מגבל זרם תקלה בסונורס סדרתי מבוססת רכיבים קונבנציונליים: פתרון זרם תקלה כלכלי ואמינה

1. הקדמה: רקע מחקר ויעדים מרכזיים

1. חומרת בעיית הזרם הקצר
   עם ההתרחבות המתמשכת של ממדיו של הרשת החשמלית והגדלת יכולתו, רמת הזרם הקצר בסיסמ נעה בצורה מהירה, מתקרבת או אפילו עוברת את גבולות הסובלנות של הציוד הקיים.
   • נתונים תומכים: מעקב מראה שהזרם הקצר הצפוי בחלק מהתחנות בתשעים ואלף וולט, מאה ואלף וולט ואפילו עשר אלף וולט עבר את מאה קילואמפר; המרכיב המחזורי מקסימלי של הזרם הקצר במפעלים חשמליים גדולים מגיע עד ל-300 קילואמפר.
   • זרמים קצרים מאוד גבוהים מובילים להיעדר דגמים מתאימים של מפסקים לחשמל גבוה, לנזק בציוד חשמלי עקב חציית גבולות כוח חום ומכני, ויכולים גם לגרום לבעיות בטיחות כגון הפרעות אלקטרומגנטיות במערכות תקשורת, עלייה בפוטנציאל הקרקע ומתח צעד. זה הפך למגבל טכני מרכזי המגביל את התפתחותה הבטוחה והכלכלית של הרשת החשמלית.
2. מגבלות הטכנולוגיות הקיימות של מגבילי זרם פסול
   טכנולוגיות מגבילי זרם פסול פופולריות כיום יש להן חסרונות בלתי נמנעים, שמגינים על יישום גדול בסולם:
   • מגבל זרם פסול סופרנוטי: מסתמך על חומרים סופרנוטיים, טכנולוגיה שאינה בשל עדיין, מציעה אמינות נמוכה, דורשת עלויות תפעול ובקרה גבוהות ולא כלכלית, ומונעת את היישום הנדסי שלה בטווח קצר עד בינוני.
   • מגבל זרם פסול אלקטרוני חזק: מוגבל בכושר הסיבולת והספיקה של התקנים חשמליים חשמליים, מתמודדת עם אתגרים בשליטה על חלוקת מתח וזרם בטור/במקביל, בעלת מבנה מערכת מורכב (דורשת תוספות מגבילות זרם ומעגלי הגנה מהירים) ויקרה.
3. יעד מרכזי של מחקר זה
   כדי להתמודד עם הבעיות הנ"ל, מחקר זה מטרתו להציע פתרון מגביל זרם פסול רזוננטי סדרתי מבוסס על מרכיבים חשמליים קונבנציונליים, שאינו סופרנוטי ואינו אלקטרוני חזק. ספציפית, נחקרו שתי טופולוגיות:
4. מגביל זרם פסול רזוננטי סדרתי מבוססת ריאקטור שוקע
5. מגביל זרם פסול רזוננטי סדרתי מבוססת משקף ZnO
   מחקר זה ישתמש בתוכנית טרנסיננטים אלקטרומגנטיים (EMTP) לסינון מעמיק של תכונות הגבלת הזרם השטחי, לבצע השוואה, ולốt"ס לאשר את היתרונות המשמעותיים שלהם בנושאי יעילות טכנית, כלכלית ואמינות תפעולית.

II. מגביל זרם פסול רזוננטי סדרתי מבוססת ריאקטור שוקע

1. טופולוגיה של המעגל ועקרון פעולה
   • מבנה טופולוגי: הליבה מורכבת מריאקטור שוקע L_B, קבל C, וריאקטור סדרתי L. L_B מחובר מקביל לקבל C, והשילוב הזה מחובר בסדרה לריאקטור L לתוך המערכת.
   • עקרון פעולה:
   o פעילות תקינה: הזרם בקו קטן. L_B פועל באזור לא שוקע (האינדוקטנץ השקולה שלו L_B1 גדולה מאוד). ההליך המקבילי שלו עם קבל C מתנהג אינדוקטיבית. יחד עם הריאקטור הסדרתי L הם מקיימים את תנאי הרזוננס הסדרתי בתדר התדר (ωL - 1/ωC ≈ 0). המכשיר מציג trởה מאוד נמוכה, מוביל לאובדן מערכת מינימלי.
   o מצב תקלה: עלייה פתאומית בזרם הקצר שוקעת במהירות את L_B (האינדוקטנץ השקולה שלו יורדת באופן דרמטי ל-L_B2). הזרוע המקבילה שלו מקצרת אפקטיבית את הקבל C, כך שהיא מפרה את תנאי הרזוננס. בנקודה זו, הריאקטור הסדרתי L והריאקטור השוקע L_B2 שניהם מוכנסים למערכת, מגבילים אפקטיבית את הזרם הקצר.
   o הסרת התקלה: לאחר הסרת התקלה, הזרם יורד. L_B יוצא באופן אוטומטי מהשוקע, הקבל מוחזר, והמעגל חוזר למצב הרזוננס, מתקיים החלפת מצב עצמית ללא מקור חיצוני.
   •
   o ω²L_B1C >> 1 (מסייעת לזרוע המקבילה להתנהג אינדוקטיבית במהלך פעילות תקינה)
   o ωL - 1/ωC ≈ 0 (מקיים את תנאי הרזוננס עבור פעילות תקינה)
   o ω²L_B2C << 1 (מסייעת לזרוע המקבילה להתנהג קפטיבית במהלך תקלה, מקצרת אפקטיבית את הקבל)
2. ניתוח סימולציה של תכונות הגבלת הזרם (EMTP)
   הסימולציה נערכה תחת מצב של תקלה קצרה בין פאזה לקרקע במערכת של 220kV (שיא הזרם הקצר הצפוי: 110kA). המסקנות העיקריות הן כדלקמן:

