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回路ブレーカーの Cassie アーク モデルおよび Mayr アーク モデル

この例では、Cassie アーク モデルおよび Mayr アーク モデルを使用した高電圧回路ブレーカーの遮断のシミュレーションを示します。

P.H. Schavemaker, Power Systems Laboratory, Delft University of Technology, the Netherlands.P.H.Schavemaker@its.tudelft.nl

説明

2 つの同一回路が表示されます。1 つは Cassie アーク モデルで、もう 1 つは Mayr アーク モデルです。回路は、短線故障を遮断する回路ブレーカーの単純な表現です。回路ブレーカーのソース側に、(2 パラメーター IEC) 過渡回復電圧を再生成するために回路が指定され、ライン側の RLC 回路が、短絡回路の短い送電線を表します。

アークの非線形動作のため、この問題の解決にはスティッフ ソルバーを推奨します。

シミュレーション

回路ブレーカーの遮断は、[Start/Pause Simulation] ボタンで開始できます。Cassie アーク モデル (黄色) と Mayr アーク モデルの電圧および電流は、2 つのスコープに表示されます。

図 2: Cassie アーク モデルと Mayr アーク モデルの電圧比較

図 3: Cassie アーク モデルと Mayr アーク モデルの電流比較

次の観察は、シミュレーションから明らかになります。アークは非線形抵抗として動作するため、アークの電流および電圧は同時にゼロ値を通過します。その時、アーク経路への電源入力がゼロであるため、電流ゼロクロッシングは、遮断が発生する場所です。

Cassie アーク モデルは、高電流範囲で一定のアーク電圧を持ちますが、Mayr アーク モデルは、電流ゼロクロッシングに近くで増加するアーク電圧 (消頂点) を示します。

Cassie アーク モデルは、短絡電流の遮断に失敗しますが、Mayr アーク モデルは短絡電流を遮断し、電流ゼロクロッシング直後に 0.6A のアーク後の小電流を示します。この電流は、有限アーク抵抗で増大した過渡回復電圧によって発生します。

Mayr アーク モデル (正常な遮断) の場合、過渡回復電圧 (TRV) は、ブレーカーで増大します。この電圧は、2 つのパラメーター TRV とライン側の高周波電圧振動によって構成され、拡大することによって観察できます。

追加メモ

モデル化の制約により、このモデルはアクセラレータ モードでは実行できません。