s ohledem na hospodárnost
6. Střídavý proud. 6. 1. Sinusových průběh
6. Střídavý proud - je takový proud, který mění v čase svoji velikost a smysl. Nejsnáze řešitelný střídavý proud matematicky i graficky je sinusový střídavý proud, který vyplývá z konstrukce sinusovky.
Sada 1 - Elektrotechnika
S třední škola stavební Jihlava Sada 1 - Elektrotechnika 17. Sítě VN a VVN svodiče přepětí Digitální učební materiál projektu: SŠS Jihlava šablony registrační číslo projektu:cz.1.09/1.5.00/34.0284 Šablona:
Opravné prostředky na výstupu měniče kmitočtu (LU) - Vyšetřování vlivu filtru na výstupu z měniče kmitočtu
Opravné prostředky na výstupu měniče kmitočtu (LU) - Vyšetřování vlivu filtru na výstupu z měniče kmitočtu 1. Rozbor možných opravných prostředků na výstupu z napěťového střídače vč. příkladů zapojení
Analýza dynamické charakteristiky zkratové spouště jističe nn
Konference ANSYS 2009 Analýza dynamické charakteristiky zkratové spouště jističe nn Ing. Petr Kačor, Ph.D., Ing. Martin Marek, Ph.D. VŠB-TU Ostrava, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Katedra elektrických
Dimenzování vodičů v rozvodech NN
Dimenzování vodičů v rozvodech NN Kritéria pro dimenzování vodičů: přípustné oteplení hospodárnost mechanické namáhání dovolený úbytek napětí účinky zkratových proudů správná funkce ochrany před úrazem
R w I ź G w ==> E. Přij.
1. Na baterii se napojily 2 stejné ohřívače s odporem =10 Ω každý. Jaký je vnitřní odpor w baterie, jestliže výkon vznikající na obou ohřívačích nezávisí na způsobu jejich napojení (sériově nebo paralelně)?
Výkonové vypínače jsou určeny ke spínání jmenovitého i zkratového proudu.
Výkonové vypínače Výkonové vypínače jsou určeny ke spínání jmenovitého i zkratového proudu. Podle principu můžeme vypínače rozdělit na: magnetické kapalinové (kotlové, máloolejové, vodní) tlakovzdušné
Ele 1 elektromagnetická indukce, střídavý proud, základní veličiny, RLC v obvodu střídavého proudu
Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: ELEKTROTECHNIKA PRVNÍ ZDENĚK KOVAL Název zpracovaného celku: 30. 9. 203 Ele elektromagnetická indukce, střídavý proud, základní veličiny, RLC v obvodu střídavého proudu
Zlepšení vlastností usměrňovače s kapacitní zátěží z hlediska EMC
Vladimír Kudyn Zlepšení vlastností usměrňovače s kapacitní zátěží z hlediska EMC Klíčová slova: usměrňovač, DPF, THD, přídavná tlumivka, kapacitní zátěž, spektrum harmonických složek. 1. Úvod Pro správnou
Elektrické přístroje (PB116, KB 116, BK 116)
Obsah: Fakulta výrobních technologií a managementu Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Katedra energetiky a elektrotechniky (KEE) Ing. Pavel Kobrle Studijní program: B3907 Energetika Studijní obor:
4. Modelování větrné elektrárny [4]
4. Modelování větrné elektrárny [4] Katedra disponuje malou větrnou elektrárnou s asynchronním generátorem. Konstrukce větrné elektrárny je umístěna v areálu Vysoké školy báňské v Ostravě-Porubě. Větrná
G3PB. Struktura číselného značení modelů. Informace pro objednávání. Relé SSR (jednofázová) Legenda číselného označení modelu.