1. אינדוקטנץ לא שוקע LB1	הגדלת LB1 מפחיתה באופן משמעותי את מתח הקבל אך יש לה השפעה קטנה על הזרם הקצר; השפעה שוקעת.	LB1=1317mH: מתח קבל 270kV; LB1=1321mH: מתח קבל 157kV (ירידה של 42%)
2. אינדוקטנץ שוקע LB2	קיים טווח אופטימלי (1-7mH). קטן מדי נותן הגבלה גרועה; גדול מדי גורם למתח קבל גבוה מאוד.	LB2=7mH (C=507μF, L=20mH): זרם קצר 25kA, מתח קבל 157kV
3. התאמה של פרמטרים C/L	קיימת תערובת אופטימלית לשיתוף פעולה בהגבלת הזרם הקצר ומתח הקבל.	תערובת אופטימלית (C=406μF, L=25mH): זרם קצר 22kA, מתח קבל 142kV
4. זווית התחלה קצרה	תכונות טרנסיננטיות מושפעות מאוד מזווית המופע; מתח קבל גבוה ביותר ב-0°/180°; העיצוב חייב לקחת בחשבון את המקרה הגרוע ביותר.	זווית 0°: זרם קצר 18kA, מתח קבל 201kV; זווית 90°: זרם קצר 22kA, מתח קבל 142kV

III. מגביל זרם פסול רזוננטי סדרתי מבוססת משקף ZnO

1. טופולוגיה של המעגל ועקרון פעולה
   • מבנה טופולוגי: הריאקטור השוקע L_B מוחלף במשקף ZnO. המבנה הנותר (מקביל C + סדרתי L) נשאר ללא שינוי.
   • עקרון פעולה: העקרון הוא אותו הדבר כמו בריאקטור השוקע. במהלך פעילות תקינה, ZnO מציגנגדות גבוהה, והמעגל רזוננטי. במהלך תקלה, עלייה במתח הקבל גורמת ל-ZnO להחליק (מציג 저ومة נמוכה), מקצרת את הקבל ומפרה את הרזוננס. הריאקטור הסדרתי L מגביל את הזרם. המערכת מתחדשת באופן אוטומטי לאחר הסרת התקלה. כל התהליך משתמש בתכונות וולט-אמפר לא ליניאריות של ZnO להחלפת מצב אוטומטית.
2. ניתוח סימולציה של תכונות הגבלת הזרם
   הסימולציה תחת תנאי מערכת זהים הניחה מסקנות מפתח:

1. מתח שאריות המשקף ו-C/L התאמה	קל להגביל את מתח הקבל, אך הגדלת L כדי להשיג זרם קצר נמוך יותר גורמת לתח荦 יתר על הריאקטור הסדרתי.	C=254μF, L=40mH: זרם קצר 20kA, מתח ריאקטור 246kV; C=507μF, L=20mH: זרם קצר 35kA, מתח ריאקטור 173kV
2. זווית התחלה קצרה	תכונות טרנסיננטיות לא רגישות לזווית המופע של התקלה, משפיעים רק על גודל הזרם; הזרם המקסימלי ב-90°.	זווית 90° (C=507μF, L=20mH): זרם קצר 35kA; זווית 0°: זרם קצר 28kA

