Моделювання вимикання надшвидкодіючого  бездугового вимикача постійного струму

Гліб  Стрункін; Андрій  Шамрай

doi:10.25140/2411-5363-2025-4(42)-414-419

Автор(и)

Гліб Стрункін “Pluton IC” LLC (Zaporizhia), Україна https://orcid.org/0009-0009-1719-4132
Андрій Шамрай Національний університет «Запорізька Політехніка», Україна https://orcid.org/0009-0007-3516-1989

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-4(42)-414-419

Ключові слова:

надшвидкодіючий вимикач, вакуумна камера, постійний струм, імітаційна модель, PSIM, вимикання струму короткого замикання

Анотація

Наведено відомості про захист контактної мережі постійного струму міського електричного транспорту та метрополітену. Показано, що підвищити швидкодію автоматичних вимикачів можливо при застосуванні комутації струмів короткого замикання за допомогою вакуумної камери. Для гасіння дуги в вакуумній камері запропоновано методи розряду попередньо зарядженого конденсатора у протифазі струму короткого замикання. Для подальшої оптимізації надшвидкодіючих вимикачів виникає потреба створення імітаційної моделі. Розроблено модель надшвидкодіючого вимикача постійного струму у програмі PSIM. Наведено детальний опис моделі. Виконаний аналіз процесів вимикання автоматичного вимикача. Намічено подальші кроки для використання моделі.

Посилання

Hu, H., Liu, Y., Li, Y., et al. (2024). Traction power systems for electrified railways: Evolution, state of the art, and future trends. Railway Engineering Science, 32, 1–19. https://doi.org/10.1007/ s40534-023-00320-6.

Павленко, Т. П., Петренко, О. М., & Лукашова, Н. П. (2018). Електропостачання транспорту: конспект лекцій (для студентів усіх форм навчання за спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка). Харків: ХНУМГ ім. О. М. Бекетова.

Lindmayer, M., Marzahn, E., Mutzke, A., Ruther, T., & Springstubbe, M. (2004). The process of arc-splitting between metal plates in low voltage arc chutes. In Proceedings of the 50th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts and the 22nd International Conference on Electrical Contacts (pp. 28–34). Seattle, WA: IEEE. https://doi.org/10.1109/HOLM.2004.1353090.

Dai, S., Xia, K., Shi, L., & Xie, M. (2020). Design on universal circuit breaker via improved gray wolf optimization algorithm. Mathematical Problems in Engineering, 2020, 1–12. http://dx.doi.org/10.1155/2020/8071057.

Zhao, X., Wang, J., Wang, Y., Kang, Q., Long, C., & Shen, J. (2022). A novel DC circuit breaker with fast breaking capability in full current range. Journal of Physics: Conference Series, 2213(1), 012028. http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/2213/1/012028.

Andersen, J. M., & Carroll, J. J. (1978). Applicability of a vacuum interrupter as the basic switch element in HVDC breakers. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 97(5), 1893–1900.

Fuji Electric. (n.d.). DC high-speed vacuum circuit breaker. https://www.fujielectric.com/ products/transmission_distribution/box/doc/23B1-E-0007.pdf.

Овсяникер, Д. Е., Стрункин, Г. Н., Шмаровоз, С. В., Станишевский, Д. С., & Михне-вич, М. И. (2019). Инновационное решение компании «Плутон» для распределения постоянного тока – бездуговой сверхбыстродействующий выключатель AFB. METRO INFO International, 1, 14–19.

Pluton. (n.d.). AFB arc-free ultra high-speed DC circuit breaker. https://pluton.ua/en/products/ innovative-solutions-for-dc-current-switching/afb-arc-free-ultra-high-speed-dc-circuit-breaker-.

Secheron. (n.d.). High-speed DC circuit breakers for fixed installations. https://www.secheron.com/wp-content/uploads/2024/12/SG104309BEN_B14_Brochure_Circuit-breaker-DC_UR26-80S-IEEE-_03.24.pdf.

Powersim. (n.d.). PSIM user’s guide. https://powersimtech.com/wp-content/uploads/2021/01/ PSIM-User-Manual.pdf.

Lafferty, J. M. (1980). Vacuum arcs: Theory and application. New York, NY: Wiley.