Relé SSR (jednofázová) G3PB Kompaktní polovodičové úzkého profilu s chladičem pro řízení topných těles pro jmenovité napětí 48 V AC Kompaktní konstrukce díky optimálnímu tvaru chladiče. Možná montáž na
Pracovní třídy zesilovačů
Pracovní třídy zesilovačů Tzv. pracovní třída zesilovače je určená polohou pracovního bodu P na převodní charakteristice dobou, po kterou zesilovacím prvkem protéká proud, vzhledem ke vstupnímu zesilovanému
Možnosti potlačení asymetrické EMI v pásmu jednotek až desítek MHz
Možnosti potlačení asymetrické EMI v pásmu jednotek až desítek MHz Jedním ze základních prvků filtrů potlačujících šíření rušení po vedeních jsou odrušovací tlumivky. V případě rušení asymetrického, jaké
ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS
EEKTŘINA A MAGNETIZMUS XII Střídavé obvody Obsah STŘÍDAÉ OBODY ZDOJE STŘÍDAÉHO NAPĚTÍ JEDNODUHÉ STŘÍDAÉ OBODY EZISTO JAKO ZÁTĚŽ 3 ÍKA JAKO ZÁTĚŽ 5 3 KONDENZÁTO JAKO ZÁTĚŽ 6 3 SÉIOÝ OBOD 7 3 IMPEDANE 3
VD4. Vakuové vypínače vysokého napětí 12 25 kv 630 2500 A 16 31,5 ka PŘEDBĚŽNÝ
VD4 Vakuové vypínače vysokého napětí 12 25 kv 630 2500 A 16 31,5 ka PŘEDBĚŽNÝ POPIS VÝBĚR A OBJEDNÁNÍ VYPÍNAČŮ SPECIFICKÉ CHARAKTERISTIKY VÝROBKU CELKOVÉ ROZMĚRY ELEKTRICKÉ SCHÉMA ZAPOJENÍ 3 11 29 33
PŘÍRUČKA OCHRANA ELEKTRONICKÝCH STAVĚDEL A PŘEJEZDOVÝCH ZABEZPEČOVACÍCH ZAŘÍZENÍ PŘED ÚČINKY BLESKOVÝCH PROUDŮ. Surge Protection. Device.
PŘÍRUČKA OCHRANA ELEKTRONICKÝCH STAVĚDEL A PŘEJEZDOVÝCH ZABEZČOVACÍCH ZAŘÍZENÍ PŘED ÚČINKY BLESKOVÝCH PROUDŮ H-SPD-03-12-2015-CZ Surge Protection Device HAKEL spol. s r.o. Bratří Štefanů 980 500 03 Hradec
Laboratorní měření 1. Seznam použitých přístrojů. Popis měřicího přípravku
Laboratorní měření 1 Seznam použitých přístrojů 1. Generátor funkcí 2. Analogový osciloskop 3. Měřící přípravek na RL ČVUT FEL, katedra Teorie obvodů Popis měřicího přípravku Přípravek umožňuje jednoduchá
VD4. Vakuové vypínače vysokého napětí 12 25 kv 630 2500 A 16 40 ka
VD4 Vakuové vypínače vysokého napětí 12 25 kv 630 2500 A 16 40 ka POPIS VÝBĚR A OBJEDNÁNÍ VYPÍNAČŮ VÝBĚR A OBJEDNÁNÍ VYPÍNAČŮ CELKOVÉ ROZMĚRY ELEKTRICKÉ SCHÉMA ZAPOJENÍ 3 11 43 47 65 1 2 3 4 5 1 2 POPIS
Osnova: 1. Klopné obvody 2. Univerzálníobvod 555 3. Oscilátory
K620ZENT Základy elektroniky Přednáška ř č. 6 Osnova: 1. Klopné obvody 2. Univerzálníobvod 555 3. Oscilátory Bistabilní klopný obvod Po připojení ke zdroji napájecího napětí se obvod ustálí tak, že jeden
1. Obecná struktura pohonu s napěťovým střídačem
1. Obecná struktura pohonu s napěťovým střídačem Topologicky můžeme pohonný systém s asynchronním motorem, který je napájen z napěťového střídače, rozdělit podle funkce a účelu do následujících částí:
VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_04_Zesilovače a Oscilátory
Číslo projektu Číslo materiálu CZ..07/.5.00/34.058 VY_3_INOVACE_ENI_.MA_04_Zesilovače a Oscilátory Název školy Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Autor Ing. Miroslav Krýdl Tematická
Specifikace modulu. Rozměry pouzdra (šířka x výška x hloubka) Připojení. Skladovací teplota. Provozní vlhkost. Skladovací vlhkost.