IV. השוואה כוללת של שני תוכניות מגביל הזרם

	השפעת הגבלה טובה; אפשר להשיג איזון טוב בין הזרם הקצר למתח 08/26/2025 מומלץ עוד פתרון משלב חשמל מהветר והשמש עבור איים מרוחקים תקצירהצעה זו מציגה פתרון אנרגיה משולב חדשני שמשלב בצורה עמוקה את טכנולוגיות ההפקת אנרגיה מהרוח, הפקת אנרגיה סולארית, אחסון מים בשיטות פומפינג והידרואלקטריקה, וטיהור מי ים. הפתרון מתכוון להתמודד באופן מערכתי עם האתגרים העיקריים של איים מרוחקים, כולל קושי בהיקף הרשת, עלויות גבוהות להפקת חשמל מדיזל, מגבלות של אחסון בגדלים מסחריים באמצעות סוללות, ומחסור במים מתוקים. הפתרון משיג סינרגיה ואוטונומיה ב"ספק חשמל - אחסון אנרגיה - אספקת מים", ומציע דרך טכנולוגית נאמנה, כלכלית וירוקה לפיתוח בר קיימא של האי. מערכת היברידית חכמה של רוח-שמש עם בקרת Fuzzy-PID לשיפור ניהול הסוללה ואופטימיזציה מקסימלית של כוח תקצירההצעה מציגה מערכת ייצור חשמל היברידית של רוח-שמש המבוססת על טכנולוגיה מתקדמת של בקרה, במטרה להתמודד באופן יעיל וכלכלי לצרכי החשמל באזורים מרוחקים ובסצנאריות שימוש מיוחדות. ליבה של המערכת היא מערכת בקרה חכמה המרכזת סביב מעבד ATmega16. המערכת מבצעת מעקב אחר נקודת הספק המקסימלית (MPPT) עבור אנרגיית הרוח והשמש ומפעילה אלגוריתם אופטימלי שמשלב בקרה PID ובקרה עמומה לבקרה מדוייקת ויעילה של טעינה/פריקה של הרכיב העיקרי - הסוללה. כתוצאה מכך, היא מגבירה באופן משמעותי את יעילות הייצור הכוללת של החשמל, מ פתרון היברידי יעיל כלכלית של רוח-שמש: מبدل בק-בוסט וטעינה חכמה מפחיתים את עלות המערכת תקציר​פתרון זה מציג מערכת היברידית חדשנית ליצירת חשמל מהרוח והשמש בעלת יעילות גבוהה. פתרון זה מתייחס לחסרונות מרכזיים בטכנולוגיות קיימות כגון שימוש נמוך באנרגיה, אורך חיים קצר של סוללות ויציבות מערכות גרועה, על ידי שימוש במעברי DC/DC Buck-Boost בשליטה דיגיטלית מלאה, טכנולוגיית מקבילות מתחלפות ואלגוריתם טעינה חכם בשלושה שלבים. הדבר מאפשר מעקב אחר נקודת החשמל המירבית (MPPT) עבור טווח רחב יותר של רוחות ושמש, שיפור משמעותי ביעילות التقטף של האנרגיה, הרחבת משך החיים של הסוללה באופן יעיל והפחתת עלות ה מערכת היברידית של אנרגיה רוח-שמש אופטימלית: פתרון עיצוב מקיף ליישומים חיצוניים לרשת הקדמה והשראה1.1 אתגרים במערכות ייצור חשמל ממקור יחידמערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאי (PV) או רוח טיפוסיות סובלות מתכונות פנימיות שליליות. ייצור חשמל באמצעות PV מושפע מחזורי יום ולילה ותנאי מזג אוויר, בעוד שיצירת חשמל באמצעות רוח תלויה במשאבי רוח בלתי יציבים, מה שמוביל לתנודות משמעותיות בהספק החשמלי הנוצר. כדי להבטיח אספקה מתמשכת של חשמל, יש צורך בבנקי סוללות קיבולת גבוהים לאחסון ואיזון אנרגיה. עם זאת, סוללות המופעלות בתדר גבוה של טעינה ומיחזור נמצאות לעיתים קרובות במצב של טעינה חלקית לאורך זמן תחת אודות RW Energy Zhejiang Rockwell Energy Technology Co., Ltd. 13yrs + staff 30000+m² US$100,000,000+ China מוצרים 108 פתרונות 32 דבר עכשיו שלח הצעת מחיר דבר עכשיו שלח הצעת מחיר דבר עכשיו שלח הצעת מחיר שלח הצעת מחיר שמך הטלפון שלך האימייל שלך המדינה שלך ההודעה שלך שלח עכשיו הורדה קבל את IEE Business אפליקציה коммерческая השתמש באפליקציה IEE-Business כדי למצוא ציוד, לקבל פתרונות, להתחבר למומחי ולתת חלק בתיאום תעשייתי בכל זמן ובכל מקום – לתמיכה מלאה בפיתוח פרויקטי החשמל העסקים שלך