Staidéar ar roghnú cothromhachta is fearr do chosantóirí folamh inmheasctha faoi réir cur chuige an tSIO i gcúrsaí díreála teicneolaíochta na hIEE-Business

1 Reisistíveach Superchondúilíocht Fhrithcheannach Cúrsa Cóir

1.1 Prionsabal Oibriúcháin

Mar a bhfuil méadú leanúnach ar scála gréasáin forbartha, tá cumas cóir ghearrscuaineach sreabhsóisí náisiúnta ag méadú go tapa, ag cruthú dúshlán suntasach do thógáil agus oibriú na gréasáine. Chun an fhadhb cóir ghearrscuaineacha trímhéideach a réiteach, tá aird níos mó á tabhairt ar fhreagrachtaí superchondúilíochta (SFCLs) bunaithe ar phrionsabail superchondúilíochta. Is féidir SFCLs a chlasú mar reisistíveach nó inductív de bharr a n-idirghníomhaíochta nuair a théann siad isteach i stád reisistíochta airde.

Díobhainte, is é an reisistíveach superchondúilíocht frithcheannach cúrsa cóir a bhfuil struchtúr shimplí, meascán beag, agus mí-choimeádach, le prionsabal oibriúcháin soiléir. Nuair a théann sé isteach i stád reisistíochta airde, díríonn sé a chumhacht cosanta cóir go mór, ag soláthar cumas láidir frithcheannach. Mar sin féin, is féidir an chumas tionscadail a rialú go teoranta trí chonfigiúintí sraithe nó cothroime de superchondúilí. Le blianta beaga anuas, tá briseadh déanta i mbhuannaíocht superchondúilíocha teatana, ag tarraingt aird acadúil agus tionscal go forleathan ar reisistíveach SFCLs mar phríomhthreoir don fhorbairt sa todhchaí.

Is é an córas cirt, an réimse maighnéadaíochta criticiúil, agus an teocht criticiúil páirmithe fisiceacha príomha chun aimsiú an bhfuil superchondúilí i stád superchondúilíochta. Nuair a thagann aon cheann de na páirmithe seo os cionn a luach criticiúil, téann an superchondúil ón stád superchondúilíochta chuig an stád quenched. Consróidtear an próiseas quenching i dhá stád: chéad, an stád flux flow, agus ansin, an stád reisistíochta normáil. Nuair a thagann an tréimeacht cirt trí an superchondúil os cionn a tréimeacht cirt criticiúil, téann an superchondúil isteach i stád flux flow.

Áit: E is é an cumhacht réití; EC is é an cumhacht réití criticiúil; J is é an tréimeacht cirt; JCT is é an tréimeacht cirt criticiúil; α is é comhshoicheantas; Tt1 agus Tt2 is iad na teoigtean superchondúilí ag amanna t1 agus t2, faoi seoil; QRS is é an teocht atá cruthaithe ag reisistéadr Rs ó t1 go t2; QC is é an teocht atá iontráilte idir an superchondúil agus a timpeallacht le linn t1–t2; Cm is é an teocht spéisifíc superchondúil; JCT(77) is é an tréimeacht cirt criticiúil ag 77 K (77 K is an teocht ag timpeallacht neartléime); TC is é an teocht criticiúil; T is é an teocht superchondúil.

De réir Eq. (1), nuair a mhéadaíonn an tréimeacht cirt J, méadaíonn an cumhacht réití E den superchondúil go tapa, ag cur leis a reisistéadr. An reisistéadr ardaithe agus, mar a léirítear i Eq. (2), méadaíonn an teocht superchondúil.

Ó Eq. (3), is eol go dtugann an méadú teocht laghdú ar an tréimeacht cirt criticiúil, ag méadaíodh an cumhacht réití E, ag cur leis an reisistéadr superchondúil go leanúnach. Nuair a mhéadaíonn an reisistéadr, díríonn an teocht cruthaithe ag an superchondúil go gradamach leis an teocht atá caillte go dtí an timpeallacht, agus stiúraíonn an teocht, ag éirí go staid reisistíochta conspóideach.