Modul má čtyři elektricky oddělené kontakty typu C. Specifikace modulu Rozměry pouzdra (šířka x výška x hloubka) Připojení 48,8 mm x 120 mm x 71,5 mm K elektricky oddělenému kontaktu relé. Provozní teplota
INTEGROVANÁ STŘEDNÍ ŠKOLA Jméno žáka: CENTRUM ODBORNÉ PŘÍPRAVY 757 01 Valašské Meziříčí, Palackého49 Třída: Elektrické přístroje - skripta
Modul: Elementární modul: Obor: Ročník: Zaměření: INTEGROVANÁ STŘEDNÍ ŠKOLA Jméno žáka: CENTRUM ODBORNÉ PŘÍPRAVY 757 01 Valašské Meziříčí, Palackého49 Třída: SKRIPTA Školní rok : 2005/ 2006 ELEKTRICKÉ
Rezonanční elektromotor
- 1 - Rezonanční elektromotor Ing. Ladislav Kopecký, 2002 Použití elektromechanického oscilátoru pro převod energie cívky v rezonanci na mechanickou práci má dvě velké nevýhody: 1) Kmitavý pohyb má menší
7. Kondenzátory. dielektrikum +Q + + + + + + + + U - - - - - - - - elektroda. Obr.2-11 Princip deskového kondenzátoru
7. Kondenzátory Kondenzátor (někdy nazývaný kapacitor) je součástka se zvýrazněnou funkční elektrickou kapacitou. Je vytvořen dvěma vodivými plochami - elektrodami, vzájemně oddělenými nevodivým dielektrikem.
VD4. Vakuové vypínače vysokého napětí 12 25 kv 630 2500 A 16 31,5 ka
VD4 Vakuové vypínače vysokého napětí 12 25 kv 630 2500 A 16 31,5 ka POPIS VÝBĚR A OBJEDNÁNÍ VYPÍNAČŮ SPECIFICKÉ CHARAKTERISTIKY VÝROBKU CELKOVÉ ROZMĚRY ELEKTRICKÉ SCHÉMA ZAPOJENÍ 3 11 31 35 45 1 2 3 4
Výpis. platného rozsahu akreditace stanoveného dokumenty: HES, s.r.o. kalibrační laboratoř U dráhy 11, 664 49, Ostopovice.
Český institut pro akreditaci, o.p.s. List 1 z 39!!! U P O Z O R N Ě N Í!!! Tento výpis má pouze informativní charakter. Jeho obsah je založen na dokumentech v něm citovaných, jejichž originály jsou k
Metodika identifikace zemních proudů v soustavách vn a způsoby jejích omezení
Metodika identifikace zemních proudů v soustavách vn a způsoby jejích omezení ng. Mečislav Hudeczek Ph.D. HDEZEK SEVE s. r. o. Albrechtice. ÚVOD Základem pro bezpečné provozování elektrické sítě je výpočet
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAVTELEKOMUNIKACÍ FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OD TELECOMMUNICATIONS
3. Komutátorové motory na střídavý proud... 29 3.1. Rozdělení střídavých komutátorových motorů... 29 3.2. Konstrukce jednofázových komutátorových
ELEKTRICKÁ ZAŘÍZENÍ 5 KOMUTÁTOROVÉ STROJE MĚNIČE JIŘÍ LIBRA UČEBNÍ TEXTY PRO VÝUKU ELEKTROTECHNICKÝCH OBORŮ 1 Obsah 1. Úvod k elektrickým strojům... 4 2. Stejnosměrné stroje... 5 2.1. Úvod ke stejnosměrným
UniGear typ ZS1. Kovově krytý, vzduchem izolovaný rozváděč vysokého napětí, odolný proti vnitřním obloukovým zkratům
UniGear typ ZS1 Kovově krytý, vzduchem izolovaný rozváděč vysokého napětí, odolný proti vnitřním obloukovým zkratům UniGear typ ZS1 UniGear dvouúrovňové uspořádání UniGear typ ZVC 3 39 47 1 2 3 1 2 UniGear
PODNIKOVÁ NORMA ENERGETIKY
ČEZ distribuce, E.ON CZ, E.ON distribuce, PRE distribuce, ČEPS PODNIKOVÁ NORMA ENERGETIKY Vysokonapěťová spínací a řídicí zařízení Aplikační příručka pro používání normy IEC 62271-100, normy IEC 62271-1
10a. Měření rozptylového magnetického pole transformátoru s toroidním jádrem a jádrem EI
