Ограничитель нагрузки. Реле приоритета
Реле приоритета или реле управления нагрузкой — устройство, осуществляющее контроль общего тока в питающей электросети и реагирующее на превышение допустимой нагрузки путём отключения менее важных источников нагрузки. Таким образом, снимается сверхнормативная нагрузка на электросеть.
Схема подключения реле приоритета.
Схемотехнически это выглядит так, что есть приоритетная и не приоритетная линии подключения (через разные вводы, клеммы). Соответственно, ряд приборов, которые не должны быть отключены, подводятся на приоритетную линию, и наоборот. Команда на отключение распространяется на все источники нагрузки не приоритетной линии, после чего их дальнейшее несанкционированное включение становится невозможным. При этом, наиболее чувствительные к аварийным отключениям приборы, должны быть подключены к приоритетной линии.
Принцип действия реле тока приоритетного.
Датчик прибора воспринимает сигнал, оттуда он передаётся далее на компаратор, где производится сравнение поступившего сигнала с опорным напряжением. В настройках прибора заранее задаётся опорное напряжение, определяющее порог срабатывания реле на схему приоритетных отключений, производимых компаратором.
Виды реле приоритета.
1. Однофазные и трёхфазные.
2. Одноканальные и многоканальные.
Многоканальные реле могут работать одновременно с несколькими приоритетными линиями. В этой связи можно добавить, что есть два вида реле приоритета, которые разделяют по функциям их реагирования на верхний и нижний пороги срабатывания. Так токовое реле будет реагировать на завышение тока в сети (верхний порог), подключается последовательно.
Что даёт нам применение реле приоритета?
Первое, предотвращается общее отключение потребителя, в случае превышения допустимого уровня тока в сети. Второе, предотвращается повреждение электропроводки и самих электроприборов. Третье, более важные источники нагрузки останутся включенными, менее важные отключатся.
Стандартная ситуация (пример). Если суммированная потребляемая мощность источников нагрузки в нашей квартире может превысить стандартные 25А, то можно установить дополнительно реле приоритета на 16А и вывести на него менее важные электроприборы (на отдельные розетки). В этом случае, во время перегрузки, реле сделает своё дело, — и
Реле приоритета в промышленной сфере.
Если взять во внимание мощности, которые задействованы на производстве в промышленности, то нельзя себе даже представить, чтобы там можно было обойтись без реле управления нагрузкой. Наряду с другими приборами, не допускающими ни перегрузок, ни коротких замыканий, реле приоритета включено в общую схему релейной защиты.
Реле приоритета нагрузок: схемы подключения
Назначение и работа реле приоритета нагрузок
Подобного типа реле, предназначенные для случаев, когда не хватает подводимой мощности или сечение электропроводки не позволяет подключить несколько мощных бытовых приборов одновременно.
Реле приоритета нагрузок используется на небольших предприятиях с небольшой подводимой мощности, и в квартирах, домах со старой электропроводкой. Данное устройство контролирует подключенную мощность и не даёт подключать сразу несколько мощных бытовых приборов.
Иными словами (на примере реле приоритета нагрузок АВВ) устройство имеет две не приоритетные группы нагрузок и две группы приоритетных нагрузок. Приоритетные нагрузки подключены постоянно и не отключаются, а не приоритетные нагрузки, одна или две, могут отключаться при достижении заданной максимальной мощности.
Обычно одна любая группа не должна превышать ток нагрузки 16А. Если необходима большая мощность, тогда подключают через контакты группы реле приоритета нагрузок, катушку электромагнитного пускателя. Если максимальный ток нагрузки превысит максимальное значение, отключается первая не приоритетная группа, а если и этого не хватает, отключается вторая не приоритетная группа.
Однофазная схема подключения реле приоритетаРаботать остаются только не отключаемые группы нагрузок. Каждые 5 минут происходит проверка подключения не приоритетной группы, и если максимальный ток в пределах нормы подключается вторая не приоритетная группа с проверкой на максимальный ток. Время проверки подключением не приоритетной группы выбирается самостоятельно.
Сигнализация отключенных групп осуществляется индикацией красных светодиодов. Устройство состоит из трансформатора тока, компаратора и исполнительных реле. Трансформатор тока измеряет ток нагрузок, который сравнивается с заданной мощностью, компаратором.
Схема подключения однофазного реле приоритета с нагрузками через автоматыПри превышении максимального тока компаратор выдает на реле управляющий сигнал, контакты реле размыкаются и нагрузка обесточивается. Эти реле приоритета нагрузок щитового исполнения с креплением на DIN-рейку. Устройство контроля мощности устанавливается после вводного автомата.
