Modelovanje elemenata sistema

1. Modelovanje elemenata sistema Modelovanje atmosferskog pražnjenja

2. Iup Zc Kanal atmosferskog pražnjenja

3. Talasni oblik struje pražnjenja • Dvostruko eksponencijalna funkcija • Eksponencijalno čelo i konstantno začelje • Talas linearnog čela i linearnog začelja • Talas linearnog čela i konstantnog začelja

4. Dvostruko eksponencijalni oblik strujnog talasa-analitički izraz I(t)= Im (e-a t - e -b t)

5. Dvostruko eksponencijalni talas-vreme čela B A T1 T2 TČ-vreme čela, vreme uspona, vreme porasta linearizovanog čela od tačke A do tačke B T1-Vreme porasta do 30 % , T2-Vreme porasta do 90 %

6. Dvostruko eksponencijalni oblik strujnog talasa-začelje Tz Tz -vreme do polovine vrednosti, vreme začelja

7. Uprošćen eksponencijalni oblik-za analitičko modelovanje • Uprošćeni eksponencijalni talas

8. Talas linearnog čela i linearnog začelja-čelo Tč TČ-Vreme čela talasa je vreme do maksimuma

9. Talas linearnog čela i linearnog začelja-začelje TZ • Tz -vreme do polovine vrednosti

10. Talas linearnog čela i linearnog začelja • Analitički izraz za ovakav talas ima oblik: • Strmina struje na čelu talasa: • Brzina opadanja struje na začelju talasa:

11. Talas linearnog čela i konstantnog začelja

12. Talas linearnog čela i konstantnog začelja • Analitički izraz za ovaj oblik talasa je:

13. Talas beskonačne strmine čela i konstantnog začelja

14. Model kanala groma

15. Model kanala groma

16. Iup Iup Iod Udar u dobro uzemljeni objekat Iod = Iup za dobro uzemljen objekat zbog totalne refleksije struje od uzemljivača Ig=2 Iup Ukupna struja groma Predpostavka: karakteristična impedanasa kanala groma i stuba jednake-Zg=Zs, nema refleksije od vrha stuba. Ruz

17. Zg Zg Iup Iup Zf Zf Iup=Ig/2 Zg Iup/2=Ig/4 Iup/2=Ig/4 Zf/2 Udar u fazni provodnik Ig=struja u dobro uzemljen objekat Iup=Ig/2 Uf=Zf Ig/4

18. Model kanala groma • Kanal groma se modeluje neograničeno dugačkim vodom karakteristične impedanse Zg po kome nailazi upadni naponski talas trenutne vrednosti napona: • I (t) – Ukupna struja groma u dobro uzemljeni objekat, čiji se oblik modeluje nekim od ranije opisanih modela, • Uup (t) – Upadna komponenta napona po kanalu groma.

19. Karakteristična impedansa kanala groma • Zg = 300Ω – pri analizi udara groma u uzemljene delove vodova i postrojenja, pri velikim strujama pražnjenja. • Zg = 3000Ω – pri analizi udara groma u fazni provodnik mimo zaštitnog užeta, kada su očekivane struje pražnjenja manje od 20 kA.

20. Modelovanje zaštitnog užeta • Zaštitno uže se modeluje kao provodnik karakteristične impedanse Zu i dužine d između dva susedna stuba. • Hef – efektivna visina zaštitnog užeta iznad zemlje • Hst – visina stuba • f – ugib zaštitnog užeta na sredini raspona • Ru – poluprečnik užeta • Kritični napon korone: • m – koeficijent glatkosti provodnika • δ – specifična gustina vazduha

21. Editovanje preporučenih vrednosti • Pre početka editovanja parametara elemenata unose se preporučene vrednosti parametara elemenata • Nazivni napon mreže • Parametri faznog provodnika (visina vešanja, ugib, poluprečnik, broj provodnika u snopu, rastojanje provodnika u snopu, preporučena dužina) • Parametri zaštitnog užeta (visina vešanja, ugib, poluprečnik, preporučena dužina)

22. Preporučene vrednosti • Pre početka editovanja se unose preporučene vrednosti • Za svaki elemenat koji se kasnije edituje preporučene vrednosti se automatski prikazuju-po potrebi se mogu modifikovati

23. Editovanje zaštitnog užeta ili • Orijentacija • Prvi čvor-povezuje se sa čvorom predhodnog elementa • Drugi čvor • Dužina (m) • Karakteristična impedansa • Poluprečnik zaštitnog užeta • Beskonačan vod (da ili ne) • Postoji korona (da ili ne)

