Phasors הם כלים בסיסיים בהנדסה חשמלית, במיוחד עבור ניתוח מערכות נוכחיות (AC) על ידי ייצוג של נינוסי גלפורים כמספרים מורכבים,phas לפשט את חישוב המתחים, זרמים וכוח מעגלים. בהקשר של מכשירים מגבילים נוכחיים (FCLDs),phaors לספק תובנות קריטיות לתוך האופן שבו התקפים מתנהגים ביחס למערכת, הבנה חיונית עבור תכונות יעילות נוכחיות, אשר יכולות להיות יעילות של תכונות יעילות של חומרים אלה.

הבנה Phasors

phasor הוא מספר מורכב כי encapsulate הן את גודל ואת זווית של גל הסינוסאידים AC גלפור. מתמטית, מתח סינוסי V(t) = Vmmain * cos( ⁇ t + ⁇ ) יכול להיות מיוצג כמו phasor V = Vm * t), שבו Vm הוא שיא amplitude, ⁇ הוא התדירות גבוהה של מחזורית, במקום זאת, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, את המשוואה תקופתית, כלומר, כלומר, הוא באופן קבוע, כלומר, כלומר, הוא משוואה.

מספרי מורכבות ו- Phasor Notation

Phasors בדרך כלל באים לידי ביטוי בצורת מלבנית + jb או בצורת קוטב M ⁇ . החלק האמיתי מייצג את המרכיב cosine, בעוד החלק הדמיוני מייצג את רכיב החטא. במערכות כוח,phasors משמשים לייצג מתחים וזרמים במושגים שונים. לדוגמה, המתח phasor באוטובוס עשוי להיות V=0 ° ליחידה, בעוד phasphasphasphasphas הנוכחי של מערכת ההפעלה הנוכחית של שינוי כוח הוא גם דרך בעיות קריטי של כוח.

מערכות יחסים ב-AC Circuits

במעגלים AC, היחסים בין מתח וphasors הנוכחיים נשלטים על ידי אימפולס.לעומס התנגדות גרידא, מתח וזרם נמצאים בשלב, עם ⁇ =0. עבור עומס אינדוקטיבי, מתח הירכיים הנוכחי, וכן עבור עומס קיבולי בלבד, הנוכחי מובילי מתח הנוכחי.

מימון של מכשירים מגבילים נוכחיים

מכשירים מגבילים הנוכחיים נועדו להגביל את הזרם שזורם במהלך מעגל קצר או תקלה. במערכות כוח גדולות, זרמי אשמה יכולים לעלות על רמות הפעלה נורמליות על ידי מספר פקודות של גודל, הצבת סיכונים לציוד וכוח אדם. FCLDs כוללים מכשירים כגון כורים, פגיעה קשה הנוכחית של מגבילים (SFscons), והגבלת מצב מוצק של הגנה היא להגביל את השיא הנוכחי ולהפחית את הניחות האנרגיה הנוכחית, אשר עלולים להיות תקלות מדויקות על ידי תקלות של תאים אלה.

סוגים של מגבלות נוכחיות

  • (ב) [ה]:0 [הסדרה] תגובה (התחילה: מכשירים אינדוקטיביים שמוסיפים את הדחף אל המעגל, צמצום גודל הפגום הנוכחי.
  • (FLT:0) מוליכים את גבולותיה הנוכחיים (SFCLsallow)FLT:1: השתמש בחומרים על-מוליכים אשר עוברים למצב התנגדות במהלך תקלות, עלייה מהירה של אימפולסים.הם מציעים הפסדים יציבים נמוכים יותר, אך דורשים קירור Cryogenic.
  • (FLT:0) ,Solid-state Limiters: רכזי חשמל של עובדים כדי להפריע או להגביל את הנוכחי.הם מציעים תגובה מהירה אבל עשויים להציג הרמוניות ודורשים מערכות בקרה מורכבות.
  • (FLT:0)Pyrotechnic ו- Other Limitersalph:1; השתמש במטענים נפץ או מנגנונים אחרים כדי ליצור מעגל פתוח.אלה הם בדרך כלל מכשירים חד פעמיים המשמשים ביישומים ספציפיים.

