Arcing Ground Fault (Three-Phase)

Страница в процессе разработки.

Моделирование перемежающегося дугового однофазного замыкания на землю в трехфазной электрической сети.

Тип: SubSystem

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Electrical/Utilities/Arcing Ground Fault (Three-Phase)

Описание

Блок Arcing Ground Fault (Three-Phase) моделирует дуговое однофазное замыкание на землю.

Процессы при дуговом замыкании моделируются на основе представления дугового промежутка ключом, который управляется по следующему алгоритму:

Ключ замыкается при достижении заданного пробивного напряжения на поврежденной фазе.
Погасание дуги происходит при одном из задаваемых в расчете переходов тока в месте замыкания через ноль, Petersen (high-frequency i == 0) по нулю при высокочастотных колебаниях тока или Peters & Slepian (fundamental harmonic i == 0) по нулю тока промышленной частоты.

Блок может вызывать короткое замыкание (КЗ) как по времени, так и по событию. Дуга разрешена, пока активен хотя бы один триггер.

Для КЗ, основанного на времени, укажите время активации КЗ, используя параметр Fault start time. КЗ становится неактивным по истечении указанной продолжительности КЗ.

Для КЗ, основанного на событии, укажите порог активации КЗ, используя параметр Fault threshold. Внешний управляющий сигнал F управляет возможностью перекрытия дугового КЗ.

На рисунке ниже показана эквивалентная электрическая схема блока.

fault three phase 1

Чтобы определить сопротивление в эквивалентной цепи, используйте соответствующие уравнения из таблицы ниже.

Режим КЗ

Значение

Нет / неактивен

Бесконечность/разомкнутая цепь

Однофазное (на землю)

В таблице:

— сопротивление между -фазой и нейтральной точкой соединения звездой;
— сопротивление между -фазой и нейтральной точкой соединения звездой;
— сопротивление между -фазой и нейтральной точкой соединения звездой;
— сопротивление между нейтральной точкой соединения звездой и электрическим заземлением;
— значение параметра Faulted phase-neutral resistance, Ohm;
— значение параметра Faulted neutral-ground resistance, Ohm;
— значение параметра Unfaulted phase-neutral conductance, 1/Ohm.

Порты

Ненаправленные

# ~ — трехфазный порт
электричество

Details

Трехфазный электрический порт для подключения блока к цепи.

Имя для программного использования

~

Вход

# F — внешний триггер повреждения
скаляр

Details

Внешний сигнал для вызова короткого замыкания (КЗ).

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок Enable external fault trigger.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Main

Main group

# Failure mode — вид повреждения
None | Single-phase to ground (a-g) | Single-phase to ground (b-g) | Single-phase to ground (c-g)

Details

Тип КЗ для моделирования. Доступны следующие варианты:

None — КЗ отсутствует;
Single-phase to ground (a-g);
Single-phase to ground (b-g);
Single-phase to ground (c-g).

Значения	`None` \| `Single-phase to ground (a-g)` \| `Single-phase to ground (b-g)` \| `Single-phase to ground (c-g)`
Значение по умолчанию	`None`
Имя для программного использования	`fault_phase`
Вычисляемый	Да

# Faulted neutral-ground resistance, Ohm — сопротивление нейтраль-земля при повреждении

Details

Сопротивление между нейтральной точкой и землей при активном КЗ.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Failure mode одно из следующих значений:

Single-phase to ground (a-g);
Single-phase to ground (b-g);
Single-phase to ground (c-g).

Значение по умолчанию	`1e-3`
Имя для программного использования	`R_ng`
Вычисляемый	Да

# Faulted phase-neutral resistance, Ohm — сопротивление фаза-нейтраль при повреждении

Details

Сопротивление между фазой и нейтральной точкой при активном КЗ.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Failure mode одно из следующих значений:

Single-phase to ground (a-g);
Single-phase to ground (b-g);
Single-phase to ground (c-g).

Значение по умолчанию	`1e-3`
Имя для программного использования	`R_pn`
Вычисляемый	Да

# Unfaulted phase-neutral conductance, 1/Ohm — проводимость фаза-нейтраль без повреждения

Details

Проводимость между неповрежденной фазой и нейтральной точкой.

Значение по умолчанию	`1e-6`
Имя для программного использования	`G_pn`
Вычисляемый	Да

External Trigger

# Enable external fault trigger — запуск КЗ по внешнему сигналу

Details

Установите этот флажок, чтобы включить запуск КЗ по внешнему сигналу F.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`external`
Вычисляемый	Да

# Fault threshold — пороговое значение, вызывающее КЗ

Details

КЗ возникает, когда внешний сигнал пересекает пороговое значение в направлении, указанном в условии КЗ (External fault trigger).

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable external fault trigger.

