Güç Sistemi İstikrar ve Korumadaki Sequence Bileşenlerin Rolü

Modern elektrik şebekeleri yakın mükemmel bir güvenilirlikle elektrik sağlamalıdır, ancak hatalardan sürekli zorluklarla karşı karşıya kalıyorlar, dengesiz yükler ve aniden rahatsızlıklar. Sistem stabil tutmak için mühendisler güçlü bir analitik araça güveniyor: simetrik bileşenler ve mevcutları üç farklı diziye ayırarak – pozitif, negatif ve sıfır-operatörler problemleri çözebiliyor ve hataları engelleyebilirler.

Power System Symmetry ve Sequence Analysis için gerekli

İdeal bir güç sisteminde, üç aşama mükemmel bir şekilde dengelenir: Her gerilim dalgası aynı büyüklüktedir ve her biri diğer iki kişiden tam 120 derece değişiyor. Dengeli koşullar altında, analiz tek fazlı eşdeğerleri kullanarak basittir. Ancak, gerçek dünya sistemleri nadiren mükemmel bir şekilde dengede kalır: Paraziğe sahip değildir.

  • [FONT=0) Tek fazlı yükler).
  • [FONT=0]Asimetrik hatalar[Dön-toplayıcı veya line-line hataları gibi[Dönemli)
  • [FONT:0) Açık iletkenler [Dönderler 1 veya kırık çizgiler
  • [FONT:0)Unbalanced transformer dürtüleri[[Dönetici: 1 ) veya kapasitör bankacılar

Belirsizlik meydana geldiğinde, basit per-faksiyon analizi başarısız olur çünkü aşamalar artık bağımsız değildir. Bu, simetrik bileşenler devreye girer.Bu yöntem, ilk olarak 1918 yılında Charles L. Fortescue tarafından önerilen, her bir ağ için üç dengesiz analizin bir setini bağımsız olarak tanımlar.

Fortescue'nin bir Nutshell'teki Dönüşüm

Matematiksel olarak, üç fazlı gerilim veya mevcut herhangi bir set olarak temsil edilebilir:

  • [FONT=0)Positive-sequence[Dönetici: 3 phasors of eşit büyüklükte, 120° apart, orijinal sistem (A-B-C) olarak aynı yönde döner.
  • [FONT=0]Negative-sequence[[Dönetici: 3 phasors of eşit büyüklükte, 120° apart, ters yönde dönen (A-C-B).
  • [FONT=0]Zero-sequence[Dönetici: 3 phasors of eşit büyüklükte sıfır faz değişimi (tüm aşamada), zemin veya tarafsız yol ile akış oluşturan bileşenleri temsil eder.

Dönüşüm matrisi kullanarak, mühendisler bu bileşenleri ölçülmüş faz miktarlarından hesaplayabilir ve sonra bunları modelleme hataları, tasarım röleleri ve stabilite marjlarını değerlendirebilir. Yöntem, her güç mühendisliği programında öğretilen ve çoğu modern korumada yer alan temeldir.

Detaylı Bak her Eşitlik Bitirmesine Bakış

Dizi bileşenlerinin stabiliteyi nasıl etkilediğini takdir etmek için, fiziksel anlamını ve tipik boyutlarını farklı koşullar altında anlamalarına yardımcı olur.

Olumlu-Sequence

Olumlu eşitsizlik bileşeni sistemin dengeli, sağlıklı bir bölümünü temsil eder. Normal operasyon altında, pozitif eşitsizlik gerilimleri ve mevcutlar hakimdir. Bu bileşen, jeneratörler arasındaki gerçek gücü sağlamak ve senkronizasyonu sürdürmekten sorumludur.

Bir istikrar perspektifinden, pozitif-sequence gerilimler, gerilim çökmesinden kaçınmak için kabul edilebilir sınırlar içinde tutulmalıdır. Rotor açısı istikrarı da iletim hatlarında olumlu-sequence güç akışlarına bağlıdır.Bir hata gerçekleştiğinde, olumlu-sequence ağı değiştirilmiştir (örneğin, dürtüsel değişiklikler), ve sonuçlanan geçici olarak jeneratör açılarını etkiler.

Olumsuz-Sequence

Olumsuz eşitsizlik bileşenleri, üç aşamada mükemmel bir şekilde dengeli olmadığı zaman ortaya çıkar. Ortak nedenler, dengesiz yükler (örneğin, tek fazlı çekiş sistemleri), dengesiz ısıtma ve hatalara veya asimetrik bir çizgiden farklı olarak, negatif eşitsizlik akımları bir senkronizasyonun rotoruna geri döner.

Olumsuz eşitsizliklerin büyüklüğü, IEEE C37.102 ve NEMA MG-1 gibi son derece olumsuz sorunları tespit etmek için negatif-sequences ekstraksiyon yeteneklerinin ve IEEE C37.102 gibi aşırı ısınmaya neden olabileceğinin bir göstergesidir.

Zero-Sequence

Sıfır-sequence bileşenleri, zemin veya tarafsız bir şekilde akış için bir yol olduğu zaman ortaya çıkar. Üç fazlı bir sistemde, sıfır-sequence akımları tüm aşamalardadır ve nötr akımlar ile ilişkili olarak, zemin hataları ile ilişkilendirilir (line-var, line-to-line-to-tuvar), açık iletkenler veya yersiz boşluklar sıfır-sequence gerilimler de mevcut değildir.