התפקיד של Phasors ב Fault Analysis

ניתוח Fault כרוך בקביעת גודל וזווית של שלבים ומתחים של המערכת. Phas מאפשר למהנדסים לדמיין את הכמויות האלה ולהבין את ההתנהגות שלהם במהלך אשמה, המערכת משתנה, מה שגורם לשינוי שלב בין מתח לשלב הנוכחי. על ידי שימוש בתרשיםים phasor, מהנדסים יכולים לזהות את רכיבי הרצף (חיוביים, אפס) של תקלות עכשוויות, אשר חיוניים עבור רזולוציה שלילית, לדוגמה, עבור תקלות חד-פעמיות גבוהה, כאשר הם אפסית, עבור תקלות, אובססיה, כאשר הם אפס חיובי, כלומר, עבור תקלות, עבור תקלות, 3.

Phasor Diagrams for Fault Conditions

תרשים phasor עבור מצב אשמה מראה את המתח ואת הנוכחי phasors בנקודות שונות.לפני אשם, המתח phasor V ואת הנוכחי יש לי הבדל שלב נקבע על ידי גורם כוח העומס. במהלך אשמה, הphasor הנוכחי עולה באופן דרסטי ועשוי להשתנות בשלב בהתאם לסוג השבר ומניעה. לדוגמה, תוצאות אשמה 3-phase בשלושה חטוף ב- מובנים זה לעתים קרובות לחץ על ידי מערכת הגנה חלקית.

ניתוח מצב ו Steady-state Analysis

בעוד phasors משמשים בעיקר לניתוח מצב יציב, הם יכולים גם מודל התגובה transient של FCLDs במהלך תקופת הפגמים הראשוניים.התנהגות transient, כולל תגובה תת-טרנסטיבית ו transientientient של מכונות סינכרוניות, משפיע על ה- Crcuit הנוכחי, אשר נחשב גם חסרונות זמן קצר, לאחר ה- XSphasactors הנוכחי, הפונקציה Xepting הנוכחי של הפונקציה Xmainstras.

סליחות ו Phasors

רכיבים סיממטריים הם יישום רב עוצמה של ניתוח phasor במחקרים פגומים.כל מערכת תלת-phase לא מאוזנת יכול להיות מוקצה לתוך חיובי, שלילי, אפס רכיבי רצף, כל אחד מיוצג על ידי phasors.עבור ניתוח תקלות, הרשת החיובית מייצגת את המערכת המאוזנת, הרשת הרצף השלילית מופיעה במהלך תקלות לא מאוזנות, ואת רשת אפס כוללת מנגנונים נוכחיים.

יישום Phasors ב- Specific Limiting מכשירים

Phasors מוחל ישירות במודל ועיצוב של מכשירים מגבילים הנוכחיים של תקלות.הם מאפשרים למהנדסים לדמות התנהגות המכשיר תחת תרחישים שונים של תקלות ואופטימיזציה פרמטרים כגון אימפולס, זמן תגובה ודירוגי חשמל.

Superconducting Fault Current Limiters (SFCL)

(SFCLs לנצל את המעבר של superconductor ממדינה על-מוליכים עם אפס התנגדות למצב התנגדות רגיל כאשר שדה נוכחי או מגנטי קריטי הוא עלה במהלך אשמה, העלייה המהירה הנוכחית, גרימת SF כדי לפתח התנגדות להגביל את הנוכחי. phasor מודלים של SF-CLs מייצג את המכשיר כמו מכשול משתנה לאורך זמן.

תגובות סדרתיות ואופינים

כורים בסדרה הם מכשירים אינדוקטיביים שנוספו בסדרה עם קווים או ממריצים כדי להגביל את זרמי הפגמים.המניעה שלהם היא אינדוקטיבית בלבד (Z= j ⁇ L), כך שהם מציגים שינוי שלב של 90 מעלות בין מתח לזרם הנוכחי. במהלך תקלה, הכור מקטין את הגודל הנוכחי וגורם לזרם ללגמל את המתח.

סולידריות המדינה מגבילה את הגבולות הנוכחיים

מגבילים של מדינת סולידריות משתמשים במכשירים אלקטרוניים של חשמל כמו שלךריסים או IGBTs כדי לעקוף או להגביל את זרמי הפגמים. הם פועלים במסגרות זמן תת-מחזור, המחייבים מודלים מפורטים של מערכות בקרה. Phas עוזרים להבין את המתח ואת הלחצים הנוכחיים על המוליכים למחצה, ומבטיחים שהמכשירים מדורגים כראוי.