На каждую группу, нагрузка подключается через автоматический выключатель.
Существуют реле приоритета нагрузок как трехфазные или предназначенные для однофазной сети, одноканальные и многоканальные. Вариант многоканальных устройств имеет несколько не приоритетных групп.
Недостаток таких реле ограничения мощности – это необходимость модернизации электропроводки с целью подведения отдельных линий к каждой группе реле управления нагрузками. Можно также создать несколько уровней управления мощностью, установив эти реле каскадом из нескольких штук.
Схема подключения однофазного реле приоритета с большой нагрузкой через пускательОптимизатор нагрузки OEL-820
Этот тип реле приоритета не требует переделки электропроводки с прокладкой нескольких линий. На устройстве OEL-820 имеется один выход для не приоритетной нагрузки, и второй, не отключаемый приоритетный канал. Имеется также возможность отключения не приоритетного канала, когда работает приоритетная нагрузка, а также возможно включение не приоритетной нагрузки в паузе работы приоритетной.
Во время работы реле включена только одна нагрузка и сеть не перегружается. Монтаж этого оптимизатора не нужен. Он представляет собой устройство с вилкой и двумя розетками. Одна розетка для приоритетной нагрузки, а вторая для отключаемой.
Трехфазная схема подключения реле приоритетаМежду оптимизаторами нагрузки имеется связь по радиоканалу. Подключаются оптимизаторы в любую розетку в любой комнате. Настройки отсутствуют. Подключать устройства в одной квартире можно неограниченное количество. С использованием данного устройства мощность нагрузки можно уменьшить в два раза.
С таким оптимизатором не нужно включать автомат, модернизировать электропроводку, он не нуждается в настройке. Для ограничения мощности нагрузки устройство OEL-820 достаточно включить в розетку.
Реле приоритета. Автоматическое управление нагрузкой
Приветствую вас, постоянные читатели и гости сайта elektrik-sam.info!
В этой статье мы подробно рассмотрим назначение и схему реле приоритета, называемое также реле управления нагрузкой или ограничитель мощности.
Сегодня наша жизнь не мыслима без огромного количества различных бытовых приборов. Эти помощники плотно вошли в нашу жизнь и помогают нам решать наши повседневные дела. Стиральные машины, бойлеры, кондиционеры, варочные поверхности, электродуховки, микроволновки, аудио- и видеотехника, многие другие приборы — без них трудно себе представить современную квартиру.
Но вместе с удобством и комфортом они значительно увеличивают нагрузку на нашу бытовую электрическую сеть. Если у вас современная квартира, построенная с учетом новых требований к энергопотреблению, то скорее всего вы не ощущаете никакого дискомфорта. Вы просто пользуетесь благами современного прогресса, получаете удовольствие и ни о чем не задумываетесь.
А как быть тем, кто живет в старом жилом фонде, где проводка проложена еще в советское время, по старым нормам, когда основными потребителями были телевизор, утюг, настольная лампа и несколько лампочек
Давайте рассмотрим типичную схему электропроводки такой квартиры.
На вводе устанавливается вводной автоматический выключатель на 25А, ограничивающий подводимую к квартире мощность, после него счетчик электрической энергии, а далее — групповые автоматические выключатели.
Предположим, что мы сделали ремонт и полностью заменили в квартире электропроводку на новую, разделили на насколько групп, мощные стационарные потребители подключили через отдельные линии. Бойлер нам греет воду, кондиционеры в комнатах создают комфортный микроклимат, стиральная машина стирает белье, для кухонной техники у нас отдельная группа, розетки комнат вынесены на отдельный автомат, освещение выполнено отдельной группой.
При этом, если мы включим стирку, бойлер нам будет греть воду, кондиционер охлаждать комнату, а мы вечером при включенной люстре лежа на диване будем смотреть телевизор, то через некоторое время «выбьет» вводной автомат в этажном электрощите, в квартире станет темно и почти все блага цивилизации окажутся недоступными. Я уже подробно рассматривал похожую ситуацию в статье номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного.
В результате перегрузки сработает тепловая защита автоматического выключателя и он сработает, ограничивая потребляемую мощность. Это типичный случай, поскольку входная мощность на квартиру ограничена и одновременное подключение мощных потребителей будет приводить к постоянному
Для того, чтобы как-то справиться с этой ситуацией, придется контролировать количество одновременно подключенных приборов, контролировать их и мощность, и не включать одновременно несколько мощных потребителей.