24. Modelovanje faznog provodnika • Model faznog provodnika je identičan modelu zaštitnog užeta, osim za vodove u snopu. Kod ovakvih vodova se proračun karakteristične impedanse vrši korišćenjem izraza za ekvivalentni prečnik provodnika u snopu Rekv: • n – broj provodnika u snopu • Rs – poluprečnik kruga opisan iz centra snopa koji prolazi kroz centar svakog od provodnika raspoređenih u temenima pravilnog mnogougla • Rp – poluprečnik pojedinih provodnika unutar snopa. • Karakteristična impedansa faznog provodnika: • Hef – efektivna visina faznog užeta iznad zemlje • Hv – visina vešanja provodnika na stubu • fp – ugib zaštitnog užeta na sredini raspona • Kritična vrednost napona korone: • k – koeficijent koji uvažava efekat slabljenja polja kod provodnika u snopu. • Kritično električno polje Ekr se računa na isti način kao kod zaštitnog. Umesto Ru u izrazu je Rekv.

25. Editovanje faznog provodnika Vertikalna orijentacija za sabirnice • Orijentacija • Prvi čvor-povezuje se sa čvorom predhodnog elementa • Drugi čvor • Dužina (m) • Karakteristična impedansa • Poluprečnik zaštitnog užeta, broj provodnika u snopu • Beskonačan vod (da ili ne) • Postoji korona (da ili ne)

26. Modelovanje dalekovodnog stuba Dalekovodni stub se najčešće modeluje kao kratak vod konstantne karakteristične impedanse na čijem se drugom kraju nalazi otpornost uzemljenja. • Razlikujemo Kompleksan metalni stub sa zaštitnim užetomi Jednostavan metalni stub bez zaštitnog užeta

27. Jednostavan metalni stubstub bez zaštitnog užeta I-iskrište T-stub H-visina Zt-karakteristična impedansa Ruz

28. Model izolatora kod jednostavnog metalnog stuba Model izolatora nije sastavni deo jednostavnog metalnog stuba Iskrište - R= za U<Upresk R=0 za U>Upresk

29. Modelovanje dalekovodnog stubaDvosistemski stub tipa bure • Karakteristična impedansa: • H – visina stuba u (m) • R – poluprečnik osnove stuba u (m)

30. Modelovanje dalekovodnog stubaStub tipa jelka • Karakteristična impedansa: • H – visina stuba u (m) • R – poluprečnik osnove stuba u (m)

31. 1 1 4 4 2 6 6 2 3 Model stuba sa užetom 1-gornji deo stuba 2-donji deo stuba 5 3-uzemljivač 5 4-konzola 5-iskište-model izolatora 6-izolator-model luka 3

32. d Model izolatora Iskrište - R= za U<Upresk R=0 za U>Upresk Model luka posle preskoka Zc=Zs karakt. Impedansa kao stuba

33. 1 1 2 2 3 Prikaz kompleksnog metalnog stuba 4 4 6 6 3

34. Modelovanje dalekovodnog stubaPortalni stub • Karakteristična impedansa: • H – visina stuba • R – ekvivalentni poluprečnik kraka stuba • B – razmak između krakova

35. Modelovanje dalekovodnog stubaY stub • Karakteristična impedansa: • R – ekvivalentni poluprečnik stuba na najužem mestu • H – visina stuba

36. Modelovanje preskoka na izolaciji voda • Eksperimentalna volt – sekundna karakteristika izolacije • 50% preskočni napona u zavisnosti od vremena do preskoka za standardni oblik naponskog talasa 1,2/50 µs (volt – sekundna karakteristika izolacije ili V – t kriva). • Analitički oblik V – t krive: • Preporučene vrednosti konstanti: K1 = 400d i K2 = 710d,gde je d međuelektrodni razmak u m.

37. V – t karakteristika izolacije izolatorskog lanca

38. Editovanje preskočne karakteristike sa 6 tačaka u programu Tačke T1 i T6 se ne edituju, već se automatski dodeljuju Upresk T1=0 T6=1s t2 t3 t4 t5 t(ms)

39. Metoda površine • U (t) – vremenska funkcija primenjenog napona • k – empirijska konstanta koja se može usvojiti u jednostavnijoj verziji izraza da iznosi k = 1 • A – mera naprezanja izolacije • t0 – trenutak kada naponski talas prvi put pređe napon U0 • Kada je A > Akr dolazi do preskoka.

40. Zamenska šema transformatora • Otvoren vod: • Modelovanje ulaznom kapacitivnošću: Modelovanje paralelnom vezom ulazne kapacitivnosti i otpornosti koja je brojno jednaka karakterističnoj impedansi: