
Ин таҳқиқот барои муайян кардани қитъаи хатти носолим дар шароите, ки нерӯгоҳҳои офтобӣ, бодӣ, батареяҳо ва дигар манбаъҳои тақсимшудаи энергия дар шабакаи тақсимоти барқ ҷараёни дуҷонибаи қувваро ба вуҷуд меоранд, усули муҳофизатиро пешниҳод мекунад, ки танҳо ченкунии ҷараёнро истифода мебарад. Усул дар релелҳои ду канори минтақаи муҳофизат самти тағйирёбии кунҷи фазаи ҷараён ва амплитудаи ҷараёнро пеш аз носозӣ ва ҳангоми носозӣ муқоиса мекунад. Агар тағйироти кунҷи фаза дар ду канор муқобили ҳам бошанд, носозӣ дар дохили минтақаи дахлдори муҳофизат қабул карда мешавад. Вақте муқоисаи кунҷи фаза натиҷаи қатъӣ намедиҳад, махсусан дар системаҳои яктаъмина ё дорои манбаи хеле заиф, аломатҳои тағйирёбии амплитудаи ҷараён ҳамчун меъёри дуюми қарор истифода мешаванд.
Равиши пешниҳодшуда мисли муҳофизати классикии дифференсиалии хат шаклҳои мавҷи ҷараёни сефазаро пайваста ба канори муқобил намефиристад. Ҳар реле танҳо маълумоти рӯйдодии ҳафтбитиро мефиристад, ки аз як байрақи оғоз, се бити тағйири кунҷи фаза ва се бити тағйири амплитудаи ҷараён иборат аст. Гардиши фаза ба самти соат ва тағйироти мусбати амплитуда ҳамчун “1”; гардиши фаза ба муқобили самти соат ва тағйироти манфии амплитуда ҳамчун “0” рамзгузорӣ шудааст. Муаллифон қайд мекунанд, ки ин сохтори рӯйдодмеҳвар метавонад сарбории алоқа ва мураккабии коркарди додаҳоро коҳиш диҳад. Аммо study андозаи воқеии бастаи шабакаро, бо назардошти сарлавҳаи пурраи протокол, назорати хато, рамзгузорӣ ва ирсоли такрорӣ, ё хароҷоти пулии насбро ҳисоб накардааст.
Усул дар системаи тақсимоти се-шинаи 11 kV ва 50 Hz бо MATLAB/Simulink санҷида шудааст. Аз рӯи шумориши сенарияҳои ҷадвалҳо, дар конфигуратсияҳои дутаъмина бо ҷараёни қувваи пеш, дутаъмина бо ҷараёни қувваи баръакс ва яктаъмина дар маҷмӯъ 120 сенарияи носозӣ; барои тағйироти бор бе носозӣ 12 сенарияи иловагӣ арзёбӣ шудаанд. Таҳқиқот қарорҳои дурусти минтақаи муҳофизатро барои намудҳои гуногуни носозӣ, мавқеъҳои yüzde 10, yüzde 50 ва yüzde 90 дар хат ва муқовиматҳои носозие, ки то 50 ohm санҷида шудаанд, гузориш мекунад. Муаллифон мегӯянд, ки усул дар системаи дахлдор барои муқовиматҳои носозии тақрибан камтар аз 60 ohm боэътимод боқӣ мемонад.
Дар таҷрибаҳои Hardware-in-the-Loop бар пояи RTDS, таъхири алоқаи Ethernet байни релеҳои R22 ва R31 камтар аз 8 миллисония чен шудааст. Барои носозиҳои B-C, A-C-ground ва сефаза дар дохили минтақаи муҳофизат, вақтҳои гузоришшудаи муайянкунии қитъа дар фосилаи 8,2-12,0 миллисония мебошанд; барои носозиҳои берун аз минтақаи муҳофизат фармони кушодан тавлид нашудааст. Бо вуҷуди ин, усул танҳо дар модели радиалии се-шина санҷида шудааст; релеҳои воқеии саҳроӣ, талафи баста, хатои бит, қатъ шудани алоқа, ҳамлаи киберӣ, шумораи зиёди манбаъҳои DER ва топологияҳои мураккаби шабакаи ҳалқавӣ арзёбӣ нашудаанд. Таҳқиқот preprint мебошад ва аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст.
Масъалаи муҳофизатие, ки таҳқиқот ҳал кардан мехоҳад, чист?
Шабакаҳои анъанавии тақсимот бо фарзияи он тарҳрезӣ шудаанд, ки нерӯи барқ аз як манбаи калони марказӣ ба сӯи истеъмолкунандагон дар як самт мегузарад. Дар чунин шабакаҳо релеҳои ҷараёни изофӣ, муҳофизакҳо ва унсурҳои муҳофизати самтӣ метавонанд мувофиқи сатҳҳои пешакӣ муайяншудаи кӯтоҳпайваст ва самти ҷараёни қувва танзим шаванд.
Илова шудани манбаъҳои тақсимшудаи энергия ба шабака ин фарзияи асосиро тағйир медиҳад. Дар як канори хатти тақсимот шабакаи асосӣ ва дар канори дигар нерӯгоҳи офтобӣ, нерӯгоҳи бодӣ, батарея ё манбаи дигари тавлиди тақсимшуда ҷой дошта метавонад. Ҳангоми носозӣ ҳар ду канор метавонанд ба нуқтаи носозӣ ҷараён диҳанд. Дар кори муқаррарӣ самти ҷараёни қувва метавонад баръакс шавад ва ҷараёни кӯтоҳпайвасти манбаъҳои тавлиди инверторӣ метавонад аз генераторҳои анъанавии синхронӣ камтар ё табиати дигар дошта бошад.
Ин шароит дар системаҳои муҳофизати дорои танзими собит се хатари асосӣ ба вуҷуд меорад:
- Қитъаи дорои носозӣ кушода нашавад,
- Қитъаи солими берун аз носозӣ бе зарурат кушода шавад,
- Координатсияи релеҳо аз сабаби саҳми тавлиди тақсимшуда ба носозӣ вайрон шавад.
Муҳофизати дифференсиалии хат метавонад бо муқоисаи пайвастаи ҷараёнҳо дар ду канор интихобпазирии баланд диҳад. Аммо ирсоли доимии намунаҳои ҷараёни сефаза метавонад bandwidth-и баланд, таъхири паст, ҳамоҳангсозии боэътимоди вақт ва инфрасохтори гаронтари алоқаро талаб кунад. Ҳадафи асосии таҳқиқот ин аст, ки ба ҷойи интиқоли пайвастаи шакли мавҷи ҷараён, бо ирсоли миқдори хеле ками иттилоот танҳо ҳангоми рӯйдоди носозӣ қитъаи хатти носолим фарқ карда шавад.
Холигии адабиёт, ки study ҳадаф гирифтааст
Қисми муҳими усулҳои муҳофизати мутобиқшаванда, ки дар PDF баррасӣ шудаанд, ба SCADA, контроллери марказӣ, воҳиди ченкунии фазорӣ, танзимоти навшудаи реле ё ҳолатҳои пешакӣ ҳисобшудаи система такя мекунанд. Муаллифон қайд мекунанд, ки чунин равишҳо метавонанд бо таъхири алоқа, талафи додаҳо, конфигуратсияи дастӣ, хароҷоти баланди инфрасохтор ва мутобиқшавӣ ба топологияҳои тағйирёбанда мушкил дошта бошанд.
Усулҳои муайянкунии самт, ки танҳо ҷараёнро истифода мебаранд, метавонанд ниёз ба сенсори шиддатро кам кунанд. Бо вуҷуди ин, баъзе усулҳои мавҷудаи дар PDF баррасишуда донистани пешакии самти ҷараёни қувваи муқаррарӣ, мубодилаи пайвастаи фазорҳо, поляризатсияи шиддат ё ҷараёни устувори пас аз носозиро талаб мекунанд. Ҳамчунин зикр шудааст, ки баъзе тадқиқотҳо танҳо барои намудҳои маҳдуди носозӣ ё шароити собити система тасдиқ шудаанд.
Ҳадафи аслии study якҷоя кардани ин се хусусият аст:
- Истифодаи танҳо маълумоти ҷараён бе ченкунии шиддат,
- Муқоисаи қитъа новобаста аз он ки ҷараёни қувваи муқаррарӣ пеш ё баръакс аст,
- Ба ҷойи интиқоли пайвастаи намунаҳо, танҳо ҳангоми рӯйдоди носозӣ мубодилаи иттилооти ҳафтбитӣ.
Системаи намунавии ду-шина чӣ гуна муайян шудааст?
Дар шарҳи назариявии усул системаи содашудаи радиалии ду-шина истифода шудааст, ки аз ду канор таъминот мегирад. Импеданси умумии манбаъ ва хат байни Манбаи 1 ва Шинаи 1 ҳамчун ZS1, импеданси умумӣ байни Манбаи 2 ва Шинаи 2 ҳамчун ZS2, ва импеданси хат байни ду шина ҳамчун ZL муайян шудааст.
Минтақаи муҳофизат қитъаи хат байни Шинаи 1 ва Шинаи 2 мебошад. Дар ҳолати муқаррарӣ ҷараёнҳои ченшуда дар ду канор баробар қабул шудаанд:
\[ I_{R1}=I_{R2}=I_L \]
- IR1 ҷараёни хатест, ки релеи R1 чен мекунад.
- IR2 ҷараёни хатест, ки релеи R2 чен мекунад.
- IL ҷараёни хат дар кори муқаррарӣ аст.
Ин баробарӣ модели содашудаи хатро ифода мекунад, ки дар ҳолати пеш аз носозӣ аз ду канори қитъаи муҳофизатшуда ҳамон ҷараёни пайдарпай мегузарад.
Алгоритми муҳофизат кай оғоз мешавад?
Ҳар реле амплитуда ва кунҷи фазаи ҷараёнро бо Transform-и дискретии Fourier ҳисоб мекунад. Дар study равзанаи ҳаракаткунандаи се давр истифода шудааст. Азбаски система 50 Hz аст, як даври барқӣ 20 миллисония ва се давр 60 миллисония мебошад.
Алгоритм вақте оғоз мешавад, ки ҳадди ақал яке аз шартҳои зерин иҷро шавад:
\[ |I_n|<0.8|I_0|\quad \text{veya}\quad |I_n|>1.2|I_0| \]
\[ \theta_n<\theta_0-\theta_{th}\quad \text{veya}\quad \theta_n>\theta_0+\theta_{th} \]
- |I0| амплитудаи ибтидоӣ ё қаблии ҷараён аст.
- |In| амплитудаи ҷараён баъд аз се давр аст.
- θ0 кунҷи фазаи ибтидоии ҷараён аст.
- θn кунҷи фазаи ҷараён баъд аз се давр аст.
- θth = 3,6° ҳадди тағйирёбии кунҷи фаза мебошад.
Барои амплитудаи ҷараён банди тағйироти yüzde 20 истифода шудааст. Агар ҷараён зиёда аз yüzde 20 коҳиш ё афзоиш ёбад, раванд оғоз мешавад. Ҳадди кунҷи фаза 3,6 дараҷа интихоб шудааст, ки ба yüzde 1 як даври 360-дараҷа мувофиқ аст.
Муаллифон ин ҳаддҳоро ҳамчун созиш байни ҳассосият ва амният нисбат ба ихтилолҳои хурд тавсиф мекунанд. Ҳаддҳо аз рӯи мушоҳидаҳои моделсозӣ интихоб шудаанд. Дар PDF барои сатҳҳои гуногуни садо characteristic-и кори қабулкунанда, каҷи ҳассосияти ҳадд ё эҳтимоли оғози бардурӯғ дода нашудааст.
Тағйирёбии кунҷи фазаи ҷараён чӣ гуна ҳисоб мешавад?
Дар ду канори минтақаи муҳофизат фарқи байни кунҷҳои фаза пеш аз носозӣ ва ҳангоми носозӣ ҳисоб мешавад:
\[ \Delta\theta_{R1}=\theta_{R1,f}-\theta_{R1} \]
\[ \Delta\theta_{R2}=\theta_{R2,f}-\theta_{R2} \]
- θR1 ва θR2 кунҷҳои ҷараён пеш аз носозӣ мебошанд.
- θR1,f ва θR2,f кунҷҳои ҷараён ҳангоми носозӣ мебошанд.
- Δθ тағйирёбии кунҷи фаза бо дараҷа мебошад.
Тағйироти манфӣ ҳамчун гардиши фазор ба самти соат ва тағйироти мусбат ҳамчун гардиш ба муқобили самти соат тафсир мешавад. Study тағйирёбии кунҷро дар фосилаи -180 то +180 дараҷа арзёбӣ мекунад.
Чаро дар носозии дохилӣ гардишҳои фаза дар ду канор муқобил мешаванд?
Вақте носозӣ байни ду реле рух медиҳад, ду манбаъ аз самтҳои муқобил ба нуқтаи носозӣ ҷараён мефиристанд. Импеданси хат мувофиқи мавқеи носозӣ ба ду қисм ҷудо мешавад:
\[ Z_{L1}+Z_{L2}=Z_L \]
Ҷараёнҳои носозии ченшуда дар ду канор дар study чунин дода шудаанд:
\[ I_{R1,f}=I_{R1}+I_{S1,f}= \frac{V_{S1}-V_{S2}}{Z_{S1}+Z_L+Z_{S2}}+ \frac{V_{S1}}{Z_{S1}+Z_{L1}} \]
\[ I_{R2,f}=I_{R2}+I_{S2,f}= \frac{V_{S1}-V_{S2}}{Z_{S1}+Z_L+Z_{S2}}- \frac{V_{S2}}{Z_{S2}+Z_{L2}} \]
IS1,f саҳми кӯтоҳпайвастро аз Манбаи 1 ва IS2,f аз Манбаи 2 ба нуқтаи носозӣ нишон медиҳад.
Вақте ҷараёни қувваи муқаррарӣ аз Манбаи 1 ба Манбаи 2 аст, фазори ҷараёни носозӣ дар R1 ба самти соат ва дар R2 ба муқобили самти соат мегардад. Вақте ҷараёни қувва баръакс мешавад, аломатҳои инфиродӣ тағйир меёбанд; аммо муқобил будани гардишҳо дар ду канор тағйир намеёбад.
Аз ин рӯ қоидаи носозии дохилии усул чунин аст:
Агар тағйироти кунҷи фаза дар ду канор аломатҳои муқобил дошта бошанд, қитъаи дахлдори хат носолим ҳисоб мешавад.
Чаро дар носозии берунӣ гардиши фаза ҳамсамт мешавад?
Вақте носозӣ берун аз қитъаи муҳофизатшудаи хат ҷойгир аст, ҷараёни носозие, ки аз ду канори минтақаи муҳофизат мегузарад, қисми ҳамон роҳи умумии ҷараён аст. Барои носозии беруние, ки байни Шинаи 2 ва Манбаи 2 ҷойгир аст, импеданси манбаъ чунин ҷудо шудааст:
\[ Z_{S2}=Z_{S21}+Z_{S22} \]
Ҷараёнҳои ду канори минтақаи муҳофизат бо як ифода пешниҳод шудаанд:
\[ I_{R1,f}=I_{R2,f}= \frac{V_{S1}-V_{S2}}{Z_{S1}+Z_L+Z_{S2}}+ \frac{V_{S1}}{Z_{S1}+Z_L+Z_{S21}} \]
Агар ҷараёни қувваи муқаррарӣ ба пеш бошад, дар ҳар ду реле гардиши фаза ба самти соат ва агар ҷараёни қувва баръакс бошад, дар ҳар ду реле гардиш ба муқобили самти соат сурат мегирад. Самти инфиродии гардиш аз ҷараёни қувва вобаста аст, аммо ду канор як аломат медиҳанд.
Аз ин рӯ қоидаи носозии берунӣ чунин аст:
Агар тағйироти кунҷи фаза дар ду канор як аломат дошта бошанд, муқоисаи фаза носозиро дар дохили минтақаи муҳофизат нишон намедиҳад.
Чаро амплитудаи ҷараён ҳамчун меъёри дуюми қарор илова шудааст?
Вақте ҳар ду манбаъ ҷараёни кофии кӯтоҳпайваст медиҳанд, муқоисаи гардиши фаза метавонад носозиҳои дохилӣ ва беруниро фарқ кунад. Агар як манбаъ хеле заиф бошад ё пурра хомӯш бошад, кунҷи фазаи ҷараён дар релеи поёноб аз носозӣ метавонад боэътимод ҳисоб нашавад. Ҳангоми кӯтоҳпайвасти сахт, вақте шиддат фурӯ меравад, ҷараён дар фазаи поёноб метавонад ба сифр наздик шавад.
Аз ин рӯ, вақте тағйироти кунҷи фаза як аломат медиҳанд, тағйироти амплитудаи ҷараён муқоиса мешаванд:
\[ \Delta|I_{R1}|=|I_{R1,f}|-|I_{R1}| \]
\[ \Delta|I_{R2}|=|I_{R2,f}|-|I_{R2}| \]
Дар носозии дохилӣ ҷараён дар канори наздик ба манбаи қавӣ метавонад зиёд шавад, дар ҳоле ки дар тарафи дигари носозӣ коҳиш ёбад. Аз ин рӯ тағйироти амплитуда дар ду канор аломатҳои муқобил медиҳанд. Дар носозии берунӣ бошад, ду реле дар ҳамон роҳи пайдарпайи ҷараён мемонанд ва тағйирот якҷоя зиёд ё якҷоя кам мешаванд.
| Муқоисаи ду канор | Қарор | Истифодаи асосӣ |
|---|---|---|
| Тағйироти кунҷи фаза муқобил | Носозии дохилӣ | Ҳолати дутаъмина ё мавҷудияти ҷараёни равшани носозӣ аз ду канор |
| Тағйироти кунҷи фаза яксон, тағйироти амплитуда муқобил | Носозии дохилӣ | Ҳолати яктаъмина ё хеле заиф будани як манбаъ |
| Тағйироти кунҷи фаза яксон, тағйироти амплитуда яксон | Носозии берунӣ | Рӯйдоди берун аз минтақаи муҳофизат |
Study ба таври возеҳ қайд мекунад, ки усули ёрирасони бар пояи амплитуда дар ҳолатҳое, ки байни ду нуқтаи ченкунӣ бори миёна мавҷуд аст, истифода шуда наметавонад. Бори миёна метавонад робитаи якхелаи ҷараёни пайдарпайро байни ду канори минтақаи муҳофизат дар ҳолати муқаррарӣ ва носозӣ вайрон кунад.
Диаграммаи ҷараён кадом пайдарпаии амалҳоро нишон медиҳад?
Шакли 7 дар саҳифаи 9-и PDF раванди симметрии қарорро барои ду реле нишон медиҳад. Ҳар реле ҷараёни маҳаллии худро пайваста чен мекунад. Агар амплитуда ё кунҷи ҷараён аз ҳадди муқарраршуда гузарад, раванди муайянкунии қитъаи носозӣ оғоз мешавад.
Релеҳо аввал рамзҳои тағйироти кунҷи фазаро ба ҳам мефиристанд. Агар муқоиса гардиши муқобилро нишон диҳад, ҳар ду реле қарори носозии дохилӣ медиҳанд. Агар гардишҳои фаза яксон бошанд, рамзҳои тағйироти амплитуда фиристода шуда, муқоисаи дуюм анҷом меёбад. Агар тағйироти амплитуда муқобил бошанд, носозии дохилӣ ва агар яксон бошанд, носозии берунӣ муайян мешавад.
Диаграммаи ҷараён муқоисаи кунҷи фазаро ҳамчун марҳилаи ибтидоӣ ва муқоисаи амплитудаи ҷараёнро ҳамчун марҳилаи дуюм, ки танҳо ҳангоми зарурат истифода мешавад, ҷой медиҳад. Ҳамин тавр, дар носозиҳои қавии дутаъмина қарор метавонад танҳо бо иттилооти фаза анҷом ёбад.
Бастаи алоқаи ҳафтбитӣ чӣ гуна сохта мешавад?
Ҳар реле барои се фаза тағйироти кунҷи фаза ва тағйироти амплитударо ҳар кадом бо як бит рамзгузорӣ мекунад:
| Тағйироти ченшуда | Рамзи дуӣ |
|---|---|
| Кунҷи фаза ба самти соат мегардад | 1 |
| Кунҷи фаза ба муқобили самти соат мегардад | 0 |
| Амплитудаи ҷараён меафзояд | 1 |
| Амплитудаи ҷараён кам мешавад | 0 |
Фиристодани танҳо “0” метавонад барои қабулкунанда байни бити воқеии сифр ва тамоман наомадани сигнал норавшанӣ эҷод кунад. Барои кам кардани ин мушкил ба аввали баста як бити байрақ илова шудааст. Вақте ҳадд гузашта мешавад, байрақ “1” мешавад; агар ҳадд нагузарад, баста фиристода намешавад.
| Бит | Мундариҷа |
|---|---|
| 1 | Байрақи оғоз ё рӯйдод |
| 2 | Тағйироти кунҷи фазаи фазаи A |
| 3 | Тағйироти кунҷи фазаи фазаи B |
| 4 | Тағйироти кунҷи фазаи фазаи C |
| 5 | Тағйироти амплитудаи ҷараёни фазаи A |
| 6 | Тағйироти амплитудаи ҷараёни фазаи B |
| 7 | Тағйироти амплитудаи ҷараёни фазаи C |
Ҳафт бит сарбории маълумоти қарор дар study мебошад. Дар чорчӯбаи воқеии алоқа, агар суроға, оғози баста, рақами пайдарпай, timeout, назорати хато, authentication ва сарлавҳаи протокол илова шаванд, миқдори умумии додаҳои интиқолёфта аз ҳафт бит калонтар мешавад. PDF ин protocol overhead-ро ҳисоб накардааст.
Муаллифон ҳамчунин қайд мекунанд, ки агар дар системаи алоқа сигнали даврии watchdog истифода шавад, барои фарқ кардани бастаи рӯйдод метавонад рамзи беназири оғози чандбитӣ лозим шавад. Ин шарҳ нишон медиҳад, ки дар татбиқи воқеӣ баста метавонад танҳо аз ҳафт бити физикӣ иборат набошад.
Оё ҳамоҳангсозии вақт воқеан лозим нест?
Усул ба ҷойи тарҳи мустақими кунҷҳои мутлақи фаза дар ду канор, аломати тағйироти ҳар релеи маҳаллиро байни пеш аз носозӣ ва ҳангоми носозӣ муқоиса мекунад. Аз ин рӯ пешниҳод мешавад, ки он мисли муҳофизати классикии дифференсиалии фазорӣ time stamp-и муштараки бисёр дақиқро талаб намекунад.
Бо вуҷуди ин, ду реле бояд рамзҳои марбут ба ҳамон рӯйдоди физикиро ба ҳам мувофиқ кунанд. Байрақи оғоз оғози рӯйдодро хабар медиҳад, аммо PDF рақами пайдарпайи баста, идентификатори рӯйдод, бастаи такрорӣ, бастаи деррасида ё тарзи ҷудо кардани ду рӯйдоди ҳамзамонро шарҳ намедиҳад. Иддаои “ниёз надоштан ба ҳамоҳангсозии вақт” маънои ҳал шудани ҳамаи масъалаҳои мувофиқкунии рӯйдодҳо дар шароити воқеии шабака надорад.
Кадом технологияҳои алоқа муқоиса шудаанд?
Дар study microwave, digital radio, ZigBee ва cellular communication ба таври сифатӣ муқоиса шудаанд. Ҷадвали 1 дар саҳифаи 11-и PDF bandwidth, latency, noise tolerance, coverage ва cost-ро ҳамчун сарлавҳа истифода мекунад.
| Технология | Арзёбии асосӣ дар study | Маҳдудияти зикршуда |
|---|---|---|
| Microwave | Хароҷоти миёна-баланд, coverage ва latency-и мувофиқ | Line of sight ва шароити noise |
| Digital radio | Хароҷоти паст-миёна ва номзади амалӣ | Таъсири antenna, weather ва noise |
| ZigBee | Хароҷоти хеле паст | Coverage-и кӯтоҳтар аз тақрибан 1 километр |
| Cellular | Bandwidth ва coverage-и баланд | Хароҷоти баланд |
Муаллифон бо арзёбии якҷояи хароҷот ва ҳаҷми додаҳои лозима digital radio-ро ҳамчун варианти амалӣтар пешниҳод мекунанд. Аммо дар ҷадвал bit rate-и ченшуда, тақсимоти latency, packet-loss rate ё хароҷоти пулӣ дода нашудааст. Аз ин рӯ интихоби digital radio бештар арзёбии сифатии муҳандисӣ мебошад, на оптимизатсияи таҷрибавии хароҷот.
Системаи моделсозӣ чӣ гуна сохта шудааст?
Модели MATLAB/Simulink системаи радиалии се-шинаи 11 kV ва 50 Hz мебошад. Манбаи 1, ки шабакаи асосиро ифода мекунад, дар тарафи чапи хат ва манбаи тавлиди тақсимшудаи интерфейси инверторӣ дар тарафи рост ҷойгир аст. Байни манбаи тавлиди тақсимшуда ва Шинаи L3 калиди идорашаванда мавҷуд аст.
| Параметри система | Қимат |
|---|---|
| Шиддати номиналӣ | 11 kV |
| Басомад | 50 Hz |
| Сатҳи кӯтоҳпайвасти Манбаи 1 | 250 MVA |
| Таносуби X/R-и Манбаи 1 | 5 |
| Кунҷи ибтидоии шиддат | 50° |
| Қувваи асосии IIDG | 500 kVA |
| Филтри LC-и IIDG | 43 µH ва 1,88 mF |
| Импеданси хат | 0,182 + j0,335 Ω/km |
| Хатти Манбаи 1-Шинаи L1 | 15 km |
| Хатти Шинаи L1-L2 | 1 km |
| Хатти Шинаи L2-L3 | 1 km |
| Хатти Шинаи L3-IIDG | 1 km |
Дар Шакли 9 нишон дода шудааст, ки манбаи тавлиди тақсимшудаи интерфейси инверторӣ ҳангоми кӯтоҳпайвасти сахт тақрибан 1,2 p.u. ҷараёни носозӣ медиҳад. Ин саҳми маҳдуди кӯтоҳпайваст мушкили ҷараёни пасти носозиро нишон медиҳад, ки муҳофизати классикии ҷараёни изофӣ метавонад дар шабакаҳои тақсимоти дорои саҳми баланди DER бо он рӯбарӯ шавад.
| Бор | Қувваи фаъол | Қувваи реактивӣ |
|---|---|---|
| Бори 1 | 100 kW | 10 kVAr |
| Бори 2 | 200 kW | 30 kVAr |
| Бори 3 | 700 kW | 70 kVAr |
| Маҷмӯъ | 1.000 kW | 100 kVAr |
Носозиҳо дар кадом мавқеъ ва шароит татбиқ шуданд?
Носозиҳо дар сонияи 1,2-и моделсозӣ дар се қитъаи гуногун ба вуҷуд оварда шуданд:
- F1: Қитъаи байни Манбаи 1 ва Шинаи L1,
- F2: Қитъаи байни Шинаи L1 ва Шинаи L2,
- F3: Қитъаи байни Шинаи L2 ва Шинаи L3.
Носозиҳо дар нуқтаҳои yüzde 10, yüzde 50 ва yüzde 90-и дарозии хат татбиқ шуданд. Дар санҷишҳои мавқеъ муқовимати носозӣ 0,1 ohm истифода шуд. Барои носозии F2 инчунин муқовиматҳои 1, 5, 10, 20 ва 50 ohm санҷида шуданд.
Намудҳои носозии баррасишуда дар ҷадвалҳо носозии сефаза, фаза-ground, фаза-фаза ва дуфаза-ground-ро дар бар мегиранд. Ҳамин тавр кӯтоҳпайвастҳои мутавозин ва номутавозин алоҳида арзёбӣ шудаанд.
Натиҷаи намунавӣ дар ҷараёни қувваи пеши дутаъмина
Вақте дар нуқтаи F2 байни Шинаи L1 ва Шинаи L2 носозии сефаза ба вуҷуд оварда шуд, кунҷи се фаза дар релеи R12 ба андозаи -114,11 дараҷа тағйир ёфт. Ин қимат гардиш ба самти соат ва рамзи дуии “1”-ро ифода мекунад.
Дар се фазаи релеҳои R21, R22 ва R31 тағйироти +88,02 дараҷа дида шуд. Ин қимат гардиш ба муқобили самти соат ва рамзи дуии “0”-ро ифода мекунад.
- Дар ҷуфти R12-R21 рамзҳо муқобиланд: қитъаи дахлдори L1-L2 ҳамчун носозии дохилӣ муайян шудааст.
- Дар ҷуфти R22-R31 рамзҳо яксонанд: қитъаи L2-L3 солим қабул шудааст.
Чор график дар саҳифаи 13-и PDF нишон медиҳанд, ки дар сонияи 1,2-и носозӣ дар ҳамаи кунҷҳои фаза тағйироти зинамонанд ба вуҷуд меояд. Графики R12 ба самти муқобили се релеи дигар ҳаракат мекунад ва ҳамин тавр принсипи пешниҳодшудаи қарорро ба таври визуалӣ дастгирӣ мекунад.
Натиҷаи маҷмӯии озмоишҳои ҷараёни қувваи пеш
Дар Ҷадвали 3 барои намудҳо, мавқеъҳо ва муқовиматҳои гуногуни носозӣ дар шароити ҷараёни қувваи пеш қарорҳои кушодани ҷуфтҳои релеҳои R12-R21 ва R22-R31 дода шудаанд. Дар ҳамаи носозиҳои дохилии санҷидашуда танҳо қитъаи дорои носозӣ сигнали кушодан тавлид кардааст ва қитъаи дигар солим боқӣ мондааст.
Муаллифон гузориш мекунанд, ки дар конфигуратсияи ҷараёни қувваи пеш усул барои муқовиматҳои носозии тақрибан камтар аз 62 ohm дуруст кор мекунад. Барои носозиҳои болотар аз 62 ohm тағйироти амплитуда ва кунҷи фазаи ҷараён метавонанд аз ҳадди оғоз пасттар монанд ва аз ин рӯ мубодилаи додаҳо байни релеҳо оғоз нашавад.
Study то 50 ohm натиҷаҳои муфассали ҷадвалӣ медиҳад. Графики алоҳидаи scan-и муқовимат, ки чӣ гуна ҳадди тақрибан 62 ohm қадам ба қадам муайян шудааст, дода нашудааст.