Для того, чтобы справиться с этой ситуацией и не замарачиваться, что и какой мощности у нас одновременно подключено и были созданы специальные реле управления нагрузкой — реле приоритета (их еще называют ограничители мощности).
Далее мы рассмотрим схему подключения ограничителя мощности на примере реле управления нагрузкой ABB LSS1/2. Реле предназначено для установки на DIN-рейку и при установке занимает 5 модулей. Подключается такое реле после вводного автомата перед нагрузкой и имеет две не приоритетные группы. Реле постоянно отслеживает протекающий через него ток (и соответственно потребляемую нагрузкой мощность), и если потребляемый ток превышает установленное значение, реле отключает первую не приоритетную группу, если этого оказалось недостаточно, тогда отключается вторая не приоритетная группа. Остаются подключенной только нагрузка, объединенная в не отключаемую группу.
Уставка, при которой происходит отключение не приоритетной группы, устанавливается с помощью переключателей на передней панели слева.
Внутри реле приоритета содержит трансформатор тока, который измеряет, протекающий через него суммарный ток всех потребителей, подключенных к домашней электропроводке.
В случае превышения порогового значения, срабатывает первый контакт, отключающий первую не приоритетную нагрузку. При этом загорается красный светодиод L1, который указывает на то, что отключена первая не приоритетная группа.
Если при этом суммарный ток нагрузки не уменьшился ниже порогового значения, срабатывает второй контакт и отключается вторая не приоритетная группа. Индикация осуществляется свечением красного светодиода L2.
Приблизительно каждые 5 минут происходит попытка повторного подключения. Если ток в цепи уменьшился, то подключается вначале вторая не приоритетная группа, и если ток не превышает уставку — подключается первая не приоритетная группа.
Контакты реле приоритета рассчитаны на максимальный ток 16А, поэтому для управления не приоритетными группами применяются контакторы. Питание на обмотки контакторов подается через контакты реле приоритета, а силовые контакты контакторов управляют подключением не приоритетных групп к питающей электрической сети.
В рассматриваемом примере электропроводка разделена на одну не отключаемую группу (стиральная машина, розетки комнат и освещение) и две не приоритетные группы, отключаемые с помощью реле.
Подробно назначение, схему подключения и принцип работы реле управления нагрузкой смотрите в видео:
Реле приоритета. Автоматическое управление нагрузкой
Рекомендую материалы по теме:Реле контроля напряжения. Защита от скачков напряжения.
Стабилизатор или реле напряжения — что выбрать?
Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — руководство.
Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?
УЗО — стратегия выбора.
Автоматические выключатели — стратегия выбора.
Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.
Расчет сечения кабеля.
Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя?
Устройство УЗО и принцип действия.
Как выбрать УЗО.
Реле приоритетных нагрузок в проектах электроснабжения загородных домов
Часто собственники коттеджей и таунхаусов сталкиваются с проблемой нехватки выделенной мощности. Существует элегантное решение на базе реле приоритетных нагрузок, часто применяемое в европейских проектах электроснабжения индивидуальных домов.Счастливые новоселы часто сталкиваются с проблемами, связанными с особенностями электроснабжением загородных домов. Одна из таких проблем нехватка выделяемой на коттедж мощности. Развитие современных технологий влечет за собой увеличение количества мощных энергопотребителей, часто применяются электроотопление, проточные водонагреватели, стиральные машины с функцией сушки, мощные электрические плиты, системы кондиционирования и др.
Электроснабжение поселка часто осуществляется через устаревшую подстанцию, рассчитанную на небольшие нагрузки (в 70-е года прошлого века выделенная мощность на загородный дом (в то время – летний дачный домик) обычно составляла 2-4,5 кВт).
В настоящее время многие управляющие компании используют приборы, позволяющие предотвратить перегрузку цепей и строго ограничить потребляемую мощность. Такие ограничители мощности контролируют напряжение и потребляемый ток в цепи, и отключают питание потребителя при превышении заданных параметров цепи.
Что делать потребителю электроэнергии? При срабатывании ограничителя мощности весь коттедж будет обесточиваться.
Путей решения этой проблемы существует четыре.
Первый и самый простой путь согласовать большую выделенную мощность. Это затратно, но обычно возможно. Такой путь чаще всего выбирают наши владельцы загородной недвижимости, однако такое увеличение выделяемой мощности имеет свои пределы, которые могут не устраивать владельца загородной недвижимости в полной мере.