0a. Měření rozptylového magnetického pole transformátoru s toroidním jádrem a jádrem EI Úvod: Klasický síťový transformátor transformátor s jádrem skládaným z plechů je stále běžně používanou součástí
Impulsní LC oscilátor
1 Impulsní LC oscilátor Ing. Ladislav Kopecký, 2002 Upozornění: Tento článek předpokládá znalost práce Rezonanční obvod jako zdroj volné energie. Při praktických pokusech s elektrickou rezonancí jsem nejdříve
OSM. Venkovní výkonové vypínače 12kV,...20kA,...630A 15kV,...16kA,...630A 27kV,...12.5kA,...630A
OSM Venkovní výkonové vypínače 12kV,...20kA,...630A 15kV,...16kA,...630A 27kV,...12.5kA,...630A Venkovní výkonový vypínač (OSM) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1. Mechanický kontakt 2. Šest HV průchodek 3. Napěťové
napájecí zdroj I 1 zesilovač Obr. 1: Zesilovač jako čtyřpól
. ZESILOVACÍ OBVODY (ZESILOVAČE).. Rozdělení, základní pojmy a vlastnosti ZESILOVAČ Zesilovač je elektronické zařízení, které zesiluje elektrický signál. Má vstup a výstup, tzn. je to čtyřpól na jehož
Hlídač plamene SP 1.4 S
Hlídač plamene SP 1.4 S Obsah: 1. Úvod 2. Technické údaje 3. Vnější návaznosti 4. Provoz 4.1 Způsob použití 4.2 Aplikace tubusu 4.3 Pokyny pro provoz 4.4 Bezpečnostní předpisy 4.5 Kontrola funkce 4.6 Zkušební
Řada 72 - Snímač hladiny, 16 A
Řada 72 - Snímač hladiny, 16 A Řada 72 snímač hladiny vodivyćh kapalin pozitivní bezpečnostní logika při plnění a vyprazdňování nádrží, při zjištěné úrovni mimo nastaveného rozsahu rozepne pracovní kontakt
PODNIKOVÁ NORMA ENERGETIKY
PODNIKOVÁ NORMA ENERGETIKY ČEZ, E.ON CZ, E.ON distribuce, PRE distribuce, ČEPS, ZSE, ČSRES Parametry kvality elektrické energie Část 5: Přechodná přepětí impulzní rušení PNE 33 3430-5 Třetí vydání Odsouhlasení
Mechatronické systémy s krokovými motory
Mechatronické systémy s krokovými motory V současné technické praxi v oblasti řídicí, výpočetní a regulační techniky se nejvíce používají krokové a synchronní motorky malých výkonů. Nejvíce máme možnost
3.4 Ověření Thomsonova vztahu sériový obvod RLC
3.4 Ověření Thomsonova vztahu sériový obvod RLC Online: http://www.sclpx.eu/lab3r.php?exp=9 Tímto experimentem ověřujeme známý vztah (3.4.1) pro frekvenci LC oscilátoru, který platí jak pro sériové, tak
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ MĚŘENÍ VODIVOSTI KAPALIN BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘICÍ TECHNIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION
8. Operaèní zesilovaèe
zl_e_new.qxd.4.005 0:34 StrÆnka 80 80 Elektronika souèástky a obvody, principy a pøíklady 8. Operaèní zesilovaèe Operaèní zesilovaèe jsou dnes nejvíce rozšíøenou skupinou analogových obvodù. Jedná se o
1. ÚVOD 2. PROPUSTNÝ MĚNIČ 2009/12 17. 3. 2009
009/ 7. 3. 009 PROPSTNÝ MĚNIČ S TRANFORMÁTOREM A ŘÍDICÍM OBVODEM TOPSWITCH Ing. Petr Kejík Ústav radioelektroniky Vysoké učení technické v Brně Email: xkejik00@stud.feec.vutbr.cz Článek se zabývá návrhem
Návod k používání ZEROLINE 60 OBSAH
OBSAH 1. Úvod 2 1.1. Bezpečnostní upozornění 2 1.2. Použité symboly 2 1.3. Určení přístroje ZEROLINE 60 3 1.4. Uplatněné normy 3 2. Popis přístroje 3 2.1. Obecný popis 3 2.2. Čelní panel přístroje 4 2.3.
