Elektrotīkla šķēršņu klasifikācija

Sākuma un klasifikācija elektrotīklu šķidrumos

Elektrotīklā šķidrums definēts kā savienojuma punkts, parasti attēlots kā vertikāla līnija, kur dažādi sistēmas komponenti, piemēram, ģeneratori, slodzes un padeves, ir savienoti. Katrs šķidrums elektrotīklā raksturojas ar četriem galvenajiem elektriskajiem parametriem: sprieguma lielums, sprieguma fāzes leņķis, aktīvā jauda (arī pazīstama kā patiesā jauda) un reaktivā jauda. Šie parametri spēlē būtisku lomu analizējot un izprastot elektrotīkla uzvedību un veiktspēju.

Slodzes plūsmas pētījumos, kuru mērķis ir analizēt elektrotīkla pastāvīgā stāvokļa darbības apstākļus, no četriem katram šķidrumam saistītajiem parametriem divi ir zināmi, bet atlikušajiem diviem jāaprēķina. Atkarībā no tā, kuri no šiem parametriem ir norādīti, šķidrumus var klasificēt trīs atsevišķās kategorijās: ģenerācijas šķidrumi, slodzes šķidrumi un brīvās šķidrumi. Šī klasifikācija palīdz formulēt un atrisināt slodzes plūsmas vienādojumus, ļaujot inženieriem efektīvi analizēt elektrotīkla darbību, plānot enerģijas ražošanu un sadalīšanu, un nodrošināt veseluma un uzticamību elektrotīklā.

Apakšā redzamajā tabulā parādīti šķidrumu tipi un ar tiem saistītie zināmie un nezināmie vērtības.

Ģenerācijas šķidrums (Sprieguma kontrolējošais šķidrums vai P-V šķidrums)

Ģenerācijas šķidrums, ko bieži sauc arī kā P-V šķidrums, ir svarīgs elements elektrotīkla analīzē. Šajā šķidruma tipā divi parametri ir iepriekš noteikti: sprieguma lielums, kas sakrīt ar ģenerēto spriegumu, un aktīvā jauda (patiesā jauda) P, kas atbilst ģeneratora spējai. Lai uzturētu sprieguma lielumu konstantā, noteiktā vērtībā, nepieciešamības gadījumā sistēmā tiek ieietverts reaktīvā jauda. Tā rezultātā reaktīvās jaudas ģenerēšana Q un sprieguma fāzes leņķis δ P-V šķidrumā ir nezināmie, kas jāaprēķina caur elektrotīkla analīzes algoritmiem. Šis process ir būtisks, lai nodrošinātu stabilitāti un pareizo elektrotīkla darbību, jo nemainīga sprieguma līmeņa uzturēšana ir svarīga drošai enerģijas piegādei.

Slodzes šķidrums (P-Q šķidrums)

Slodzes šķidrums, arī pazīstams kā P-Q šķidrums, ir savienojuma punkts, kur tiek izmantota gan aktīvā, gan reaktivā jauda no elektrotīkla. Slodzes plūsmas pētījumu kontekstā šajā šķidrumā aktīvā jauda P un reaktivā jauda Q vērtības tiek noteiktas atkarībā no pieslēgtajām slodzēm. Galvenie nezināmie šeit ir sprieguma lielums un fāzes leņķis. Jaunākā slodzes šķidruma spriegums var mainīties tolerablam diapazonā, parasti aptuveni 5%, bet tā uzturēšana šajos robežās ir vitāli svarīga piekļuvejamām elektriskajām ierīcēm. Slodzēm sprieguma fāzes leņķis δ salīdzinājumā ar sprieguma lielumu ir mazāk kritisks, jo vairumā gadījumu elektriskās ierīces ir izstrādātas, lai efektīvi strādātu noteiktā sprieguma diapazonā.

Brīvā, svārstošā vai referenčā šķidrums

Brīvā šķidrums spēlē unikālu un būtisku lomu elektrotīklos. Atšķirībā no citiem šķidrumiem, tas tieši neapgūst enerģiju nevienai fiziskai slodzei. Gan drīzāk tas darbojas kā enerģijas rezervuārs, spējot absorbēt vai ieietvert gan aktīvo, gan reaktivu jaudu elektrotīklā, ja tāds ir nepieciešams. Slodzes plūsmas analīzē brīvā šķidruma sprieguma lielums un fāzes leņķis tiek iepriekš noteikti. Parasti šķidruma sprieguma fāzes leņķis tiek iestatīts uz nulles, padarot to par referenčpunktu visam elektrotīklam. Brīvā šķidruma aktīvā un reaktivā jauda vērtības tiek nosakta slodzes plūsmas vienādojumu risinājuma laikā.

Brīvā šķidruma koncepts rodas no praktiskajiem slodzes plūsmas aprēķinu izaicinājumiem. Kad I²R zudumi elektrotīklā nevar tikt precīzi prognozēti iepriekš, kļūst neiespējami precīzi noteikt kopējo ieietvertu jaudu katrā individuālā šķidrumā. Piešķirot brīvā šķidruma statusu, inženieri var izlīdzināt jaudas vienādojumus pa visu sistēmu, nodrošinot, ka vispārējie jaudas plūsmas aprēķini ir saskaņoti un precīzi. Nulles fāzes leņķa konvents brīvā šķidrumā vienkāršo matemātisko modelēšanu un analīzi elektrotīklā, palīdzot vieglāk saprast elektriskās attiecības un jaudas maiņas tīklā.