Sıfır-sequence ağları sistem zeminine bağlıdır. Katı bir zeminli sistem, sıfırdan fazla değişkenli elementlere sahip olacaktır, hızlı netleştirmeye ihtiyaç duyan büyük hata akımlarına izin verir.Kayıtlı sistemlerde, sıfır-sequence akımları sınırlı ancak hassas algılama gerektirir. Sıfır-sequence overcurrent or stepsal elements are standard in ground fault protection programs.

Power System Stability ve Ekipmanı Üzerine Etkisi

Eşitlik bileşenleri doğrudan hem geçici hem de sürekli devlet istikrarı etkiler. İşte önemli etkiler:

Jeneratör Rotor Isıtma ve De-Rating

Bir jeneratör negatif eşitlik akımına ihtiyaç duyduğunda, rotorun montajı için eddy akımlarını uyarır, slot tıkanıklığı ve alan rüzgar makinelerine dayanabilir. Bu mevcut operatörler, özellikle büyük türbin jeneratörlerinden kaçınmak için negatif eşit ısıtmaya neden olabilirler.Eğer negatif-eşitsiz koruma başarısız olursa, özellikle de dışsal olmayan hatalar veya kayıp koşullar altında hasar görebilirler.

Koruyucu Relay Koordinasyon Koordinasyon

Örneğin, koruma şemalarının tasarımını basitleştirir. Örneğin:

  • [FONT=0]Distance röleleri[[D] pozitif-sequence hata yeri için engellenmiş durumda, ancak hatanın zemini içerdiğinde negatif ve sıfır-değer akımları dikkate almalıdır.
  • [FONT=0)Doğrusal overcurrent röleler[[Dönetici:0)[Dönemli röleler[[Dönemli rödüştler için negatif veya sıfır eşitlik miktarlarını kullanarak hata yönünü belirlemelerini sağlar, seçici gezilere izin verir.
  • [FONT=0)Transformer di röferleri[[Dönetici:0) Dış hatalar sırasında yanlış çalışmayı önlemek için sıfır ücrete güvenmektedir.

Modern sayısal röleler, örnek verilere göre tüm üç sıralı bileşenleri hesaplayın ve göreceli büyüklüğüne dayanan mantığı uygular.Bu, negatif-sequence overcurrent (51Q veya 46) ve sıfır-sequence overcurrent (51N veya 50N) gibi sofistike elementlerin yüksek hassasiyet ve seçim ile çalışmasını sağlar.

Sistem Şehirsizliği sırasında

Parasız hatalar negatif ve sıfır-sequences bileşenleri pozitif-sequences ile etkileşime girenler, örneğin, hata pozisyonundaki pozitif-sequences ve makine, bu negatif-sequences toklamalı bir devrede, belirli sistem konfigürasyonlarında subsynchronous rezonansa neden olabilecek bir pul ekliyor. Zaman-bölge simülasyonları veya elektromanyetik geçici analiz gibi gelişmiş çalışmalar genellikle bu tür etkileri etkili bir şekilde modellemek için zaman aralığı ağları kullanır.

Modern Grids'te Pratik Uygulamalar

Eşitlik bileşeni analizi sadece teorik bir araç değildir; günlük mühendislik uygulamalarında gömülüdür: Örnekler şunları içerir:

  • [FONT:0]Fault analizi yazılımı[Dönetici:0) Otomatik olarak dizi gerilimleri ve herhangi bir hata türü için mevcutları hesaplar.
  • [FONT=0)Power kaliteli monitörler), harmonik rezonans veya motor koşulunun bozulmasına yönelik olumsuz-sequenceleri takip eden.
  • [FONT:0)Wide-area izleme sistemleri[Dönetici:0) Bu, olumlu-sequence phasor ölçümlerini (enhrophasors) gerçek zamanlı olarak dinamik stabiliteyi değerlendirmek için kullanır.

Dış Kaynaklar için Daha Fazla Çalışma

Daha derin bilgi arayan mühendisler, yazara dayalı kaynaklar için başvurabilirler.In IEEE Standard for Interconnection and Interoperability of Mountained Energy Resources (IEEE 1547) Symmetrical components)Power System Analysis)[Döneticileri için online referanslar ek olarak, online referanslar Symmetrical components[FONTDNTD][FONTDNTD][/FONT=FONT=FONT=FONT=FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT FONT=FONT=FONT FONT FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FO

Sonuç: Bileşenler Usta, Izgara Usta

Sıfır, pozitif ve negatif dizi bileşenleri modern güç sistemi analizi ve korumanın arka kemiği oluştururlar.Yeni bir alt istasyonda, hızlı ve doğru bir hata, uygun röle koordinasyonu ve etkili stabilite yönetimi sağlar. Kafe daha fazla dağıtılmış kuşak ve dönüştürücü-yaralı kaynaklarla geliştikçe, bu temel kavramlar daha da kritik hale gelir.Yeni bir alt istasyonda bir ayarlayıcı tasarlayabilir veya bir nüks gezisine izin verebilir.