Оё баръакс шудани ҷараёни қувва натиҷаро тағйир медиҳад?
Барои ба вуҷуд овардани ҷараёни қувваи баръакс, Бори 2 ва Бори 3 аз система хориҷ ва Бори 1 ба 1 MW қувваи фаъол ва 100 kVAr қувваи реактивӣ танзим шудааст. Ҳамин тавр, бе тағйир додани бори умумӣ, ҷараёни қувва аз тарафи IIDG ба самти Манбаи 1 гардонида шудааст.
Натиҷаҳои Ҷадвали 4 нишон медиҳанд, ки баръакс шудани ҷараёни қувва қарорҳои қитъаи носозиро тағйир намедиҳад. Аломатҳои гардиши фаза дар релеҳои инфиродӣ нисбат ба ҷараёни пеш баръакс шуданд, аммо робитаи “гардиши муқобил” байни ду канор дар носозии дохилӣ нигоҳ дошта шуд.
Муаллифон гузориш мекунанд, ки дар ҷараёни қувваи баръакс кори дуруст барои муқовиматҳои носозии тақрибан камтар аз 60 ohm идома мекунад.
Оё ҳангоми тағйироти бор бе носозӣ кушодани нодуруст рух додааст?
Бори 2 ва Бори 3 алоҳида ба yüzde 90, yüzde 50-и иқтидори пурра коҳиш дода шуда ва пурра аз система хориҷ шудаанд. Дар ҳеҷ яке аз шаш озмоиши бе носозӣ дар системаи дутаъмина ҷуфти R12-R21 ё R22-R31 сигнали кушодан тавлид накардааст.
Ин натиҷа нишон медиҳад, ки ҳатто агар тағйироти бори санҷидашуда ҳадди оғозро гузаранд, муқоисаи минбаъдаи фаза ва амплитуда қарори носозии дохилиро намедиҳад. Аммо study transient-ҳои дигари бе носозӣ, ба монанди motor starting, capacitor switching, transformer energization, harmonic distortion ва power-electronics control transitions-ро арзёбӣ накардааст.
Системаи яктаъмина чӣ гуна санҷида шуд?
Калиди байни IIDG ва Шинаи L3 кушода шуда, манбаи тавлиди тақсимшуда аз система хориҷ гардид. Ҳамин тавр, система ба шабакаи анъанавии радиалии тақсимот табдил ёфт, ки танҳо аз Манбаи 1 таъминот мегирад.
Дар ҳолати яктаъмина, азбаски ҷараёни поёноб аз носозӣ метавонад хеле хурд шавад, иттилооти кунҷи фаза метавонад боэътимод набошад. Алгоритм дар ин ҳолат ба муқоисаи тағйироти амплитуда мегузарад. Дар ҳамаи мавқеъҳо, намудҳои носозӣ ва муқовиматҳои то 50 ohm, ки дар Ҷадвали 6 санҷида шудаанд, минтақаи дурусти муҳофизат интихоб шудааст.
Муаллифон дар конфигуратсияи яктаъмина низ кори дурустро барои носозиҳои тақрибан камтар аз 60 ohm гузориш мекунанд. Дар муқовиматҳои баландтар тағйироти ченшуда аз ҳаддҳои оғози yüzde 20 ва 3,6 дараҷа паст мемонанд.
Дар системаи яктаъмина низ барои шаш тағйироти бе носозии Бори 2 ва Бори 3 сигнали кушодан ба вуҷуд наомадааст.
Ҷадвалҳои моделсозӣ дар якҷоягӣ чиро нишон медиҳанд?
Бо шумориши якҷояи сатрҳои ҷадвал study доираи зеринро пешниҳод мекунад:
| Гурӯҳи озмоиш | Сенарияи носозӣ | Сенарияи бе носозӣ |
|---|---|---|
| Дутаъмина, ҷараёни қувваи пеш | 40 | 6 |
| Дутаъмина, ҷараёни қувваи баръакс | 40 | Зикр нашудааст |
| Яктаъмина | 40 | 6 |
| Маҷмӯъ | 120 | 12 |
Ин шумора аз сатрҳои ҷадвалҳои PDF бароварда шудааст. Дар study фосилаи эътимод, сатҳи хато ё таҷрибаи тасодуфии такрорӣ вуҷуд надорад. Натиҷаҳо қарорҳои детерминистии дуруст-нодуруст дар сенарияҳои муайяншудаи transient-и электромагнитӣ мебошанд.
Тасдиқи Hardware-in-the-Loop чӣ гуна анҷом дода шуд?
Барои санҷиши вақти воқеӣ, системаи се-шинаи 11 kV ва 50 Hz дар RTDS иҷро шуд. Алгоритме, ки дар MATLAB/Simulink таҳия шудааст, ба коди C++ табдил дода шуда ва тавассути Visual Studio бо RSCAD ҳамгиро карда шудааст.
Алгоритмҳои релеҳои R22 ва R31, ки дар ду канори хат байни Шинаи 2 ва Шинаи 3 ҷойгиранд, дар компютерҳои ҷудогона иҷро шудаанд. Шаклҳои мавҷи ҷараён байни RTDS ва компютерҳо тавассути кортҳои шабакавии GTNET-SKT интиқол дода шудаанд. Маълумоти дуии қарор байни ду компютери реле тавассути пайвасти стандартии Ethernet мубодила шудааст.
Схемаи HIL дар саҳифаи 18-и PDF ҷараёни додаи зеринро нишон медиҳад:
- RTDS системаи барқии се-шинаи ду-манбаро дар вақти воқеӣ модел мекунад.
- Кортҳои GTNET-SKT ҷараёнҳои рақамишударо ба компютерҳои R22 ва R31 мефиристанд.
- Ҳар компютер кунҷи маҳаллии ҷараён ва тағйироти амплитударо ҳисоб мекунад.
- R22 ва R31 рамзҳои рӯйдодиро тавассути Ethernet ба ҳам мефиристанд.
- Қарори носозии дохилӣ ё берунӣ ба trip output табдил дода шуда, ба RTDS баргардонида мешавад.
Таъхири ченшудаи Ethernet камтар аз 8 миллисония гузориш шудааст.
Дар таҷрибаи HIL носозии берунӣ чӣ гуна фарқ карда шуд?
Вақте байни Шинаи 1 ва Шинаи 2 носозии A-phase-ground ба вуҷуд оварда шуд, рӯйдод берун аз минтақаи муҳофизати R22-R31 монд. Дар ҳар ду реле сигнали байрақ “1” шуд ва раванди қарор оғоз гардид. Аммо азбаски рамзҳои тағйироти фазаи A дар R22 ва R31 яксон буданд, ҳеҷ кадоми релеҳо фармони кушодан тавлид накарданд.
Дар графикҳои сигнал дар саҳифаи 19-и PDF, дар ҳоле ки импулсҳои кунҷи фаза, амплитуда ва байрақ аз маҳаллӣ ва канори муқобил намоёнанд, сигналҳои trip дар сатҳи сифр мемонанд. Ин тасвир нишон медиҳад, ки ошкор кардани носозӣ ва қарори кушодани хат ду амали ҷудогона мебошанд.
Дар таҷрибаи HIL носозии дохилӣ чӣ қадар зуд муайян шуд?