מגמות מודרניות: יחידות למדידה Phasor ב Fault Limiting

עם כניסת רשתות חכמות, יחידות Phasor Measurement (PMUs) הפכו כלי מפתח עבור ניטור בזמן אמת של מערכות חשמל. PMUs לספק מדידות phasor מסוונכרן של מתח ונוכחים במקומות מרובים, באמצעות GPS עבור זמן חותמת זמן.בהגבלת הגבלת זמן הנוכחית, נתונים PMU יכולים לשמש כדי לזהות תנאים פגומים ולגרום ל- FCLDs במהירות, על ידי ניתוח של פעולות טיפוליות כגון אלגוריתמים סטנדרטיים, כדי להפחית את התקני Cphaer.

יתרונות ומגבלות השימוש ב-Phasors

Phasors מציעים כמה יתרונות בניתוח ועיצוב של מכשירים מגבילים הנוכחיים של המגבלות הנוכחיות.עם זאת, יש להם גם מגבלות שיש לשקול.

  • (ב) [ה]: [ה]: [ה] [ה]]: ה"פכפירים" מקטינים את המשוואות השונות המורכבות למניפולציה אלגברהית, מה שהופך את הניתוח מהר יותר ואינטואיטיבי יותר.
  • (FLT:0)VisualizationFLT:1: דיאגרמות Phasor מספקות תמונה ברורה של מערכות יחסים שלב, עוזר למהנדסים לפרש התנהגות מערכת במהלך תקלות.
  • (FLT:0) עיצוב אופטימיזציה של FLT:1: על ידי מודל FCLDs עם phasors, מהנדסים יכולים לייעל פרמטרים כגון ערכי אימפולס וזמני תגובה ללא בדיקות שדה נרחב.
  • (ב) ,0) תיאום (FLT): Phasors מקלות תיאום בין FCLDs לבין מכשירים אחרים להגנה כמו ממסרים ושברי מעגלים.
  • (FLT:0) ⁇ - TransientsFLT:1: Phasors הם בתוקף בעיקר עבור ניתוח מצב יציב; תופעות לוואי כגון תחילת DC דורש מודלים מתקדמים יותר כגון סימולציות בזמן.
  • (FLT:0) הנחה של קוויארטיפל 1: ניתוח Phasor מניח רכיבי מערכת ליניארית, אשר לא יכול להחזיק התקנים לא לינאריים כמו SFCLs במהלך מעבר או משכן של ליבות ברזל.
  • (FLT:0) הסתמכות על תלות בעצירה 1:1: Phasors מניחים תדירות אחת, מתעלם הרמוניות והתנהגות דינמית שהוצגה על ידי אלקטרוניקה כוח וקשתות אשמה.
  • (FLT:0) חישובים מגבילים את המגבלות של ה- 1FLT: עבור מערכות גדולות עם הרבה צמתים, חישובים מבוססי מטריקס מבוסס phasor יכול להיות אינטנסיבי חישובי, אבל פותרים מודרניים להתמודד עם זה ביעילות עם טכניקות מברקות דלות.

Best Practices for Phasor- Based Design of FCLDs

כדי להשתמש ביעילות ב-phasors בעיצוב FCLD, מהנדסים צריכים לעקוב אחר הליכים מבוססים.ראשון, לפתח מודל phasor של מערכת החשמל כולל כל מקורות, קווים, מהפךים, ועומסים.שני, סימולציה סוגים שונים של תקלות, כגון שלושה-phase ו-one-line-to-ground, כדי לקבוע את הסימולציות הגרועות של ה-SEC.

מסקנה

(המנהלים חיוניים לניתוח ולעיצוב של מכשירים מגבילים הנוכחיים של המערכת.הם משנים ניתוח מורכב של תקלות AC לבעיות הקשורות למספרים מורכבים, המאפשרים למהנדסים לדמיין ולייעל ביצועי מערכת.מכורים להגבלת חומרים מתקדמים ומכשירים בעלי אופי מוצק, מודלים של phasor לספק את הבסיס להבטחת כי FCLDs לפעול ביעילות במהלך תקלות.