Zkouškové otázky z A7B31ELI
Zkouškové otázky z A7B31ELI 1 V jakých jednotkách se vyjadřuje napětí - uveďte název a značku jednotky 2 V jakých jednotkách se vyjadřuje proud - uveďte název a značku jednotky 3 V jakých jednotkách se
FAKULTA STAVEBNÍ VUT V BRNĚ PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ PRO AKADEMICKÝ ROK 2006 2007
TEST Z FYZIKY PRO PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY ČÍSLO FAST-F-2006-01 1. Převeďte 37 mm 3 na m 3. a) 37 10-9 m 3 b) 37 10-6 m 3 c) 37 10 9 m 3 d) 37 10 3 m 3 e) 37 10-3 m 3 2. Voda v řece proudí rychlostí 4 m/s. Kolmo
15 DEGRADACE IZOLAČNÍCH SYSTÉMŮ TOČIVÝCH STROJŮ ELEKTRICKÉ STROMEČKY
15 DEGRADACE IZOLAČNÍCH SYSTÉMŮ TOČIVÝCH STROJŮ ELEKTRICKÉ STROMEČKY Martin Širůček ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI Fakulta elektrotechnická Katedra technologíí a měření 1. Úvod Významná část poruch ve
Obsah. 4.1 Astabilní klopný obvod(555)... 7 4.2 Astabilní klopný obvod(diskrétní)... 7
Obsah 1 Zadání 1 2 Teoretický úvod 1 2.0.1 doba náběhu impulsu....................... 2 2.0.2 překmit čela............................ 2 2.0.3 šířka impulsu........................... 2 2.0.4 pokles vrcholu
VLIV GEOMETRICKÉ DISPERZE
VLIV GEOMETRICKÉ DISPERZE NA ŠÍŘENÍ NAPĚŤOVÝCH VLN Petr Hora Centrum diagnostiky materiálu, Ústav termomechaniky AV ČR, Veleslavínova, 3 4 Plzeň, e-mail: hora@cdm.it.cas.cz Abstrakt The effect geometrical
INFORMACE NRL č. 12/2002 Magnetická pole v okolí vodičů protékaných elektrickým proudem s frekvencí 50 Hz. I. Úvod
INFORMACE NRL č. 12/2 Magnetická pole v okolí vodičů protékaných elektrickým proudem s frekvencí Hz I. Úvod V poslední době se stále častěji setkáváme s dotazy na vliv elektromagnetického pole v okolí
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Univerzita omáše Bati ve Zlíně LABORAORNÍ CVIČENÍ ELEKROECHNIKY A PRŮMYSLOVÉ ELEKRONIKY Název úlohy: Měření frekvence a fázového posuvu proměnných signálů Zpracovali: Petr Luzar, Josef Moravčík Skupina:
3. Kmitočtové charakteristiky
3. Kmitočtové charakteristiky Po základním seznámení s programem ATP a jeho preprocesorem ATPDraw následuje využití jednotlivých prvků v jednoduchých obvodech. Jednotlivé příklady obvodů jsou uzpůsobeny
způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu
Vodivost v pevných látkách způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu Pásový model atomu znázorňuje energetické stavy elektronů elektrony mohou
ASYNCHRONNÍ STROJE. Asynchronní stroje se užívají nejčastěji jako motory.
Význam a použití Asynchronní stroje se užívají nejčastěji jako motory. Jsou nejrozšířenějšími elektromotory vůbec a používají se k nejrůznějším pohonům proto, že jsou ze všech elektromotorů nejjednodušší
evm1 Vakuové vypínače vysokého napětí s integrovaným magnetickým pohonem, senzory, ochranami a ovládáním 12 17,5 kv 630 1250 A 16 31,5 ka
evm1 Vakuové vypínače vysokého napětí s integrovaným magnetickým pohonem, senzory, ochranami a ovládáním 12 17,5 kv 630 1250 A 16 31,5 ka POPIS VÝBĚR A OBJEDNÁNÍ VYPÍNAČŮ SPECIFICKÉ CHARAKTERISTIKY VÝROBKU
Externí paměť pro elektroniku (a obory příbuzné)
Externí paměť pro elektroniku (a obory příbuzné) Neničit, nečmárat, nekrást, netrhat a nepoužívat jako podložku!!! Stejnosměrný a střídavý proud... Efektivní hodnoty napětí a proudu... Střední hodnoty
Kompenzační kondenzátory FORTIS MKP G
KBH Energy a. s. Na Spravedlnosti 1533 530 02 Pardubice, Czech Republic e-mail: kbh@kbh.cz www.kbh.cz Kompenzační kondenzátory FORTIS MKP G standard ČSN EN 60831-1,2 plynný impregnant, MKP G instalace
VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V KOVECH
I N V E S T I C E D O O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í VEDENÍ ELEKTICKÉHO POD V KOVECH. Elektrický proud (I). Zdroje proudu elektrický proud uspořádaný pohyb volných částic s elektrickým nábojem mezi dvěma
Povrchové kalení. Teorie tepelného zpracování Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2007
Povrchové kalení Teorie tepelného zpracování Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2007 Vlastnosti rychlých ohřevů Ohřívá se jen povrchová vrstva Ohřev
Commander SK. EF www.controltechniques.cz. Technická data. Měniče kmitočtu určené k regulaci otáček asynchronních motorů
EF Technická data Commander SK Měniče kmitočtu určené k regulaci otáček asynchronních motorů ové velikosti A až C a 2 až 6 Základní informace Výrobce odmítá odpovědnost za následky vzniklé nevhodnou, nedbalou
CZ.1.07/1.1.08/03.0009
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Elektrický proud Elektrický proud je uspořádaný tok volných elektronů ze záporného pólu ke kladnému pólu zdroje.
ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE. Přepěťové ochrany nízkého napětí
ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE Přepěťové ochrany nízkého napětí Jiří Živný 2013 Anotace Předkládaná diplomová práce je zaměřena
4. Magnetické pole. 4.1. Fyzikální podstata magnetismu. je silové pole, které vzniká v důsledku pohybu elektrických nábojů
4. Magnetické pole je silové pole, které vzniká v důsledku pohybu elektrických nábojů 4.1. Fyzikální podstata magnetismu Magnetické pole vytváří permanentní (stálý) magnet, nebo elektromagnet. Stálý magnet,
Fázory, impedance a admitance
Fázory, impedance a admitance 1 Dva harmonické zdroje napětí s frekvencí jsou zapojeny sériově a S použitím fázorů vypočítejte časový průběh napětí mezi výstupními svorkami, jestliže = 30 sin(100¼t);u
Základní informace o wolframu
Základní informace o wolframu 1 Wolfram objevili roku 1793 páni Fausto de Elhuyar a Juan J. de Elhuyar. Jedná se o šedobílý těžký tažný tvrdý polyvalentní kovový element s vysokým bodem tání, který se
DYNATECH OMEZOVAČ RYCHLOSTI STAR PLUS. LIFT COMPONENTS s.r.o. Na Novém poli 383/3, Karviná - Staré Město. Tel.: 596311393 596363351 Fax: 596312366
DYNATECH OMEZOVAČ RYCHLOSTI STAR PLUS Obsah 1, Představení... 3 2, Hlavní komponenty... 3 3, Provoz... 4 4, Připevnění k rámu... 11 5, Technická data... 11 6, Rozměry pro připojení enkóderu... 12 7, Vlastnosti
LOGIC. Stavebnice PROMOS Line 2. Technický manuál
ELSO, Jaselská 177 28000 KOLÍN, Z tel/fax +420-321-727753 http://www.elsaco.cz mail: elsaco@elsaco.cz Stavebnice PROMOS Line 2 LOGI Technický manuál 17. 04. 2014 2005 sdružení ELSO Účelová publikace ELSO
1 Přesnost měření efektivní hodnoty různými typy přístrojů
1 Přesnost měření efektivní hodnoty různými typy přístrojů Cíl: Cílem této laboratorní úlohy je ověření vhodnosti použití různých typů měřicích přístrojů při měření efektivních hodnot střídavých proudů
EUROTEST 61557. Použití Tech. parametry Rozsah dodávky PC software Volitelné příslušenství
Stránka č. 1 z 8 EUROTEST 61557 ILLKO Novinky Katalog Ceník Objednávka Kalibrační služby Výstavy+semináře Ke stažení EUROTEST 61557 - špičkový profesionální multifunkční přístroj pro provádění revizí dle
Odolné LNA pro 144 a 432MHz
Odolné LNA pro 144 a 432MHz Ing.Tomáš Kavalír, OK1GTH kavalir.t@seznam.cz, http://ok1gth.nagano.cz Uvedený článek si klade za cíl seznámit čtenáře s realizací poměrně jednoduchých a přesto dobře použitelných
Zdroj NTPI2EU ze setkání v ČB. Milan Horkel. Parametr Hodnota Poznámka. 50 x 72 x 28mm 50 x 35 x 28mm. Hmotnost 57g Zváženo včetně kabelu
Zdroj NTPI2EU ze setkání v ČB Milan Horkel Na letošním tradičním setkání radioamatérů v Českých Budějovicích se objevilo větší množství stejných napájecích zdrojů. Tak jsem jeden rozlousknul, abych zjistil,
ZÁKLADY TRASOVÁNÍ INŽENÝRSKÝCH SÍTÍ
ZÁKLADY TRASOVÁNÍ INŽENÝRSKÝCH SÍTÍ 11. vydání 10/11 Radeton s.r.o. tel: +420 5432 5 7777 Radeton SK s.r.o. tel: +421 (0)46 542 4580 Mathonova 23 fax: +420 5432 5 7575 J. Kollára 17 fax: +421 (0)46 542
Minia E44 MONITOROVACÍ RELÉ MMR-U3, MMR-X3
MMR-U3, MMR-X3 MOITOROVACÍ REÉ Monitorovací relé napětí MMR-U3 Ke sledování nadpětí, podpětí a výpadku fází. Relé je vybaveno výstupním přepínacím kontaktem 8 A. ze použít i pro jednofázové obvody. Sledování