Вақте байни Шинаи 2 ва Шинаи 3 носозии B-C ба вуҷуд оварда шуд, рамзҳои тағйироти кунҷии фазаҳои B ва C дар R22 ва R31 аз ҳам фарқ карданд. Ҳар ду реле қарор карданд, ки носозӣ дар дохили минтақаи муҳофизат аст ва сигнали trip-ро “1” карданд.
| Носозии HIL | Мавқеъ | Вақти қарори R22 | Вақти қарори R31 | Натиҷа |
|---|---|---|---|---|
| A-ground | Шинаи 1-2 | Зикр нашудааст | Зикр нашудааст | Носозии берунӣ, кушодан нест |
| A-B | Шинаи 1-2 | Зикр нашудааст | Зикр нашудааст | Носозии берунӣ, кушодан нест |
| Сефаза | Шинаи 1-2 | Зикр нашудааст | Зикр нашудааст | Носозии берунӣ, кушодан нест |
| B-C | Шинаи 2-3 | 10,0 ms | 12,0 ms | Носозии дохилӣ, кушодан |
| A-C-ground | Шинаи 2-3 | 9,0 ms | 11,8 ms | Носозии дохилӣ, кушодан |
| Сефаза | Шинаи 2-3 | 9,7 ms | 8,2 ms | Носозии дохилӣ, кушодан |
Вақтҳои гузоришшудаи қарор барои носозиҳои дохилӣ дар фосилаи 8,2-12,0 миллисония мебошанд. Study мегӯяд, ки дар системаи тақсимот вақти умумии тоза кардани носозӣ барои 50 Hz бояд тақрибан 240-400 миллисония бошад. Аммо қиматҳои ҷадвали HIL танҳо ба алгоритми муайянкунии қитъа тааллуқ доранд; вақти умумии тоза кардани носозӣ бо назардошти трансформатори ҷараён, баромади реле, coil-и breaker ва вақти механикии кушодани breaker чен нашудааст.
Равзанаи се давр ва натиҷаи 8-12 миллисония чӣ гуна бояд якҷоя тафсир шаванд?
Дар қисми оғоз гуфта шудааст, ки қиматҳои ҷараён бо равзанаи ҳаракаткунандаи се давр муқоиса мешаванд. Дар 50 Hz се давр ба 60 миллисония мувофиқ аст. Аммо дар ҷадвали HIL вақтҳои 8,2-12,0 миллисония барои муайянкунии носозӣ дода шудаанд.
PDF шарҳ намедиҳад, ки оё вақтҳои HIL равзанаи ченкунии се даврро дар бар мегиранд ё танҳо мубодилаи рамзҳо ва вақти қарор пас аз тавлиди байрақро ифода мекунанд. Агар ин қиматҳо барои тамоми раванд гузориш шуда бошанд, аз ҷиҳати вақт бо равзанаи се давр мувофиқат намекунанд. Агар онҳо танҳо ба марҳилаи қарор тааллуқ дошта бошанд, вақти воқеии муҳофизати end-to-end аз 8-12 миллисония дарозтар мешавад. Барои арзёбии мувофиқати саҳроӣ ин таърифи вақт бояд равшан карда шавад.
Паёми асосии шаклҳо ва ҷадвалҳо чист?
- Шаклҳои 1-2: Минтақаи муҳофизат, мавқеъҳои носозии дохилӣ ва берунӣ ва саҳми ҷараёни носозӣ аз ду канорро нишон медиҳанд.
- Шаклҳои 3-6: Дар ҳавопаймои фазор нишон медиҳанд, ки дар ҷараёни қувваи пеш ва баръакс носозии дохилӣ гардиши муқобил ва носозии берунӣ гардиши ҳамсамт эҷод мекунад.
- Шакли 7: Нишон медиҳад, ки муқоисаи фаза меъёри ибтидоӣ ва муқоисаи амплитуда меъёри дуюм аст.
- Ҷадвали 1: Чор варианти алоқаи бесимро ба таври сифатӣ муқоиса мекунад.
- Шаклҳои 8-9: Системаи се-шинаи Simulink ва ҷараёни маҳдуди носозии IIDG-ро, тақрибан 1,2 p.u., нишон медиҳанд.
- Графикҳои кунҷи ҷараён: Тағйироти зинамонанди муқобил ё ҳамсамтро дар ҷуфтҳои релеҳои носолим ва солим нишон медиҳанд.
- Ҷадвалҳои 3-7: Нишон медиҳанд, ки ҳатто бо тағйири намуди носозӣ, мавқеъ, муқовимат, самти қувва ва як/дутаъмина будан интихобпазирӣ дар шароити санҷидашуда нигоҳ дошта мешавад.
- Схемаи HIL: Пайвасти вақти воқеии closed-loop байни RTDS, кортҳои шабакавӣ, ду компютери реле ва алоқаи Ethernet-ро нишон медиҳад.
- Графикҳои сигналҳои HIL: Нишон медиҳанд, ки дар носозии берунӣ бо вуҷуди тавлиди байрақ trip дода намешавад, вале дар носозии дохилӣ trip output фаъол мешавад.
Дар PDF рақамгузории шаклҳо муттасил нест. Масалан, графики кунҷи ҷараёни моделсозӣ дар тасвир ҳамчун “Fig. 5” нишон дода мешавад, дар ҳоле ки матн “Fig. 10” мегӯяд; схемаи HIL бошад ҳамчун “Fig. 61” навишта шудааст. Дар графикҳои минбаъдаи HIL рақамҳои 7-10 дубора истифода мешаванд. Ин мушкилоти layout натиҷаи таҷрибавиро тағйир намедиҳанд, аммо истинод ба шаклҳои мушаххас ва пайгирии study-ро душвор мекунанд.
Ҷиҳатҳои қавии study кадомҳоянд?
- Бе истифодаи сенсори шиддат танҳо бо ченкунии ҷараён қарор медиҳад.
- Муқоисаи аломати дуканора пешниҳод мекунад, ки донистани пешакии самти ҷараёни қувваи муқаррариро талаб намекунад.
- Дар системаи дутаъмина кунҷи фазаро ва дар системаи яктаъмина ё заиф тағйироти амплитударо ба таври пуркунанда истифода мебарад.
- Ба ҷойи интиқоли пайвастаи шакли мавҷ, сарбории хурди маълумоти қарориро дар асоси рӯйдод пешниҳод мекунад.
- Носозиҳои сефаза, фаза-ground, фаза-фаза ва дуфаза-ground-ро дар мавқеъҳои гуногун месанҷад.
- Ҷараёни қувваи пеш, ҷараёни қувваи баръакс ва кори яктаъминаро алоҳида арзёбӣ мекунад.
- Нишон медиҳад, ки дар тағйироти бори бе носозӣ кушодани нодуруст рух надодааст.
- Натиҷаҳои моделсозиро бо танзими вақти воқеии HIL бар пояи RTDS дастгирӣ мекунад.
- Вақти муайянкунии носозии дохилиро барои ҳар реле бо миллисония гузориш мекунад.
Маҳдудиятҳои асосии study кадомҳоянд?
- Study preprint аст ва аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст.
- Усул танҳо дар системаи радиалии се-шина тасдиқ шудааст.
- Шабакаи ҳалқавӣ, хатти multiterminal, шумораи зиёди DER ва сенарияҳои reconfigured network санҷида нашудаанд.
- Ҷараёни носозии IIDG тақрибан 1,2 p.u. модел шудааст; стратегияҳои гуногуни назорат ва муҳофизати инвертор муқоиса нашудаанд.
- Зикр шудааст, ки муқоисаи амплитуда дар минтақаҳои муҳофизат бо бори миёна истифода шуда наметавонад.
- Тарзи phase-angle wrapping, махсусан коркарди тағйирот дар ҳудуди +180/-180 дараҷа, шарҳ дода нашудааст.
- Ҳаддҳои yüzde 20 амплитуда ва 3,6 дараҷа кунҷ аз рӯи моделсозӣ интихоб шудаанд; таҳлили фарогири садо ва ҳассосияти ҳадд иҷро нашудааст.
- Садои ченкунии ҷараён, гармоникаҳо, saturation-и трансформатори ҷараён ва хатогиҳои sampling мустақим санҷида нашудаанд.
- Packet loss, packet corruption, variable delay, reordering, communication outage ва bit-error rate санҷида нашудаанд.
- CRC, event ID, sequence number, retransmission ва secure authentication protocol муайян нашудаанд.