Второй путь изыскать возможности по выработке электроэнергии собственными силами, например, с помощью ветрогенераторов или солнечных батарей. Такой путь часто выбирают европейцы, но в России это редкость. В Европе существуют государственные программы стимулирования альтернативной энергетики, позволяющие получить частичную компенсацию стоимости генерирующей установки и льготные тарифы на электроснабжение дома при применение альтернативных источников электроэнергии. В России генераторы применяются для решения другой задачи, они являются резервными источниками электроэнергии на случай нестабильного электроснабжения или аварийного отключения электричества.
Третий путь изыскать дополнительные возможности по снижению энергопотребления без сокращения потребностей в выделенной мощности, например, применяя энергосберегающие лампы, программируемые терморегуляторы для теплых полов, антиобледенительной системы кровли или обогрева труб водоснабжения и канализации. Применение энергосберегающих технологий, безусловно, полезно, но как правило, не позволяет кардинально решить проблему нехватки выделенной на объект мощности.
Четвертый путь ограничить потребности в выделенной мощности волевым усилием, отказавшись от мощных энергопотребителей, например, использовать кухонную бытовую технику (мощные варочные поверхности, электрические духовые шкафы, вентиляционные установки), отказаться от индивидуальных насосов для бассейнов или систем автоматического полива, электрической сауны, электрообогрева, сушильной машины, проточных водонагревателей, но это не всегда приемлемо для владельцев современных загородных домов.
Можно объяснить обитателям коттеджа, что нельзя одновременно включать все электроприборы, но это может быть неэффективно, может занять много времени и привести к конфликтным ситуациям.
Ограничить потребности в мощности можно “по-умному”, применяя реле приоритета (реле приоритетных нагрузок). В этом случае в схеме электроснабжения дома нужно задать приоритеты нагрузкам какие потребители электроэнергии важны, а от каких на некоторое время можно безболезненно отказаться.
Компания HAGER производит широкий спектр низковольтного электрооборудования. Реле приоритетных нагрузок компании HAGER универсальное решение в условиях дефицита выделенной мощности.
Реле приоритетных нагрузок позволяет выделить те нагрузки, которые должны быть запитаны в обязательном порядке (приоритетные), и те нагрузки, которые запитываются по остаточному принципу (не приоритетные): хватает мощности есть питание, не хватает мощности нагрузки обесточены. Те линии, которые запитаны через реле приоритетных нагрузок как приоритетные, будут работать в любом случае. Те линии, которые запитаны через реле приоритетных нагрузок как неприоритетные нагрузки, будут работать в том случае, когда ток в цепи приоритетной нагрузки меньше или равен заданному.
Если ток в цепи приоритетных нагрузок больше заданного, то питание в цепи неприоритетных нагрузок выключится. Значение тока в цепи приоритетных нагрузок задается непосредственно на реле приоритета. Диапазон значений тока в цепи приоритетных нагрузок до 39А в случае применения реле ED183 и до 90А в случае применения реле ED193 (питание через трансформатор тока ED080). Этого хватает для подключения практически любых нагрузок в загородном доме.
В случае превышения выделенной мощности на электроснабжение приоритетных нагрузок неприоритетные нагрузки просто не будут запитаны. Это гораздо удобнее, чем обесточивание всего загородного дома в момент перерасхода выделенной мощности.
Реле приоритета применяются не только в проектах электроснабжения коттеджей.
Спектр применения однофазных и трехфазных реле приоритетов ограничен номинальными токами коммутируемых нагрузок. Такие устройства могут применяться, например, в магазинах, когда в качестве приоритетных нагрузок назначаются холодильные установки и другие значимые потребители, а неприоритетными розетки комнат отдыха персонала, мультимедийное оборудование.
В проектах электроснабжения загородных домов на оборудовании HAGER применяются устройства автоматического ввода резерва с программируемым контроллером, реле контроля напряжения, реле контроля фаз, устройства управления освещением и другое оборудование, обеспечивающее безопасность, комфорт и энергоэффективность загородного жилого сектора.
Реле приоритета 9-39А Hager (Германия)
На сайте ecshop (Электроконтроль) Вы можете ознакомиться и купить hеле приоритета, 1фазное, прямоточное, до 39А 230В АС, 27кВт, вторичная цепь 1н.з. контакт, Iср=3,1..5,7А, ширина 1М.
Описание:
Реле приоритета
Приоритетным реле называется прибор, который контролирует показатели тока в сети и, в случае превышения нагрузки, отключает наименее важных потребителей для нормализации состояния сети. То есть подача электроэнергии осуществляет только на самые приоритетные устройства (обычно это – холодильник, кондиционер, обогреватель, печь, нагревательный бак и пр.). Так обеспечивается своевременное снижение нагрузки для сохранения всех потребителей в рабочем состоянии.