1.2 Úsáid R-SFCL i Sistéimeanna DC Ineolasacha

I sistéimeanna tréimhseach DC ineolasacha, tá cirt DC gan croiseadh zero nádúrtha. Nuair a tharlaíonn cóir ghearrscuaineach, éiríonn an cóir ghearrscuaineach go tapa, ag cruthú bhearna mór do theicneolaíocht inbhuanaithe sa tsístiú. Chun infheistíocht an tsístiú a chinntiú, is gá go dianfhostóidh breacaire ceangail an líne cóir go tapa. Faoi láthair, níl breacaire ceangail DC tar éis go forleathan críochnú riachtanais úsáide práctacha.

Nuair a tharlaíonn cóir ghearrscuaineach taobh DC, trioptar gnáirí taobh AC, ach is é seo a chuir síos ar stáisiún athrú agus d'fhéadfadh feidhmchláir inbhuanaithe a bheith imithe as a chumas mar gheall ar thréimeacht tríomhme. Caithfidh cosaint DC críochnú ar an gcúrsa cosanta go léir laistigh de roinnt milliseocunda, agus is é an tréimhse oibre is tapa breacaire ceangail AC go minic 50 ms, ag cur go mbrách nach féidir leo cosaint go héifeachtach ar feidhmchláir inbhuanaithe sa tsístiú.

Tá an teicneolaíocht reatha in ann R-SFCLs a chur i stád reisistíochta normáil laistigh de 3 ms. Téann an reisistíveach superchondúilíocht frithcheannach cúrsa cóir isteach i stád cosanta go tapa níos tapa ná an t-oibriú cosanta relay, agus éiríonn sé i stád reisistíochta airde sula ndéanfar an cóir a chur as, ag cur go mbrách an cóir ghearrscuaineach a laghdú go héifeachtach.

2 Carachtarstic Cóir Ghearrscuaineacha i Sistéimeanna DC Ineolasacha

Ní tionchar ach an impídacht an t-sístiú a bhíonn ag suíomh an chóir, ach níos mó an tréimeacht nó carachtarstic bhunúsach an chóir ghearrscuaineach. Dá ngairm a oiriúnacht modúil, cuireann an cóir taobh amháin den líne DC agus déantar a mheas a bheith ina cóir ghearrscuaineach metalach. Tógann an model simúilú dhaonphointe DC inbhuanaithe agus an model R-SFCL le PSCAD/EMTDC, le ráta voltáil ±110 kV agus cumas 75 MW. Tá an suíomh ina cuireann R-SFCL leis léirítear i Fig. 1.

Nuair a tharlaíonn cóir ghearrscuaineach DC, déantar IGBT a aimsiú agus a chosc go tapa trí a chosc nuair a aimsítear an cóir ghearrscuaineach. Ach, foilsíonn diodaí a bhíonn ina n-aimhníocht le IGBT agus línte tréimhseach an circuit bridge rectifier neamhrialtach, ag cur go mbrách an comhshuntú leanfaidh ar aghaidh fiú tar éis do IGBT a chosc. Is féidir cóir ghearrscuaineach DC pól-pól a roinnt i trí stád: an chéad stád tar éis an chóir, leis an capacitor taobh DC ag déanamh discairt go tapa agus an cóir DC ag éirí go a uasghrá agus roinnt milliseocunda.

Sa dara stád, tar éis an voltáil capacitor titim go zero, is féidir an cóir a thagann trí na diodaí a éirí go tuairim is deich n-uair os cionn a ráta, ag déanamh an t-eolas inbhuanaithe an-danach. Sa tríú stád, nuair a laghdóidh an cóir ghearrscuaineach DC faoi an cóir grid AC, thosaíonn an grid AC a chur cóir ghearrscuaineach isteach sna cóir ghearrscuaineach DC. Níl an cóir ghearrscuaineach talún DC leis an dara stád; ar a laghad, tá a chuid carachtarstic cosúil le cóir ghearrscuaineach pól-pól.

