Zaporedje omrežja

Vzorec omrežja

Definicija

Vzorec impedancnega omrežja je definiran kot ekvivalentno uravnoteženo omrežje za uravnotežen sistem oskrbe z energijo v hipotetičnih delovnih pogojih, kjer v sistemu obstaja le ena zaporedna komponenta napetosti in toka. Simetrične komponente igrajo ključno vlogo pri izračunu nesimetričnih odklonov na različnih vozliščih omrežja sistema oskrbe z energijo. Poleg tega je pozitivni vzorec omrežja temelj za študije pretoka obremenjenosti v sistemih oskrbe z energijo.

Vsak sistem oskrbe z energijo sestavlja tri zaporedna omrežja: pozitivno, negativno in ničelno zaporedno omrežje, vsako nosi posebne zaporedne tokove. Ti zaporedni tokovi se med seboj specifično prepletajo, da modelirajo različne scenarije nesimetričnih odklonov. Z izračunom teh zaporednih tokov in napetosti med odklonom lahko natančno določimo dejanske tokove in napetosti v sistemu.

Značilnosti zaporednih omrežij

Med analizo simetričnih odklonov ima prednost pozitivno zaporedno omrežje. To je identično zapornemu reaktancnemu ali impedancnemu omrežju. Negativno zaporedno omrežje ima podobno strukturo kot pozitivno zaporedno omrežje, vendar imajo njegove vrednosti impedanc posameznih elementov nasprotni predznaki glede na vrednosti pozitivnega zaporednega omrežja. V ničelnem zaporednem omrežju je notranji del odrezan od kraja odklona, in tok se izključno giblje zaradi napetosti na kraju odklona.

Zaporedno omrežje za izračun odklonov

Odklon v sistemu oskrbe z energijo moti njegovo uravnoteženo delovanje, kar ga prinaša v nesimetrično stanje. To nesimetrično stanje lahko predstavimo kot kombinacijo uravnoteženega pozitivnega zaporednega nabora, simetričnega negativnega zaporednega nabora in enofaznega ničelnega zaporednega nabora. Ko pride do odklona, je konceptualno enakovredno vstavljanju teh treh zaporednih naborov v sistem hkrati. Post-odklonske napetosti in tokovi so nato določeni z odzivom sistema na vsak izmed teh komponentnih naborov.

Za natančno analizo odziva sistema so tri zaporedne komponente nezamenljive. Predpostavimo, da se vsako zaporedno omrežje lahko nadomešča z Theveninovim ekvivalentnim krogom med dvema ključnima točkama. S poenostavitvijo se lahko vsako zaporedno omrežje zmanjša na eno napetostno vir v zaporednem povezavi z eno impedanco, kot je prikazano na spodnji sliki. Zaporedno omrežje se običajno prikaže kot škatla, kjer en terminal predstavlja mesto odklona, drug pa ustrezna referenčna avtobusna napetost N.

V pozitivnem zaporednem omrežju je Theveninova napetost enakovredna odprto-krožni napetosti VF na točki F. Ta napetost VF predstavlja napetost faze a pred odklonom na kraju odklona F in je tudi označena z Eg. Na drugi strani so Theveninove napetosti v negativnem in ničelnem zaporednem omrežju nič. To je zato, ker v uravnoteženem sistemu oskrbe z energijo so negativne in ničelne zaporedne napetosti na kraju odklona samoumevno nič.

Tok Ia teče iz sistema oskrbe z energijo v odklon. Torej njegove simetrične komponente Ia0, Ia1 in Ia2 tečejo stran od kraja odklona F. Simetrične komponente napetosti na kraju odklona se lahko izrazijo kot sledi:

Kjer so Z0, Z1 in Z2 skupna ekvivalentna impedanca ničelnega, pozitivnega in negativnega zaporednega omrežja do kraja odklona.