Как работает и для чего необходимо реле приоритета?
В прибор встроен сверхчувствительный датчик, который улавливает изменения показателей тока. В компараторе эти данные сравниваются с заложенными в базу. Показатель (порог) опорного напряжения заранее программируется на приборе. Современные устройства управления нагрузкой также способны самостоятельно возобновлять работу отключённых приборов через установленное заранее время. Происходит это только в том случае, если параметры тока вернулись к допустимым значениям.
Первое, для чего используется приоритетное импульсное реле – это предотвращение общего отключения потребителей, поскольку для большого количества современной электроники такие явления нежелательны.
Второе – предотвращение повреждения как проводки, так и приборов, подключенных к ней. Третье – возможность осуществлять подачу электричества на заранее указанные приоритетные приборы.
Для правильной работы реле необходимо подсоединять его на заранее выбранные розетки, в которые будут включены наименее приоритетные устройства.
Особенности реле приоритета 9-39А ED183 Hager
Изделие немецкого бренда Hager (Хагер) – это одномодульное триггерное реле, которое работает по следующему принципу: питание поступает к катушке, благодаря чему смыкаются контакты, которые остаются в таком положении до следующей «порции» питания, после чего размыкаются. Эта особенность делает данный прибор идеальным для организации уличного освещения или для интеграции с проходными выключателями любого количества.
Соединение проводников через систему QuickConnect происходит быстро и просто. Для этого рекомендуется использовать винтовые клеммы и крестообразную отвёртку. Рабочая температура прибора -20…+40°С. Порог сброса нагрузки варьируется в пределах 3,1-5,7 А. Монтируется на DIN-рейку.
Технические характеристики:
Номинальный ток 9-39 A
Частота 50 Hz
Монтаж на DIN-рейку
Сечение присоединяемых проводов от 6 до 10 мм
Контакт 1НЗ
Материал пластик
Количество модулей 1
Цвет белый
Производитель Hager
Устройства серии Uni-line
Многофункциональное реле защиты MTR-4P
Быстродействующее, простое, многофункциональное и программируемое реле защиты МТР-4Р обеспечивает до 13 различных функций защиты генераторных агрегатов: по напряжению, току, частоте, мощности и т.д. Одновременно, устройство MTR-4P может быть использовано в качестве измерительного преобразователя с функцией передачи измеряемых данных (более 50 параметров) по коммуникационному интерфейсу RS485 (протокол Modbus RTU). Реле MTR-4P имеют сертификат DNV и предназначены для применения морских судах.
Доступны следующие модификации устройств MTR-4P:
- MTR-4P-105 с одним релейным выходом
- MTR-4P-205 с двумя релейными выходами
- MTR-4P-415 с четырьмя релейными выходами и интерфейсом RS485
Пример заказа: MTR-4P-205
Реле напряжения RMV-112D, RMV-122D, RMV-132D
Реле напряжения RMV-112D (U), RMV-122D (U> и U>) и RMV-132D (U входят в состав серии реле DEIF, предназначенных для защиты генераторов, и одобрены для применения на судах и береговых установках. В данной серии существует реле напряжения RMV-142D (U), предназначенное для контроля одной фазы.
Реле напряжения применяются для защиты генераторов, электродвигателей и трансформаторов от недопустимых изменений напряжения в сети во всех трех фазах. Предусмотрен регулируемый таймер для задержки срабатывания защиты и регулируемый гистерезис. Светодиодная индикация. Установка на стандартной рейке DIN-35 мм или на монтажной панели.
Пример заказа: RMV-112D подключение “Треугольник”, изм. напряж. 400В перем.тока, реле NDL NDL, питание 24В пост. тока
Реле тока RMC-111D, RMC-121D, RMC-122D, RMC-131D, RMC-132D, RMC-142D
Защитные реле типа RMC-111D (I>>), RMC-121D (I>>), RMC-122D (I> и I>>). и RMC-132D (I> и I>) входят в состав серии реле DEIF для защиты генераторов. Данные реле применимы для судовых и береговых установок. В этот комплект также входит дифференциальное реле RMC-131D.
Реле тока серии Uni-line применяются для защиты генераторов от токов короткого замыкания и перегрузки. Измерение тока по трем фазам, светодиодная индикация, таймер на отключение защищаемых цепей. Реле замеряет наибольшее из трех фаз значение синусоидального тока: действующее значение для определения тока перегрузки I> и максимальное амплитудное значения для тока короткого замыкания.
Гистерезис срабатывания выходных реле 2%. Установка на рейке DIN-35 мм или на щитовой панели.
Пример заказа: RMC-122D изм. ток 5A перем. тока, реле NDL ND, таймеры 1с 20с, питание 400В перем. тока
Реле активной мощности RMP-111D, RMP-112D, RMP-121D
Защитные реле RMP-111D (P>), RMP-112D (-P> и P>), RMP-121D (-P>) входят в состав полной серии устройств фирмы DEIF, предназначенных для защиты и контроля генераторных агрегатов. Реле применимы как в морских, так и в береговых энергоустановках. Реле имеют сертификаты ведущих классификационных обществ. Предусмотрен регулируемый таймер для задержки срабатывания защиты и 2% гистерезис. Светодиодная индикация. Установка на стандартной рейке DIN-35 мм или на монтажной панели.
Пример заказа: RMP-112D подключение 3W3, изм. мощность 0-100 Вт, изм. напряжение 400В перем. тока, реле NDL NE, питание 400В перем. тока
Реле реактивной мощности RMQ-111D, RMQ-121D
Реле RMQ-111D (-Q>), RMQ-121D (Q>) входят в серию реле DEIF, предназначенных для защиты генераторных агрегатов. Данные реле имеют сертификаты основных классификационных обществ и предназначены для использования в морских и береговых энергоустановках. В реле предусмотрен регулируемый таймер и 2% гистерезис. Светодиодная индикация. Установка на стандартной рейке DIN-35 мм или на монтажной панели.
Пример заказа: RMQ-111D изм. мощность 0-100 Вар, изм. напряжение 400В перем. тока, реле NDL, питание 400В перем. тока
Реле контроля частоты RMF-112D
Реле тип RMF-112D (f) (ANSI код 81): реле защиты от понижения и повышения частоты (генераторов) в сетях с одной или тремя фазами. Реле одобрено основными классификационными обществами и может применяться как на судах, так и в береговых энергоустановках. В реле предусмотрен таймер и гистерезис. Светодиодная индикация. Установка на стандартной рейке DIN-35 мм или на монтажной панели.
Реле производит измерение напряжения между 2 фазами или между 1 фазой и “0”. При повышении или понижении частоты свыше установленного значения активизируется соответствующий выходной сигнал.
Пример заказа: RMF-112D изм. напряж. 400В перем. тока, частота 50 Гц, реле NE ND, питание 24В пост. тока
Реле исчезновения сетевого напряжения LMR-111D, LMR-122D
Реле LMR-111D (vector shift), LMR-122D (vector shift и ROCOF) предназначены для применения в системах защиты синхронных генераторов, работающих параллельно к сети электроснабжения. При обрыве в произвольной точке сети происходит резкое изменение частоты генератора (смещение вектора). В результате срабатывания реле происходит отключение сетевого выключателя и, таким образом , осуществляется защита генератора от возможных повреждений в результате автоматического повторного соединения к сети. Реле LMR не реагирует на нормальные, относительно медленные колебания частоты сетевого напряжения, происходящие в пределах допустимой нормы. Светодиодная индикация включенного состояния и наличия неисправности. Установка на стандартной рейке DIN-35 мм или на монтажной панели.
Пример заказа: LMR-122D Изм. напряжение 400 В, напряжение питания 400 В, тип выходов NE ND
Реле синхронного включения HAS-111DG
Реле параллельного включения HAS-111DG (ANSI код 25) применяются для синхронизации генератора с сетью и для проверки условий синхронизации. Прибор имеет одобрение основных классификационных обществ. Светодиодная индикация. Установка на стандартной рейке DIN-35 мм или на монтажной панели. Настройка угла опережения фазы, частоты биения и допустимой разницы напряжений при включении задается при помощи потенциометров. HAS-111DG имеет 2 аналоговых выхода (частоты и напряжения), которые могут использоваться для совместной работы с реле распределения нагрузки фирмы DEIF типа LSU-112DG, LSU-113DG, LSU-114DG.
Пример заказа: HAS-111DG изм.
напряж. 400В перем. тока, питание 24В пост. тока, частота 50 Гц, Опция А
Синхронизаторы FAS-113DG, FAS-115DG
Синхронизаторы FAS-113DG, FAS-115DG входят в состав полной серии устройств фирмы DEIF, предназначенных для зашиты и контроля генераторных агрегатов. Устройства одобрены для применения как в морских, так и в береговых энергоустановках. Имеют светодиодную индикация состояния системы и сигнала синхронизации. Установка на стандартной рейке DIN-35 мм или на монтажной панели.
Пример заказа: FAS-113DG изм. напряж. 400В перем. тока, питание 24В пост. тока, частота 50 Гц, Опция А
Устройства распределения нагрузки LSU-112DG, LSU-113DG, LSU-114DG, LSU-122DG
Приборы распределения нагрузки LSU-112DG, LSU-113DG, LSU-114DG, LSU-122DG являются частью комплекта реле фирмы DEIF, которые применяются для комплексной автоматизации управления и защиты генераторов , как на судах, так и в береговых энергоустановках. Существуют модификации этих устройств распределения нагрузки без защиты от двигательного режима (LSU-112DG) и с автоматическими старт/ стоп выходами (LSU-114DG).
Блоки распределения нагрузки LSU имеют все необходимые сертификаты и рекомендован для распределения нагрузки между генераторами электростанции. Для каждого генератора устанавливается один блок. Предусмотрена светодиодная индикация наличия питания и режимов работы блока. Установка на стандартную рейку DIN-35 мм или на монтажной панели.
Пример заказа: LSU-112DG подключение 1W3, изм.мощн. 100 Вт, изм.напряж. 400В перем.тока, питание 24В пост. тока
Выбираем реле напряжения
Нередко в работе электросети возникают сбои, которые сопровождаются скачками напряжения. Это может привести к серьезным последствиям, если вовремя не позаботиться о предотвращении подобных ситуаций. Для таких случаев существуют специальные приборы, которые способны поддерживать нормальное функционирование электрической сети.
Все жилые помещения чаще всего оснащены трехфазной и однофазной системами электроснабжения. Трехфазное питание в основном применяется в крупногабаритных зданиях (коттеджи, квартиры с большой площадью, многоквартирные дома и т.п.), у которых уровень потребляемой мощности выше 14 кВт. Суть функционирования такой сети заключается в распределении фаз, имеющих один нулевой проводник, по помещениям. Квартиры средних и малых габаритов (площадью не более 100-150 м2) имеют однофазное питание.
Нейтральный провод – это уравнитель фаз, который держит баланс между ними. В случае, когда баланс среди фаз отсутствует, нейтральный провод его устанавливает. Избежать его использования можно, когда нагрузка распределяется правильно, но в реальности этого не случается.
Обрыв нейтрали: причины и последствияДля того, чтобы понять всю суть функционирования нейтрального провода, нужно разобрать конкретные примеры. Возьмем три квартиры и три фазы питания. Нагрузке нереально распределиться по всем фазам равномерно. В одной из квартир может быть включен один электроприбор, в другой – практически все, в третьей вообще может ничего не работать. Если обслуживание контактных соединение не осуществляется, происходит отгорание контактов, в следствие чего – обрыв нейтрали. Известно, что периодически должна производиться проверка всех распределительных щитков, сопровождающаяся ремонтными работами. Но в реальной жизни, как известно, это происходит только по факту аварийных ситуаций.
Причинами обрыва также могут послужить: непрофессиональная установка, перегруженность сети конкретным потребителем, механическое повреждение. В случае отгорания «ноля» происходит неравномерное распределение нагрузки, а затем и напряжения. Напряжение на фазе с большой нагрузкой падает, а с малой, наоборот, возрастает.
Опасность таких ситуаций в том, что выводится из строя дорогостоящая техника. Наиболее чувствительными являются ноутбуки, современные телевизоры, планшеты, мобильные телефоны и бытовая техника, если подключены в этот момент в сеть.
Способы защитыНадежная проводка – базовый способ защиты от обрыва нейтрального кабеля. Но провода могут быть повреждены в процессе каких-либо работ или неверных подсоединений. Даже новые здания не застрахованы от подобных ситуаций. Для того, чтобы обеспечить самую качественную и надежную защиту, нужно использовать специальные устройства. Такими приборами являются реле напряжения, которые при определенном понижении или повышении моментально разрывают цепь. Уникальны данные устройства тем, что после восстановления напряжения нагрузка автоматически включается (задержка не превышает 30 сек.).
Существует распространенное заблуждение, что опасность в себе несет только повышение показателя напряжения. На самом деле, понижение не менее опасно и влияет, главным образом, на приборы с двигателями (например, холодильники).
Специалисты советуют производить подключение всех нагрузок используемых в быту приборов через реле напряжения, оставляя освещение без защиты. Такой способ позволит избежать выключения света при срабатывании прибора, а также защитить лампочки в осветительных устройствах. Несмотря на то, что реле напряжения должно выполнять защитную функцию, оно само нуждается в защите. То есть, на вводе должен находиться автоматический выключатель с показателями не ниже показателей реле.