Le hathrú cirt AC, is féidir an cóir a thagann trí na diodaí a éirí go tuairim is deich n-uair os cionn a ráta. Léirítear na tréimeachtaí cóir dá bharr an dá chineál cóir ghearrscuaineach DC sa tsístiú DC inbhuanaithe i Fig. 2 agus Fig. 3, faoi seoil. Nuair a chuireann R-SFCL leis an tréimeacht cóir ghearrscuaineach, éiríonn an reisistéadr an cóir ghearrscuaineach go tapa, ag cur go mbrách an cóir a chur as agus laghdú ar na riachtanais d'fhostóidh agus cumas cosanta breacaire ceangail DC.

3 Anáil Simúilú

Ag úsáid an bhfeidhmchlár simúilú PSCAD/EMTDC, cuireann an model R-SFCL atá forbartha isteach i an model simúilú dhaonphointe DC inbhuanaithe atá bunaithe ag 75 MW le haghaidh verifisiú. Léirítear an clisteoireacht cosanta faoi chóir ghearrscuaineach pól-pól i Fig. 4, agus i Fig. 5 faoi chóir ghearrscuaineach líne-talún. Mar a léirítear i Fig. 4 agus Fig. 5, laghdóidh an cóir ghearrscuaineach uasghrá mar a mhéadaíonn an reisistéadr staid normáil. Is léiriú é go bhfuil gaol lagdhúcháin idir an reisistéadr R-SFCL agus an cóir ghearrscuaineach uasghrá tar éis a chur isteach.

Chun an réimse úsáide a leathnú, cuireadh an model bunúsach a mhéadaíodh go leanúnach bunaithe ar trí cumas tionscadail: 75 MW, 150 MW, agus 300 MW. Faoin gcóir ghearrscuaineach pól-pól agus cóir ghearrscuaineach líne-talún, cuireadh an gaol idir an reisistéadr staid normáil R-SFCL agus an cóir ghearrscuaineach uasghrá chun scrúdú trí an cóir ghearrscuaineach uasghrá a fháil. Tá na torthaí léirithe i Fig. 6 agus Fig. 7.

Ag úsáid an fheidhm fit-theachta i MATLAB, cuireadh an cur chuige i Fig. 6 agus Fig. 7 chun fit, ag cruthú fheidhmiúchán f(x) = ae⁻ᵇˣ + c, le páirmithe speisific luaite i Tabhlacht 1. Tá an fheidhmiúchán fittheach f'(x) = -abe⁻ᵇˣ. Ó Tabhlacht 1, is féidir a aimsiú go bhfuil an páirimithe b go minic beagnach conspóideach, agus an páirimithe a ag méadaíodh le cumas tionscadail. Ón bhunús gur é an b beag, is é an fheidhmiúchán slí an chur chuige do an chineál cóir ghearrscuaineach go minic beagnach conspóideach.Mar sin, R-SFCLs leis an reisistéadr staid normáil conspóideach a léiríonn an ráta athraithe cóir ghearrscuaineach uasghrá conspóideach idir difríochtaí cumas tionscadail do an chineál cóir ghearrscuaineach, ag léiriú clisteoireacht cosanta conspóideach.

Ar a laghad, agus an reisistéadr staid normáil R-SFCL ag éirí go lineach, laghdóidh a chlisteoireacht cosanta go leanúnach. Bunaithe ar na slí an chur chuige i Fig. 6 agus Fig. 7, is é an réimse is fearr don reisistéadr staid normáil R-SFCL chun an ráta lagdhúcháin cóir ghearrscuaineach uasghrá a mhéadaíodh 0–10 Ω.

4 Conclúid

Ag cuireadh R-SFCL ar an taobh DC stáisiún athrú i sístiú DC inbhuanaithe, is féidir an cóir ghearrscuaineach DC a laghdú go héifeachtach. Agus an reisistéadr R-SFCL ag éirí go lineach, laghdóidh a chlisteoireacht cosanta go leanúnach. Bunaithe ar an stádas taighde reatha, costas tionscal, agus riachtanais tírdhreach, is é an réimse is fearr don reisistéadr staid normáil R-SFCL 0–10 Ω.