Значение по умолчанию	`0.5`
Имя для программного использования	`control_signal_threshold`
Вычисляемый	Да

# External fault trigger — условие для КЗ
Faulted if F ≥ Fault threshold | Faulted if F ≤ Fault threshold

Details

Выберите условие, при котором возникает КЗ:

Faulted if F ≥ Fault threshold — КЗ возникает, когда значение внешнего сигнала становится больше или равно значению параметра Fault threshold;
Faulted if F ≥ Fault threshold — КЗ возникает, когда значение внешнего сигнала становится меньше или равно значению параметра Fault threshold.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable external fault trigger.

Значения	`Faulted if F ≥ Fault threshold` \| `Faulted if F ≤ Fault threshold`
Значение по умолчанию	`Faulted if F ≥ Fault threshold`
Имя для программного использования	`condition`
Вычисляемый	Да

# Fault resets when fault trigger reverts — прекращение КЗ при восстановлении сигнала срабатывания

Details

Установите этот флажок для прекращения КЗ в момент, когда значение внешнего сигнала F перестает удовлетворять условию External fault trigger.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable external fault trigger.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`resettable`
Вычисляемый	Да

Temporal Trigger

# Enable temporal fault trigger — включить временной триггер повреждения

Details

Установите этот флажок, чтобы включить запуск КЗ по времени.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`temporal`
Вычисляемый	Да

# Fault start time — время начала повреждения

Details

Время моделирования, при наступлении которого блок переходит в состояние КЗ.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable temporal fault trigger.

Значение по умолчанию	`1.0`
Имя для программного использования	`start_time`
Вычисляемый	Да

# Fault duration — длительность повреждения

Details

Время продолжительности моделирования КЗ. Блок выходит из состояния КЗ по истечении заданного времени.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable temporal fault trigger.

Значение по умолчанию	`0.1`
Имя для программного использования	`duration`
Вычисляемый	Да

Arc Decay Control

# Allow arc decay when trigger is off — разрешить естественное гашение дуги после снятия триггера

Details

Управляет поведением уже горящей дуги после снятия общей команды повреждения.

При значении true снятие команды запрещает новые пробои, но существующая дуга продолжает гореть до гашения по выбранной модели. При значении false дуга гасится сразу после снятия команды повреждения.

Значение по умолчанию	`true (включено)`
Имя для программного использования	`allow_arc_decay`
Вычисляемый	Да

First Fault Voltage Phase Control

# Enable voltage phase control — включить управление фазой напряжения первого повреждения

Details

Синхронизирует первое зажигание дуги с фазой напряжения в месте повреждения. Блок обнаруживает переход напряжения вверх через ноль и вводит задержку, соответствующую параметру Voltage phase shift, deg. При заданной фазе дуга загорится только при соблюдении всех условий зажигания, в том числе и напряжения зажигания.

Значение по умолчанию	`true (включено)`
Имя для программного использования	`enable_voltage_phase_control`
Вычисляемый	Да

# Fundamental frequency, Hz — частота основной гармоники

Details

Задает частоту сети, используемую для преобразования углового сдвига в задержку времени для синхронизации первого зажигания дуги с фазой напряжения. Внутренняя задержка рассчитывается как Voltage phase shift, deg / (360 * Fundamental frequency, Hz).

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable voltage phase control.

Значение по умолчанию	`50.0`
Имя для программного использования	`f_fundamental`
Вычисляемый	Да

# Voltage phase shift, deg — фазовый сдвиг напряжения

Details

Задает угол от обнаруженного перехода напряжения поврежденной фазы вверх через ноль до разрешения первого зажигания дуги.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable voltage phase control.

Значение по умолчанию	`90.0`
Имя для программного использования	`voltage_phase_shift`
Вычисляемый	Да

Arc parameters

Arc Model

# Arc model by — модель гашения дуги
Petersen (high-frequency i == 0) | Peters & Slepian (fundamental harmonic i == 0)

Details

Задает теорию гашения дуги:

По теории Petersen (high-frequency i == 0) дуга гасится при первом переходе через ноль высокочастотного тока дуги.
По теории Peters & Slepian (fundamental harmonic i == 0) дуга гасится при более медленном переходе через ноль тока основной гармоники.

arcing ground fault three phase 1

Значения	`Petersen (high-frequency i == 0)` \| `Peters & Slepian (fundamental harmonic i == 0)`
Значение по умолчанию	`Petersen (high-frequency i == 0)`
Имя для программного использования	`arc_model`
Вычисляемый	Да

Time-Delay Parameters

# Delay mode — способ определения задержки до гашения
Time delay | Zero crossing

Details

Устанавливает, как модель Peters & Slepian (fundamental harmonic i == 0) определяет при каком пересечении током нуля можно гасить дугу:

Time delay — использует установленное время ожидания Waiting time after the ignition, s после зажигания, а затем разрешает гасить дугу при пересечении нуля. Так, на рисунке ниже Waiting time after the ignition, s = 0.008 с, по истечении этого времени первое пересечение нуля током гасит дугу.
Zero crossing — ожидает переход через ноль отфильтрованного тока основной гармоники, и после его наступления, при пересечении нуля реальным током, гасит дугу.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Arc model by значение Peters & Slepian (fundamental harmonic i == 0).