MĚŘENÍ PORUCH PŘEDIZOLOVANÝCH POTRUBNÍCH SYSTÉMŮ POMOCÍ PŘENOSNÉHO REFLEKTOMETRU BDP
MĚŘENÍ PORUCH PŘEDIZOLOVANÝCH POTRUBNÍCH SYSTÉMŮ POMOCÍ PŘENOSNÉHO REFLEKTOMETRU BDP 103 Doplněk návodu k obsluze BDP 103 14.09.2000 (upraveno 15.02.2005) Tento doplněk předpokládá znalost Návodu k obsluze
Návod k montáži, obsluze a údržbě venkovních vypínačů GVR Recloser Hawker Siddeley Switchgear
Návod k montáži, obsluze a údržbě venkovních vypínačů GVR Recloser Hawker Siddeley Switchgear pro montáž na betonový sloup nebo příhradový stožár jmenovité napětí 15, 27 a 38 kv jmenovitý proud 630 A Venkovní
65-410 Univerzální modulový stmívac 1400 VA e
Návod na montáž a používání 1. Použití Pro rízení intenzity osvetlení (svetelného toku) všech stmívatelných záteží s výjimkou zárivek. Stmívac je vhodný pro stmívání odporové, indukcní nebo kapacitní záteže
Svarbazar. N á v o d k o b s l u z e. přídavného svařovacího usměrňovače UD 160. edition. www.svarbazar.cz - www stránky pro vaše svařování
N á v o d k o b s l u z e přídavného svařovacího usměrňovače UD 160 Svarbazar edition Obsah: 1. Popis 2. Technické údaje 3. Připojení ke svařovacímu transformátoru 4. Podmínky bezvadné funkce 5. Použití
Kovově kryté rozvaděče VN
Příloha 2 Technická specifikace předmětu veřejné zakázky Kovově kryté rozvaděče VN Zpracovatel: Jan Vrzal, E.ON Česká republika, s.r.o. /981-3233 Platnost od: Revize: Technický list 1. POPIS PŘEDMĚTU Specifikace
Aktivní hromosvody Poãítadlo úderû bleskû
Aktivní hromosvody Poãítadlo úderû bleskû Aktivní ochrana proti bleskům Systém SCHIRTEC A Nezbytnost montovat na budovy hromosvody, jímací síť a uzemňovací vodiče vede k tomu, že konvenční ochrana proti
MT-1710 Digitální True-RMS multimetr
MT-1710 Digitální True-RMS multimetr 1. Úvod Tento přístroj je stabilní a výkonný True-RMS digitální multimetr napájený pomocí baterie. Díky 25 mm vysokému LCD displeji je snadné číst výsledky. Navíc má
Pinzeta R/C/D pro SMD s automatickým skenováním
Pinzeta R/C/D pro SMD s automatickým skenováním Návod k obsluze 1. OBECNÝ POPIS Pinzeta R/C/D pro SMD umožňuje rychlé a přesné měření drobných součástek plošných spojů. Abyste mohli měřící přístroj využívat
Motor s kotvou nakrátko. Konstrukce: a) stator skládá se: z nosného tělesa (krytu) motoru svazku statorových plechů statorového vinutí
Trojfázové asynchronní motory nejdůležitější a nejpoužívanější trojfázové motory jsou označovány indukční motory magnetické pole statoru indukuje v rotoru napětí a vzniklý proud vyvolává sílu otáčející
Datum tvorby 15.6.2012
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0581 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_01_Lineární prvky el_obvodů Název školy Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Autor Ing. Miroslav Krýdl Tematická
Zesilovač s tranzistorem MOSFET
Cvičení 8 Zesilovač s tranzistorem MOFET Nastavení klidového pracovního bodu a mezní parametry tranzistoru imulace vlivu teploty na polohu P, stabilizace Náhradní Lineární Obvod tranzistoru MOFET, odečet
GIR 230 Pt Verze 1.1
