L'influenza della Topologia del Sistema di Potere sulla Propagazione e il Contenimento di Predefiniti

Oltre ai collegamenti fisici, la topologia comprende anche proprietà elettriche come impedenze di linea, configurazioni di avvolgimento del trasformatore (ad esempio, wye vs. delta), e metodi di messa a terra. Questi fattori influenzano la magnitudine e la fase delle correnti di guasto. Ad esempio, un sistema solidamente a terra produrrà correnti di guasto più elevate di una impedenza-terra, che interessa tutti gli aspetti di rilevamento e isolamento di guasto.

Con l'integrazione delle risorse energetiche distribuite (DER) come i parchi solari e i parchi eolici, il flusso unidirezionale tradizionale da grandi generatori a carichi sta dando modo a flussi di energia bidirezionale di conseguenza. Questa topologia dinamica complica il comportamento dei guasti, come la direzione e la magnitudine dei contributi di guasto possono cambiare drammaticamente a seconda dei quali gli operatori di DER si affidano online.

Meccanismi di propaganda difettosa

Le guasti nei sistemi di alimentazione, sia simmetrica (tre fasi) sia asimmetrica (singola linea-to-ground, linea-to-linea, doppia linea-terra)—generano correnti anormalmente elevate e dips di tensione che si irradiano verso l'esterno dalla posizione di guasto.

Fondamentalmente, la corrente di guasto scorre attraverso ogni percorso conduttivo da ogni sorgente alla guasto. In un sistema radiale, la corrente dalla fonte di utilità segue un unico percorso; i carichi a valle vedono un sag di tensione che si indebolisce come aumenta l'impedenza. In una rete di rete, più fonti - comprese le macchine rotanti, gli inverter e i condensatori sincroni - ognuno contribuiscono corrente attraverso vari percorsi, portando a correnti di guasto cumulative più elevate e potenzialmente più ampie

I guasti in fuga[] sono una grave conseguenza della propagazione di guasti non verificata. Un difetto che innesca un viaggio di linea singola può sovraccaricare linee parallele, causando loro di viaggiare in sequenza. Questo effetto domino, spesso visto nei principali blackout (ad esempio, il blackout Northeast del 2003), è fortemente influenzato dalla topologia.

Un altro meccanismo di propagazione è ]instabilità di tensione[]. Un difetto deprime la tensione su una regione; i carichi a valle, soprattutto i motori ad induzione, possono stallare e disegnare una corrente ancora più reattiva, approfondimento del sag di tensione. In griglie deboli con alimentatori radiali lunghi, questo può propagarsi come un crollo di tensione lento dopo che il guasto iniziale è stato di errore.

Influenza dei tipi di Topologia sul comportamento di default

Topologie radiali

I sistemi di radioattività sono i più semplici e comuni nelle reti di distribuzione. Un'unica fonte alimenta un alimentatore principale, con branca laterale a carichi. I guasti su un lato sono alimentati solo dal lato sorgente; la corrente di guasto è relativamente facile da calcolare e coordinare. Il vantaggio principale è la protezione semplice: un fusibile o un ripiegatore su ogni ramo può isolare il guasto, lasciando il resto del sistema eccitato.

Topologie anelli e anelli

Le topologie dell'anello collegano i carichi in un loop chiuso, solitamente tramite un punto di cravatta normalmente aperto. In un normale funzionamento, l'anello è spesso operato radialmente lasciando un interruttore aperto per evitare correnti circolanti. Quando un difetto si verifica, il punto aperto può essere chiuso per ripristinare l'alimentazione dalla direzione opposta. Questo fornisce ]] ripristino automatico del servizio e limita il numero di propagazione dei clienti interessati.

Mesh e Interconnected Topologies

Le reti di trasmissione a alta tensione (contrasporto di più livelli) possono essere alimentate da decine di fonti. Le correnti di guasto risultanti possono essere estremamente elevate, ponendo grande stress sugli interruttori e richiedendo sofisticati schemi di protezione come relè di distanza, protezione differenziale e sistemi di misura ad ampia area.

Le interconnesse topologie introducono anche oscillazioni inter-area che possono essere eccitate da difetti. Un difetto che crea uno squilibrio improvviso nella generazione e nel carico può causare oscillazioni di potenza attraverso le linee di cravatta. Se l'umidità è debole, queste oscillazioni possono propagarsi attraverso l'intera interconnessione, portando a una diffusa instabilità.

Fattori chiave che influenzano la propagazione di default

• L'elevata ridondanza può aiutare e ostacolare. Fornisce molteplici modi per reindirizzare l'energia dopo un difetto, ma durante la stessa disfunzione, molti percorsi alimentano il difetto, aumentando la sua magnitudine e la diffusione. La chiave sta impiegando protezione che apre solo i necessari rompi per isolare il guasto mantenendo il maggior numero di percorsi alternativi di alimentazione possibile.
• Coordinamento del sistema di protezione:[ Relè a sovracorrente coordinato con tempo, relè a distanza e protezione differenziale devono essere impostate per operare selettivamente. Nelle reti meshed, gli elementi direzionali sono essenziali per distinguere tra la corrente di errore che scorre verso il guasto e il flusso di carico normale.
• Sistema di messa a terra:[] Solid grounding produce elevate correnti di guasto di terra, rendendo il rilevamento facile ma anche causando grandi aumenti di tensione su fasi non corrette.
• Generator e Inverter Contributions:[ Le macchine sincrone contribuiscono a una corrente di guasto sostenuta che si decadi nel tempo; le risorse basate su inverter contribuiscono a una corrente limitata e a breve durata (tipicamente 1.2–2 p.u. per IEEE 1547).
• Caricazioni di carico: I carichi di motore sono particolarmente importanti. I motori ad induzione agiscono momentaneamente durante i difetti, alimentando la corrente di ritorno nel sistema. Questo "contributo di motori" può aumentare la corrente di guasto del 50% o più alla tensione di distribuzione. Le topologie con un'alta densità di carichi motori (impianti industriali) devono tener conto di questo negli studi di protezione.
• Connessioni di trasmissione:[] I trasformatori Delta-wye possono bloccare le correnti di sequenza zero, alterando il percorso dei difetti di terra. Questo può impedire che un difetto di terra su un livello di tensione si propaga ad un altro, ma crea anche un problema di riferimento di messa a terra.