Значения	`Time delay` \| `Zero crossing`
Значение по умолчанию	`Time delay`
Имя для программного использования	`delay_mode`
Вычисляемый	Да

# Waiting time after the ignition, s — время ожидания после зажигания

Details

Задает фиксированный интервал от момента зажигания дуги до формирования условия ее гашения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Arc model by значение Peters & Slepian (fundamental harmonic i == 0), а для параметра Delay mode значение Time delay.

Значение по умолчанию	`0.01`
Имя для программного использования	`waiting_time`
Вычисляемый	Да

# Natural frequency of low-pass filter, Hz — собственная частота фильтра нижних частот

Details

Собственная частота фильтра нижних частот второго порядка, применяемого к току повреждения для выделения основной гармоники.

Зависимости

Значение по умолчанию	`120.0`
Имя для программного использования	`filter_natural_frequency`
Вычисляемый	Да

Arc Ignition

# Arc ignition voltage type — тип напряжения зажигания дуги
Constant | Constant + pulse

Details

Задает закон изменения напряжения зажигания. Дуга может зажечься, когда модуль напряжения поврежденной фазы не меньше текущего напряжения зажигания.

Constant — использует постоянное напряжение зажигания.
Constant + pulse — периодически пульсирующее напряжение зажигания между максимальным и минимальным уровнями.

Значения	`Constant` \| `Constant + pulse`
Значение по умолчанию	`Constant`
Имя для программного использования	`ignition_voltage_type`
Вычисляемый	Да

# Arc ignition voltage, V — постоянное напряжение зажигания дуги

Details

Постоянное напряжение зажигания дуги.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Arc ignition voltage type значение Constant.

Значение по умолчанию	`6000.0`
Имя для программного использования	`v_ignition_constant`
Вычисляемый	Да

# Arc ignition voltage [max, min] — максимальное и минимальное напряжения зажигания

Details

Двухэлементный вектор [Vmax, Vmin] пульсирующего напряжения зажигания дуги. Пульсация происходит на этих двух значениях.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Arc ignition voltage type значение Constant + pulse.

Значение по умолчанию	`[6000.0, 600.0]`
Имя для программного использования	`v_ignition_pulse`
Вычисляемый	Да

# Period, s — период изменения напряжения зажигания

Details

Период пульсирующего напряжения зажигания.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Arc ignition voltage type значение Constant + pulse.

Значение по умолчанию	`1.0`
Имя для программного использования	`arcing_pulse_period`
Вычисляемый	Да

# Pulse width, % of period — ширина импульса

Details

Ширина импульса пульсирующего напряжения зажигания.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Arc ignition voltage type значение Constant + pulse.

Значение по умолчанию	`50.0`
Имя для программного использования	`arcing_pulse_width`
Вычисляемый	Да

# Phase delays, s — задержка импульсного порога

Details

Задержка перед генерацией первого импульса пульсирующего напряжения зажигания в секундах.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Arc ignition voltage type значение Constant + pulse.

Значение по умолчанию	`0.0`
Имя для программного использования	`arcing_phase_delay`
Вычисляемый	Да

Arc Limitations

# Enable ignition number limit — ограничить количество зажиганий

Details

Включает лимит количества зажиганий дуги.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_ignition_number_limit`
Вычисляемый	Да

# Number of ignitions N — максимальное количество зажиганий

Details

Лимит количества зажиганий дуги.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable ignition number limit.

Значение по умолчанию	`3`
Имя для программного использования	`N_ignitions`
Вычисляемый	Да

# Enable time delay — включить паузы между зажиганиями

Details

Включает дополнительные временные паузы между последовательными зажиганиями дуги.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Enable ignition number limit.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_time_delay`
Вычисляемый	Да

# Time delays between ignitions [t[1] .. t[N-1]], s — задержки между зажиганиями

Details

Задает вектор задержек между последовательными зажиганиями. Элемент t[1] это время паузы между зажиганием первой дуги и разрешением на зажигание второй, t[2] — между вторым и третьим и так далее. При N = 1 задайте пустой вектор []. Для N зажиганий задайте N − 1 значений. Если вектор пауз длиннее N − 1, то исполняются только первые N − 1 пауз. Если вектор пауз короче N − 1, то остальные зажигания исполняются без пауз.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажки Enable ignition number limit и Enable time delay.

Значение по умолчанию	`[0.1, 0.2]`
Имя для программного использования	`time_delays_between_ignitions`
Вычисляемый	Да