- Ҳафт бит танҳо application data payload-ро нишон медиҳад; communication frame-и воқеӣ чен нашудааст.
- Иддаои “хароҷоти паст” бо муқоисаи пулии CAPEX ё OPEX тасдиқ нашудааст.
- Пешниҳоди digital radio ба ченкуниҳои миқдории хароҷот, latency ва reliability асос наёфтааст.
- Носозиҳои high-resistance болотар аз тақрибан 60 ohm метавонанд аз ҳадди оғоз паст монанд.
- Дар ҷадвали HIL гуногунии fault resistance ё packet loss ба таври муфассал дода нашудааст.
- Таърифи вақт байни равзанаи ченкунии се давр ва вақтҳои қарори 8,2-12,0 миллисония равшан нашудааст.
- Озмоиши саҳроӣ бо релеи воқеии муҳофизат ва physical circuit breaker анҷом дода нашудааст.
- Усул вазифаи backup protection ва fault-distance estimation пешниҳод намекунад.
- Додаҳо дар анбори кушода нестанд ва танҳо гуфта шудааст, ки бо дархост пешниҳод мешаванд.
Study чиро дастгирӣ мекунад?
- Муқоисаи аломатии пешниҳодшуда дар хатҳои радиалии дуканораи санҷидашуда носозиҳои дохилӣ ва беруниро фарқ карда тавонист.
- Баръакс шудани ҷараёни қувва дар сенарияҳои санҷидашуда қарори минтақаи муҳофизатро вайрон накард.
- Муқоисаи амплитуда шароити системаи яктаъминаро, ки иттилооти кунҷи фаза нокифоя буд, пур кард.
- Барои муқовиматҳои носозии то 50 ohm, ки дар ҷадвалҳо дода шудаанд, интихобпазирии дуруст нигоҳ дошта шуд.
- Дар тағйироти бори санҷидашуда кушодани нодуруст рух надод.
- Дар таҷрибаи HIL бар пояи RTDS, носозиҳои берунӣ кушодан тавлид накарданд, дар ҳоле ки носозиҳои дохилӣ бо вақтҳои қарори гузоришшудаи 8,2-12,0 миллисония муайян шуданд.
- Маълумоти қарории ҳафтбитӣ нисбат ба намунаҳои пайвастаи ҷараёни сефаза application data payload-и хурдтар медиҳад.
Study чиро исбот намекунад?
- Исбот намекунад, ки усул дар ҳамаи шабакаҳои тақсимоти DER-rich боэътимод кор мекунад.
- Нишон намедиҳад, ки дар татбиқи воқеии саҳроӣ вақти умумии тоза кардани носозӣ 8-12 миллисония мешавад.
- Нишон намедиҳад, ки бастаи ҳафтбитӣ худ аз худ алоқаи боэътимод, киберамн ва ба хато тобовар медиҳад.
- Исбот намекунад, ки digital radio барои ҳамаи шабакаҳои тақсимот усули арзонтарини алоқа мебошад.
- Нишон намедиҳад, ки носозиҳои high-impedance болотар аз тақрибан 60 ohm-ро боэътимод муайян мекунад.
- Нишон намедиҳад, ки муқоисаи амплитуда дар ҳамаи қитъаҳои хат бо бори миёна эътибор дорад.
- Интихобпазирии усулро дар шабакаҳои ҳалқавӣ ё multiterminal исбот намекунад.
- Нишон намедиҳад, ки ҳамин performance дар saturation-и current transformer, harmonic-и шадид ва packet loss-и алоқа нигоҳ дошта мешавад.
- Миқдори сарфаи пулӣ нисбат ба муҳофизати классикии дифференсиалӣ пешниҳод намекунад.
Аҳамият барои системаҳои тақсимоти барқ
Саҳми асосии муҳандисии study нишон додани он аст, ки қарори pilot protection-и дуканора бидуни интиқоли пайвастаи додаҳои баландсифат тавлид шуда метавонад. Ба ҷойи фиристодани шакли мавҷи хом ба канори муқобил, релеҳои муҳофизат аломатҳои гардиш ва амплитударо, ки аз ченкунии маҳаллӣ гирифта шудаанд, мубодила мекунанд.
Ин равиш метавонад барои шабакаҳои тақсимоти деҳотӣ бо инфрасохтори маҳдуди алоқа, релеҳои собити сутунӣ ва хатҳои масофаи миёна арзёбӣ шавад. Аммо пеш аз татбиқи воқеӣ protocol-и алоқа, назорати хато, cybersecurity, backup protection, вақти кушодани breaker ва топологияҳои мураккаб бояд якҷоя санҷида шаванд.
Study пешниҳод мекунад, ки дар оянда усул ба системаҳои калонтар, муҳитҳои алтернативии wireless communication, backup protection ва fault-distance estimation васеъ карда шавад.
Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот
Хулосаи техникии усул
| Ҷузъи техникӣ | Усул ё қимати истифодашуда дар study |
|---|---|
| Навъи study | Алгоритми муҳофизат, моделсозии transient-и электромагнитӣ ва тасдиқи HIL бар пояи RTDS |
| Ченкунии асосӣ | Амплитуда ва кунҷи фазаи ҷараёни сефаза |
| Ченкунии шиддат | Истифода нашудааст |
| Ҳисоби фазор | Transform-и дискретии Fourier |
| Равзанаи ченкунӣ | Се давр, дар 50 Hz тақрибан 60 ms |
| Ҳадди оғози амплитуда | Аз %80 қимати пеш аз носозӣ пасттар ё аз %120 болотар |
| Ҳадди кунҷи фаза | 3,6° |
| Қарори ибтидоӣ | Муқоисаи аломатҳои тағйироти кунҷи фаза дар ду канор |
| Қарори дуюм | Муқоисаи аломатҳои тағйироти амплитудаи ҷараён дар ду канор |
| Application data-и интиқолшуда | 7 bit аз ҳар реле барои ҳар рӯйдод |
| Навъи алоқа | Point-to-point, рӯйдодмеҳвар |
| Системаи моделсозӣ | 11 kV, 50 Hz, се шина, шабакаи асосӣ ва IIDG |
| Модели хат | 0,182 + j0,335 Ω/km |
| Бори умумӣ | 1 MW ва 100 kVAr |
| Мавқеъҳои носозӣ | Нуқтаҳои %10, %50 ва %90-и дарозии хат |
| Муқовиматҳои носозӣ | 0,1; 1; 5; 10; 20 ва 50 Ω |
| Ҷараёни қувва | Пеш ва баръакс |
| Ҳолати таъминот | Дутаъмина ва яктаъмина |
| Платформаи HIL | RTDS, RSCAD, C++, Visual Studio ва GTNET-SKT |
| Алоқаи HIL | Ethernet-и стандартӣ, таъхири ченшуда < 8 ms |
Хулосаи техникии мантиқи қарор
| Муқоисаи фаза | Муқоисаи амплитуда | Қарори муҳофизат |
|---|---|---|
| Муқобил | Лозим нест | Носозии дохилӣ, қитъаи дахлдорро кушо |
| Яксон | Муқобил | Носозии дохилӣ, қитъаи дахлдорро кушо |
| Яксон | Яксон | Носозии берунӣ, кушодан надиҳ |
Натиҷаҳои асосии ададӣ
| Натиҷа | Натиҷаи гузоришшуда дар PDF | Ҳудуди тафсир |
|---|---|---|
| Тағйироти фазаи R12 дар носозии намунавии F2 | -114,11° | Сенарияи намунавии сефаза ва дутаъмина |
| Релеҳои дигар дар носозии намунавии F2 | +88,02° | Намунаи ягонаи фарқкунии қитъаи носолим ва солим |
| Сенарияи носозии моделсозӣ | 120 сенария, ки аз сатрҳои ҷадвал бароварда шудаанд | Моделсозии детерминистӣ, такрори оморӣ нест |
| Тағйироти бор бе носозӣ | Дар 12 сенария кушодан нест | Танҳо кам кардани бор ва ҷудокунӣ |
| Ҳадди муқовимат дар ҷараёни пеш | Тақрибан камтар аз 62 Ω | Дар ҷадвали муфассал ҳадди аксар 50 Ω нишон дода шудааст |
| Ҳадди муқовимат дар ҷараёни баръакс | Тақрибан камтар аз 60 Ω | Махсус ба системаи санҷидашуда |
| Ҳадди муқовимат дар яктаъмина | Тақрибан камтар аз 60 Ω | Махсус ба системаи санҷидашуда |
| Таъхири Ethernet дар HIL | Камтар аз 8 ms | Тақсимоти variable delay ва packet loss нест |
| Вақти қарори носозии дохилии HIL | 8,2-12,0 ms | Маълум нест, ки равзанаи се давр дохил аст ё не |
| Сарбории қарории интиқолшуда | 7 bit/röle/olay | Protocol header ва security overhead хориҷанд |
Арзёбии якҷояи натиҷаҳои моделсозӣ ва HIL
Натиҷаҳои моделсозӣ нишон медиҳанд, ки ҳангоми тағйир ёфтани самти қувва ва шумораи манбаъҳо, усул принсипи қарори худро нигоҳ медорад. Натиҷаҳои HIL нишон медиҳанд, ки ҳамин муқоисаи аломат метавонад дар доираи software-и вақти воқеӣ ва мубодилаи додаҳои Ethernet татбиқ шавад.
