Основными элементами разработанной модели в среде Matlab/simulink для моделирования процессов коммутации БСК-110 явились элементы, представленные на рис. 1.
При этом главным элементом, отсутствующим в стандартной библиотеке, является разработанная модель высоковольтного выключателя 110 кВ, представленная на рис. 2.
Основой разработанной модели является математическая модель горения дуги «Шварца» [1], которая, в свою очередь, является модификаций модели Майера, для которой постоянная времени электрической дуги и мощность охлаждения зависят от проводимости электрической дуги:
где: g – проводимость электрической дуги;
u – напряжение электрической дуги;
i – ток электрической дуги;
τ – постоянная времени электрической дуги;
a – параметр, влияющий на зависимость проводимости (g) от постоянной времени (τ);
Р – постоянная мощности охлаждения;
b – параметр, влияющий на зависимость проводимости (g) от мощности охлаждения.
Все приведенные параметры могут быть заданы в разработанной модели. Проводимость электрической дуги g следует ограничивать значением не ниже 1·10–10 для того, чтобы исключить вычислительные ошибки.
В ходе экспериментов были получены базовые параметры для моделирования (рис. 3).
Полученные результаты компьютерного моделирования процесса повторного зажигания и записанные осциллограммы реальных процессов коммутации БСК-110 моделирования качественно схожи [2].
После многочисленных расчетов при моделировании процессов коммутации БСК-110 были сделаны выводы об оптимальных моментах включения и отключения в зависимости от наличия или отсутствия разновременности, а также положения точки коммутации на осциллограмме тока или напряжения.
Все проделанные измерения выполнялись с дискредитацией в 1 мс и, следовательно, в 18 электрических градусов, определены моменты начала включения и отключения относительно первого базового полюса.
Были рассмотрены следующие режимы, отражающие способы отключения и параметры высоковольтного выключателя: