התיאוריה של רכיבים סימטריים נותרה אחד הכלים האלגנטיים והמתמשכים ביותר בהנדסת חשמל, מתן שיטה שיטתית לנתח תנאים לא מאוזנים במערכות כוח פוליפאזה. מראשיתה בתחילת המאה העשרים ועד היישומים המודרניים שלה ברשתות חכמות ושילוב אנרגיה מתחדשת, תיאוריה זו עיצבה גם את הניתוח המעשי של רשתות כוח וחינוך של מהנדסים.

מקור ותרומתו של פורטסקו

מסמך משנת 1918 ששינתה את ניתוח מערכת החשמל

(ה) ניתחה על ידי מהנדס חשמל אמריקאי:0) צ'ארלס ל-ForGeyt FortescueFLT 1 במאמר ציוני דרך שהוצג לפני המכון האמריקאי למהנדסים חשמליים (AIEE) ב-1918, ה-Fortescue היה מסוגל להפחית את העקרון ה-APTS של 3-Fse-Fse-Fse-upitated System:

התכנסות היסטורית וקבלה ראשונית

בתחילת המאה ה-20, מערכות הכוח התרחבו במהירות, והמהנדסים נתקלו באתגרים גוברים בניתוח תנאי תקלות - מעגלים קצרים, תקלות קו-קרקע, והפרעות במערכת.שיטות קיימות היו מוגנות, לעתים קרובות מסתמכות על טכניקות גרפיות או מקרים מיוחדים עבור תקלות מאוזנות בלבד.

מוסד מתמטי של סימפוניות

מטריקס טרנספורמציה

הליבה של תאוריית המרכיבים הסימטריים היא טרנספורמציה ליניארית המפות שלושה-phase phasors (a, b, c) לתוך רכיבי רצף (0, 1, 2) באמצעות המפעילה FLT:0α = 1 ⁇ 120 ° 1 (שורש מורכב של אחדות), הטרנספורמציה באה לידי ביטוי כמו:

(ב) ויקרא י"ד): "וְהִיא אִם עַמְתָּבְהַבְהַבְהַבְתָּבְהַהְיִדְהַבְתָּבְתָּבְתָּבְתָּבְתִּיִדְבְבְתּבְתּבְתּבְבְתּבְתּבְבְתּבְתּבְבְתּבְבְבְהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַבְבְבְבְתּבְתּבְתּבְבְבְבְבְבְבְבְבְבֶּהַהַהַהַהַהַהַהַבְהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַהַבְתּבְבְבְּבְה

כאשר A הוא ממטריקס פורטסקו.הטרנספורמציה הפוכה משחזרת את מתחי השלב מהרכיבים הרצף.עבור זרמים, אותו טרנספורמציה מוחל. רכיב אפס-השוויון מייצג כמויות שוות בכל שלושת השלבים, השוויון החיובי מייצג שלוש-phase מאוזנת שנקבעה עם סדר שלב-b-c, והשלילי-quence מייצג מערכת מאוזנת עם שלב הפוך-הבנה-היסודי-ה-הת-ה-ה-ה-השינוי מאפשר לכל ה-השינוי-המערכת-המערכת-המערכת-המערכת-המערכת-המערכת-המערכת-המערכת-המערכת-היסודית-השלמה-השלמה-השלמה-השלמה-ה-ה-ה-המערכת-ה-המערכת-המערכת-השלמה-השלמה-השלמה-השלמה-השלמה-השלמה-ה.

דרישות ומגבלות

ניתוח פורטסקו מניח מערכות לינאריות, זמן-מה הפועלות בתנאים יציבים של המדינה.עבור ניתוח transient, שיטות נוספות כגון FLT:0EMTP (תוכנית Transients Transients)FLT:1 או סימולציות בזמן-דומיין נדרשים.התאוריה חלה באופן מושלם על מערכות כוח עם אימפולסים מאוזנים; לא מאוזנת דורשות טיפול זהירים, לעתים קרובות באמצעות רצף של תכונות פיזיות, למרות תכונות אלה, למרות תכונות לא מאוזנים.

המונחים: power system

צעד מעשי קריטי הוא לקבוע את הרצף של רכיבי מערכת שונים - מגנים, ממריצים, קווי שידור, עומסים. עבור מכונות רוטט, חוסר השוויון החיובי הוא בעצם התגובה הסינכרון, בעוד ששליליים ואפס-השוויון מונעים על ידי סטודנטים שונים באופן משמעותי (לעיתים קרובות הרבה יותר קטן) כי השדה המגנטי המסתובב רואה מעגלים מגנטיים שונים עבור אפס-נוחות, אך הם בדרך כלל קווי נחיתות שליליים (אך) על פני האדמה (אך הם בדרך כלל פחות קטנים יותר), אך ורק על פני כדור הארץ).

מערכת Power System Fault Analysis

שימוש ב-Sammetrical Components to Common Faults

יישום בולט של רכיבים סימטריים הוא חישוב זרמי אשמה עבור פגמים לא מאוזנים: ארבעת סוגי הפגמים הסטנדרטיים - קו קו קו-קרקע (SLG), קו-ל-ליין (LL), כפול-ל-קרקע (DLG), ושלושה-phase מאוזנת- הם מיוצגים על ידי חיבור ספציפי של שלוש רשתות רצף.

עיכובים ושיקום

רכיבים סיממטריים הם הכרחיים לתכנון ממסרי הגנה שצריכים לזהות ולבודד תקלות באופן אמין.מסרים כיוונים משתמשים לעתים קרובות בהתקנים שליליים ואפס-השוויון לכיוון חסר-השוויון ולסוג.לדוגמה, שקיפות שלילית על פני הממסר הנוכחי יכולה לזהות פגמים לא מאוזנים אפילו כאשר עומס הנוכחי הוא גבוה, מה שהופך אותו רגיש הרבה יותר מאשר בשלב הנוכחי של הודעות דיגיטליות, מטווחים, כגון רכיבי הגנה מתקדמים, או ממתחים, כגון, כגון:

איכות כוח והרמוניה

מעבר לניתוח הבסיסי- ⁇ , רכיבי סימטריים יכולים להיות מורחבים לתדרים הרמוניים.עבור הזמנות הרמוניות שהן מרובות של שלושה (triplen הרמוניות, כגון 3rd, 9th, 15th), תוכן הרמוני אפס-היתר מוסיף במוליכים נייטרליים, גרימת עומס יתר על בעיות של נזקי ראייה שלילי (למשל, 5, 11), ליצור קידודים מקוריים כדי למקם את הפחתת הפחתת הפחתת הגרסאות המקוריות (cooke) כדי לסינון של חומרים אלה.

שילוב חינוכי ופדגוגיה

אימוץ היסטורי ב-Crericula

באמצע המאה ה-20, מרכיבים סימטריים הפכו לנושא סטנדרטי בתוכניות הנדסת חשמל, במיוחד בקורסים של מערכת חשמל ברמה גבוהה.ספרים מוקדמים, כגון FLT:0Power System StabilityigFLT:1 על ידי E. W. Kimbark ו-FLT:2 מערכות מחשוב אופטיות פאוורפול 3 על ידי C. Wadhwa, הקדישו כולו לתיאוריה מספר מנטאלית של תלמידים, אך ורק לאחר מכן, החל ממקדימים, החל מתחום המגבלות על ידי רצף מדעי, החל מסובייקט, החל מסובייקטיבי, אך ורק לאחר מכן, החל מ-ה, החל מ-ה, החל מ-ה, החל מ-ה שיטות חישובים, החל מ-המחשבים, החל מסובכות, החל מסובייקטטיביים, החל מ-ידי C.

כלים חינוכיים מודרניים וסימונים

כיום, מרכיבים סימטריים נלמדים באמצעות שילוב של תיאוריה וסימולציות. כלי תוכנה כגון FLT:0MATLAB /SimulinkveFLT:1, FLT:2PSCADFLT 3, ו-(FLT:4 שמירה על רכיבי Power SimulatorFLT:5 מאפשר לתלמידים לעצב מערכות לא מאוזנות, סימולציות, ואמת אוניברסיטאות ידניות רבות.

אתגרים בהוראה

למרות האלגנטיות שלה, רכיבים סימטריים יכולים להיות מאתגרים עבור התלמידים.השימוש בphas מורכבים, שינוי מגרות, ואת הרעיון של רשתות רצף דורש בסיס מוצק באלברה ליניארית ותאוריית המעגל. תלמידים רבים נאבקים לדמיין מדוע רשת אפס-הנוחות חוזרת דרך הקרקע או מדוע אי-שוויון שלילי מחלחל בין ערכים חיוביים-כפירה.

פיתוחים מודרניים והתרחבות יישומים

שילוב אנרגיה מתחדשת ומשאבים מבוססי חומרים

הצמיחה המהירה של מקורות אנרגיה מתחדשת - כגון רוח ושמש - המחוברת באמצעות חומרים אלקטרוניים כוח הציג אתגרים חדשים לניתוח רכיבים סימטריים.משאבים המבוססים על חומרים לא רקומים ויכולים להציג תכונות שונות מאוד, במיוחד עבור רכיבי רצף שלילי: קודים סימטריים יכולים להיות מחוברים במהלך תקלות לא מאוזנות וכי הם מזרקים במאפיינים חיוביים ושליליים כדי למנוע את ה-Fightexates הבאים:

רשתות חכמות, מיקרוגרואידים ומערכות הפצה

(ב) מערכות הפצה מודרניות ומיקרו-צמחים, נוכחות של עומסים חד-פעמיים, הדור המופץ, ותצורה של תצורה של מזון לא מאוזנת הופכת רכיבים סימטריים אפילו יותר רלוונטיים.ה-FLT:0 דיגיטלית של ניטור תאום (DoublealתאוםFLT:1) משתמשת בניתוח רצף עבור יחידות זיהוי בזמן אמת-שעה של מערכות ניהול הפצה מתקדמות (ADMS) מסתמכים על חישובים על רכיב לאופטימיזציה של פרופילים ולהפחית את המשתנים (FAM) אשר דורש גם על ידי שימוש באפקטיביים שונים).

עיכובים דיגיטליים ומימוש זמן אמת

ממסרים מבוססי מיקרו-מעבדים מודרניים תמיד מרכיבים סימטריים ממתחים מדגימים וגלימות גל נוכחיות.יכולת זו הובילה לתפקודי הגנה מתקדמים כגון אלמנטים כיוון שלילי, אפס-היתר על אלמנטים עכשוויים, ו חישובים מפוספסים רצף עבור מיקום אשמה.הממסר יכול גם להקליט רכיבים במהלך אירועים, סיוע ניתוח שלאחר מוטציות דיגיטליות יכול לבצע אלגוריתמיות מורכבות במהירות, כך שהם יכולים להתאים את הגדרות מערכתיות שונות.

כיוונים עתידיים ומחקרים עתידיים

הרחבה ל- Multi-Phase Systems

בעוד שהתאוריה הקלאסית פותחה עבור מערכות תלת-אפות, החוקרים מרחיבים באופן פעיל רכיבים סימטריים במערכות כוח מרובות-phase או 12-phase שידור קווים.צורות אלה מציעות יכולת העברת כוח גבוהה יותר, אובדן קו מופחת, ושיפור האמינות.הדה הופכת מורכבת יותר - קביעת מספר סדרות (למשל, שלושה סטים עבור שש-phase) מערכת הפעלה של וירג'יניה יכולה להיות יותר ויותר לדגימה של התעשייה הבין-זמנית של , כך שעדיין יכולה להיות מורכבת יותר ויותר, כך שהפכה של כוח רב-זמנית של אוניברסיטת , כמו גם היא בעלת מערכת הפעלה.

Machine Learning and Data-Driven Approaches

עם הפיצוץ של נתוני סינכרונרופואור ומדידות רשת חכמות, אלגוריתמי למידת מכונה מאומנים לזהות ולסווג תקלות באמצעות תכונות רכיב רצף.לדוגמה, רשת עצבית יכולה לקחת גודלי רצף חיובי-שלילי אפס כקלטים כדי להבחין בין סוגים שונים של תקלות ומקומות.זה לא תחליף את התיאוריה - אלא, הוא משתמש בתיאוריה כדי לדגימות משמעותיות עבור מודלים מונעים נתונים.

מעקב בזמן אמת וניתוח דינמי

מערכות כוח עתידיות יתבססו על רכישת נתונים מהירה ומחשוב קצה כדי לעבד רכיבים סימטריים בזמן אמת. phasor Data concentrators (PDCs) יכול למקם כמויות רצף עבור גילוי רחב-שטח רחב של אוקטציה ו סיווג אירועים.שילוב של רכיבים סימטריים עם ניתוח יציבות דינמי - כגון יציבות קטנה - הוא תחום מתמשך של מחקר.

מסקנה

ממקורותיה במאמרו של צ'ארלס פורטסקו, 1918 ועד להתגשמות המודרנית שלו בממסרים דיגיטליים ושילוב אנרגיה מתחדשת, התיאוריה של רכיבים סימטריים הוכיחה את ערכו המתמשך בהנדסת חשמל.הוא מספק בסיס קפדני להבנת תופעות לא מאוזנות, כלי מעשי לניתוח והגנת אנרגיה מתחדשת, ומסגרת מושגית שממשיך להתרחב לאזורים חדשים כגון מערכות מרובות-phase ולמידה של האלקטרוניקה חשמלית שלה בחינוך - הן יכולות להיות מפשטות, אך ורק על ידי סימולציה מתקדמת של מערכות כוח, אך ורק על ידי הנדסה מתקדמת יותר ויותר, אך ורק על ידי הנדסה מתקדמת, אך ורק על ידי תכנון, אך ורק על ידי הנדסה מתקדמת, אך ורק על ידי הנדסה מתקדמת, אך ורק על ידי שיטות ניהולית, אך ורק על ידי שיטות ניהולית, אך ורק על ידי הנדסה, אך ורק על ידי הנדסה מתקדמת יותר ויותר, אשר ממשיכה להרחיב את רוב הזמן, על ידי הנדסה מתקדמת, על ידי שיטות כוח, אך ורק על ידי הנדסה מתקדמת, אך ורק על ידי הנדסה מתקדמת, אך ורק על ידי הנדסה מתקדמת, אשר ממשיכה להרחיב את רובדבנים מתקדמים, כמו גם על ידי שיטות ניהול, אך ורק על ידי הנדסה, אך ורק על ידי שיטות ניהול יעיל יותר ויותר, אשר ממשיכה להרחיב בתחומים חדשים, על ידי הנדסה מתקדמת יותר ויותר, כמו גם