Гарчанде таҷрибаҳои HIL нисбат ба моделсозӣ сатҳи қавитари тасдиқ медиҳанд, онҳо озмоиши комилан физикии шабакаи тақсимот нестанд. Системаи барқ дар дохили RTDS ба таври ададӣ кор мекунад ва алгоритм дар компютерҳои беруна дар вақти воқеӣ иҷро мешавад. Трансформаторҳои ҷараёни физикӣ, релеҳои тиҷоратии муҳофизат ва circuit breaker-ҳо дар setup мавҷуд нестанд.
Арзёбии омодагӣ ба нашр
Study мантиқи равшани қарор, маҷмӯи нисбатан васеи сенарияҳои моделсозӣ ва HIL demonstration пешниҳод мекунад. Бо вуҷуди ин, пеш аз нашри баррасишуда ё татбиқи саҳроӣ, доираи ченкунии вақт, усули phase-angle wrapping, идоракунии хатои алоқа, маҳдудияти бори миёна ва ҳадди ҳассосияти тақрибан 60 ohm бояд муфассалтар шарҳ дода шаванд.
Барои тасдиқи бартарии хароҷоти паст ва bandwidth-и паст, бояд бо муҳофизати классикии дифференсиалӣ дар ҳамон hardware, ҳамон масофаи хат ва ҳамон ҳадафҳои reliability ҳаҷми умумии packet traffic, хароҷоти дастгоҳи алоқа, хароҷоти насб ва хароҷоти maintenance муқоиса шавад.
Ёддошт оид ба манбаъ ва усул
Номи пурраи аслии study: A Low-Cost Communication Current-Based Protection Scheme for DER-Rich Distribution Networks
Муаллифон бо тартиби PDF: Pannita Rajakrom; Campbell Booth; Di Liu; Qiteng Hong.
Саҳми баробар: Дар PDF маълумот дар бораи саҳми баробар ё ҳаммуаллифии аввал вуҷуд надорад.
Муаллифи масъул/тамос: Дар PDF аломати corresponding author ё суроғаи email-и тамос вуҷуд надорад. Сабти расмии SSRN Pannita Rajakrom-ро ҳамчун contact author нишон медиҳад.
Муассиса: University of Strathclyde, Glasgow, United Kingdom.
DOI:10.2139/ssrn.6947477.
Платформаи нашр: SSRN.
Маҷалла: Версияи тасдиқшудаи маҷаллаи баррасишуда мавҷуд нест.
Ношири аслӣ: Ношири маҷаллаи баррасишуда аз ин версия тасдиқ нашудааст. Ҳуҷҷати баррасишуда preprint-и нашршуда дар SSRN мебошад.
Санаи ирсол ба SSRN: 15 июни 2026.
Вазъи баррасӣ: Ин study аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст. Дар ҳамаи саҳифаҳои PDF огоҳии “This preprint research paper has not been peer reviewed” мавҷуд аст.
Навъи манбаъ: Preprint-и муҳандисӣ, ки таҳияи алгоритми муҳофизати системаи тақсимоти барқ, моделсозии MATLAB/Simulink ва тасдиқи Hardware-in-the-Loop бар пояи RTDS-ро дар бар мегирад.
Пайванди расмӣ:Саҳифаи расмии сабти SSRN.
Саҳмҳои CRediT: Pannita Rajakrom вазифаҳои conceptualization, formal analysis, investigation, methodology, software, validation, visualization ва writing-ро иҷро кардааст. Campbell Booth ба conceptualization, formal analysis, resources, supervision, visualization ва manuscript review саҳм гузоштааст. Di Liu ба visualization ва manuscript review саҳм гузоштааст. Qiteng Hong ба conceptualization, resources, supervision, visualization ва manuscript review саҳм гузоштааст.
Маблағгузорӣ: Муаллифон гузориш додаанд, ки таҳқиқот аз ягон муассисаи маблағгузории давлатӣ, тиҷоратӣ ё ғайритиҷоратӣ гранти махсус нагирифтааст.
Бархоӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки манфиатҳои молиявӣ ё муносибатҳои шахсии маълум, ки метавонанд ба study таъсир расонанд, вуҷуд надоранд.
Дастрасӣ ба додаҳо: Гуфта шудааст, ки додаҳо бо дархост пешниҳод мешаванд. Анбори кушодаи додаҳо ё файли таҷрибавии downloadable дода нашудааст.
Усули омодасозии мундариҷа: Ин мақолаи туркӣ бо баррасии пурраи PDF-и боршуда; модели назариявии ду-шина, диаграммаҳои фазорӣ, муодилаҳо, диаграммаи ҷараёни қарор, муқоисаи алоқа, модели се-шинаи Simulink, графикҳои кунҷи фазаи реле, ҷадвалҳои моделсозӣ, схемаи RTDS-HIL ва графикҳои сигналҳои вақти воқеӣ омода шудааст. Аз берун аз PDF натиҷаи илмӣ илова нашудааст. Тасдиқи беруна танҳо барои номи study, муаллифон, DOI, сана ва identity-и расмии манбаи SSRN истифода шудааст.
Огоҳии асосии илмӣ: Натиҷаҳо ба модели радиалии се-шина ва муҳити HIL бар пояи RTDS тааллуқ доранд. Study муваффақияти саҳроиро дар шабакаи воқеии тақсимот бо релеи тиҷоратии муҳофизат ва circuit breaker нишон намедиҳад.
Огоҳии асосии методологӣ: Муқоисаи амплитуда дар қитъаҳои дорои бори миёна маҳдуд аст; носозиҳои болотар аз тақрибан 60 ohm метавонанд аз ҳадди оғоз паст монанд; packet loss ва corruption-и алоқа санҷида нашудаанд. Фарқи доираи байни равзанаи ченкунии се давр ва вақти қарори гузоришшудаи 8,2-12,0 миллисония дар PDF шарҳ дода нашудааст.
Огоҳии хароҷот: Тавсифи “хароҷоти паст” ба ниёзи камтар ба сенсор ва application data-и хурдтар асос ёфтааст. Study муқоисаи пулии hardware, installation ё operating cost-ро бо усулҳои классикии муҳофизат пешниҳод намекунад.

Шарҳ гузоред
Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд