電力中央研究所

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電力中央研究所 報告書(電力中央研究所報告)

報告書データベース 詳細情報


報告書番号

H05013

タイトル(和文)

続流遮断型アークホーンの電流遮断シミュレーションモデルの開発 -- 基本アークモデルの構築 --

タイトル(英文)

Development of a current interruption simulation model of fault current interrupting arcing horns - Formulation of a fundamental arc model -

概要 (図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております)

本報告では、続流遮断型アークホーンの電流遮断シミュレーションに適用できる大電流領域から遮断までの全過程を模擬する基本アークモデルを構築した。まず、続流遮断型アークホーンのアーク動特性および遮断特性を模擬するため、大電流領域にCassieモデル、電流零点近傍にMayrモデルを適用し、短絡電流遮断試験の電流・電圧波形から各種アークパラメータを算出した。これにより、Mayrモデルはアーク時定数とアーク損失、Cassieモデルはアーク時定数と定常状態でのアーク電圧を解析的に明らかにし、続流遮断型アークホーンの基本アークモデルを構築した。次に、得られたアークパラメータから続流遮断型アークホーンの数式表現とモデルブロック図を作成し、基本アークモデルによるEMTPシミュレーション手法を提案した。これらより、EMTPによる電流遮断シミュレーションを行った結果、構築した基本アークモデルの妥当性を確認した。

概要 (英文)

The authors have developed fault current interrupting arcing horns up to the present, and applied them to transmission systems as a low-cost countermeasure against lightning damage. The fault current interrupting arcing horns contain cylindrical interruption parts, which are made of organic insulating material, on the tips of conventional arcing horns, and can extinguish the fault arc by themselves within 1 cycle of commercial frequency. Because circuit breakers at the substation is not operated in case of a power system fault, the fault current interrupting arcing horns are considered to be useful for the decrease of instantaneous blackout. In order to measure success and failure of the fault current interruption including power system parameters, it is effective to carry out numerical calculation using EMTP, and required to develop a current interruption simulation model of the fault current interrupting arcing horns. In this report, a fundamental arc model, which can simulate the entire process from large current regions to the interruption, has been formulated to carry out a current interruption simulation of the fault current interrupting arcing horns. First, we have applied Mayr model to large current regions and Cassie model to current zero neighborhood in order to simulate arc dynamics and interruption characteristics of the fault current interrupting arcing horns, and calculated arc parameters from current and voltage waves of fault current interruption tests. Then, we have analytically shown arc time constant and arc loss of Mayr model and arc time constant and arc steady state voltage of Cassie model, and formulated the fundamental arc model of the fault current interrupting arcing horns. Next, we have prepared numerical expressions and a model block diagram from the obtained arc parameters, and have proposed an EMTP simulation method using the fundamental arc model. Finally, we have carried out a current interruption simulation using EMTP, and verified the validity of the formulated fundamental arc model.

報告書年度

2005

発行年月

2006/06

報告者

担当氏名所属

大高 聡也

電力技術研究所高エネルギー領域

岩田 幹正

電力技術研究所高エネルギー領域

田中 慎一

電力技術研究所高エネルギー領域

合田 豊

電力技術研究所高エネルギー領域

多田納 武志

関西電力(株) 電力システム技術センター 送電グループ

友永 和之

東京電力(株) 電力流通本部 工務部 送電グループ

上村 健太郎

日本カタン(株) 電機事業部 技術部 技術品証課

キーワード

和文英文
続流遮断型アークホーン Fault current interrupting arcing horns
Mayrモデル Mayr model
Cassieモデル Cassie model
EMTP EMTP
電力系統 Power system
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