Przepięcia występujące w sieciach elektroenergetycznych podczas wyłączania urządzeń pod obciążeniem

W artykule przedstawiono zagadnienie przepięć powstających w trakcie wyłączania transformatorów w rzeczywistych układach zasilania. Analizowane sieci zasilane są z typowych kopalnianych pól rozdzielczych, w których zabudowano wyłączniki lub styczniki 6 kV próżniowe bądź oparte o gasiwo w postaci gazu z sześciofluorkiem siarki (SF6). Z uwagi na szybkie zmiany technologiczne w rozwiązaniach konstrukcyjnych styczników i wyłączników około dziesięciokrotnemu skróceniu uległy czasy własne wyłączania obwodów zasilanych. Skrócenie czasu rozłączania obwodów zasilających skutkuje znaczącym wzrostem wielkości napięcia po zadziałaniu stycznika lub wyłącznika. Mając na uwadze, że urządzenia te są zainstalowane w strefach zagrożonych wybuchem, podjęto próbę obliczenia wielkości tych przepięć w oparciu o rzeczywiste, istniejące na kopalniach układy zasilania.

---

This paper presents the issue of overvoltages when switching off transformers in actual power supply systems. The analysed power supply networks for transformers are powered from typical mining substation bays with 6 kV vacuum or sulfur hexafluoride (SF6) circuit breakers or contractors. Given fast technological changes in design solutions for contractors and circuit breakers, switching-off times of supplied circuits have gone down ten times. Shorter switching-off times of supplied circuits cause a considerable increase in voltage once the contractor or circuit breaker activates. Due to the fact that such devices are installed in potentially explosive atmospheres, an attempt has been made to calculate such overvoltages based on actual power supply systems in mines. From the point of view of operation safety, an important result of the calculations is the presence of the pulsatance difference before and after circuit breaker deactivation (ωN2-ω2) in the denominator of the formula (14) for recovery voltage. This is of cardinal importance for safety. When the value of pulsatance after circuit breaker deactivation (ωN) is similar to this value before circuit breaker deactivation (ω), the denominator then approaches 0, and recovery voltage up(t) approaches infinity. Therefore, when power services of mines plan to modernise their power grid, it is always recommended to recalculate the portion of the grid so as to avoid the pulsatance value before and after circuit breaker deactivation becoming equal (ωN = ω).