E33.0.11.6B-00c zapojení a návod k obsluze GIR 230 Pt strana 1 z 14 Zapojení a návod k obsluze GIR 230 Pt Verze 1.1 GREISINGER electronic GmbH E33.0.11.6B-00c zapojení a návod k obsluze GIR 230 Pt strana
ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE
ZÁPADOČESKÁ NIVEZITA V PLZNI FAKLTA ELEKTOTECHNICKÁ KATEDA ELEKTOENEGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PÁCE Výkonový zesilovač s komplementárním diferenčním vstupem Michal Drnek 04 Výkonový zesilovač s komplementárním
i ma Teorie: Měření budeme provádět podle obr. 1. Obr. 1
117 Pomůcky: Systém ISES, moduly: ampérmetr, capacity-meter, kondenzátor na destičce, regulovatelný zdroj elektrického napětí (např. PS 32A), přepínač, sada rezistorů, 6 spojovacích vodičů, soubory: vybij1.imc,
Signálové a mezisystémové převodníky
Signálové a mezisystémové převodníky Tyto převodníky slouží pro generování jednotného nebo unifikovaného signálu z přirozených signálů vznikajících v čidlech. Často jsou nazývány vysílači příslušné fyzikální
AD1M14VE2. Přednášející: Ing. Jan Bauer Ph.D. bauerja2(at)fel.cvut.cz. Speciální aplikace výkonové elektroniky + řízení pohonů
AD1M14VE2 Přednášející: Ing. Jan Bauer Ph.D. bauerja2(at)fel.cvut.cz Obsah: Speciální aplikace výkonové elektroniky + řízení pohonů Harmonogram: 7+ soustředění Literatura: Skripta Výkonová elektronika
(Nelegislativní akty) ROZHODNUTÍ
14.5.2011 Úřední věstník Evropské unie L 126/1 II (Nelegislativní akty) ROZHODNUTÍ ROZHODNUTÍ KOMISE ze dne 26. dubna 2011 o technické specifikaci pro interoperabilitu subsystému Energie transevropského
Kroužek elektroniky 2010-2011
Dům dětí a mládeže Bílina Havířská 529/10 418 01 Bílina tel. 417 821 527 http://www.ddmbilina.cz e-mail: ddmbilina@seznam.cz Kroužek elektroniky 2010-2011 Dům dětí a mládeže Bílina 2010-2011 1 (pouze pro
Koncepce řešení vlastní spotřeby ve stanicích přenosové soustavy. Auxiliary Design Concept in Transmission System Substations
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta elektrotechnická Katedra elektroenergetiky Koncepce řešení vlastní spotřeby ve stanicích přenosové soustavy Auxiliary Design Concept in Transmission System
+ ω y = 0 pohybová rovnice tlumených kmitů. r dr dt. B m. k m. Tlumené kmity
Tlumené kmit V praxi téměř vžd brání pohbu nějaká brzdicí síla, jejíž původ je v třecích silách mezi reálnými těles. Matematický popis těchto sil bývá dosti komplikovaný. Velmi často se vsktuje tzv. viskózní
Pinzeta R/C pro SMD NÁVOD K OBSLUZE
Pinzeta R/C pro SMD NÁVOD K OBSLUZE 1. OBECNÝ POPIS Pinzeta R/C pro SMD umožňuje rychlé přesné měření drobných součástek plošných spojů. Abyste mohli měřící přístroj využívat v plné míře, přečtěte si pozorně
Základní pojmy. T = ϑ + 273,15 [K], [ C] Definice teploty:
Definice teploty: Základní pojmy Fyzikální veličina vyjadřující míru tepelného stavu tělesa Teplotní stupnice Termodynamická (Kelvinova) stupnice je určena dvěma pevnými body: absolutní nula (ustává termický
sf_2014.notebook March 31, 2015 http://cs.wikipedia.org/wiki/hudebn%c3%ad_n%c3%a1stroj
http://cs.wikipedia.org/wiki/hudebn%c3%ad_n%c3%a1stroj 1 2 3 4 5 6 7 8 Jakou maximální rychlostí může projíždět automobil zatáčku (o poloměru 50 m) tak, aby se navylila voda z nádoby (hrnec válec o poloměru