Реле напряжения Easy9
Данная модель реле от компании Schneider Electric создана для защиты оборудования от слишком продолжительных перепадов, которые происходят из-за обрывов нейтральных проводов. Это устройство долговечное и простое как в использовании, так и в монтаже. Easy9 способно очень быстро реагировать на перемены в напряжении, моментально размыкая и замыкая цепь.
Одним из плюсов этого устройства является приемлемая для среднего потребителя цена, от которой не зависит качество выполняемой защиты. Альтернативного устройства от известных зарубежных брендов на российском рынке пока нет, кроме китайских низкокачественных приборов. Характерной положительной чертой является отсутствие регулировки, она вшита в корпус реле, что обеспечивает как безопасность, так и надежность. Светодиодный индикатор в конструкции данного устройства обеспечивает удобство пользования, обозначая текущий статус (зеленый свет – исправное функционирование и нормальное напряжение; красный медленно мерцающий свет – низкое напряжение, красное частое мерцание – высокое напряжение).
Данные устройства очень популярны и востребованы среди потребителей. Чтобы не быть обманутыми на рынке управления энергией и избежать последствий от использования подделок, обращайтесь к продуктам проверенной компании Schneider Electric.
ПЕРЕМЕНА или РАЗДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ Реле используются там, где два или три электродвигателя разделяют рабочую нагрузку. Это часто имеет место в насосах и компрессорах. Давайте рассмотрим пример, когда два насоса используются для заполнения бака. Один насос – это все, что действительно необходимо, но это критически важный резервуар в технологической цепочке. Если этот резервуар когда-нибудь иссякнет, вся сборочная линия остановится.Итак, второй насос устанавливается на случай выхода из строя первого. Если резервный насос не используется в течение нескольких лет, он может не запуститься при первой разгрузке. Здесь следует использовать M3FFR. Имеет два выхода. Каждый раз, когда контроллер уровня вызывает насос, M3FFR передает сигнал насосу, который последний раз простаивал, через свой магнитный пускатель. Таким образом, каждый насос работает попеременно. В этом генераторе есть еще одна очень полезная функция.Мы называем это функцией помощи. Это позволяет подключить второй вход, который вызывает работу холостого насоса, чтобы оба работали для удовлетворения потребности. В нашем примере элемент управления второго уровня может быть установлен как индикатор низкого-низкого уровня. Такое расположение может даже помочь уменьшить размер каждого насоса. M3LS3 предназначен для приложений, в которых управляются три двигателя. |
|
для функции «Помощь»IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте
IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических дисциплин для Тома 8, выпуск 3 (март-2021)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 3 , Март 2021 г.
Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает исследователей различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 3 (март-2021)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 3, март 2021 Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает исследователей различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 3 (март-2021)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 3, март 2021 Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает исследователей различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 3 (март-2021)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 3, март 2021 Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает исследователей различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 3 (март-2021)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 3, март 2021 Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает исследователей различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 3 (март-2021)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 3, март 2021 Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает исследователей различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 3 (март-2021)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 3, март 2021 Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает исследователей различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 3 (март-2021)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 3, март 2021 Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
(PDF) Автоматическое распределение нагрузки распределительного трансформатора для защиты от перегрузки
Страница 5 из 6
Nebey BMC Res Примечания (2020) 13:17
Дополнительный элемент 4: Рисунок S4. Функции принадлежности выходной мощности.
Дополнительный файл5: Рисунок S5. Оценка правил.
Дополнительный файл6: Рисунок S6. Комплексные системы защиты от перегрузки
защита / интерфейс.
Сокращения
KVA: киловольт-ампер; KWh: киловатт-час; П: реальная сила.
Благодарности
Я глубоко признателен Технологическому институту Университета Бахир Дар,
, факультет электротехники и вычислительной техники, за предоставленную возможность
провести это исследование.Я благодарен всем друзьям за особую поддержку в
этой статьи.
Вклад авторов
AHN, способствовавших разработке этого исследования. Автор задумал и спроектировал исследование
, собрал, смоделировал, проанализировал и интерпретировал данные. AHN подготовила рукопись
для важного интеллектуального содержания. Автор прочитал и утвердил окончательную рукопись
.
Финансирование
Нет средств.
Доступность данных и материалов
Дата этого исследования не будет разглашаться публично из-за наличия
конфиденциальной (конфиденциальной) информации участников.
Одобрение этики и согласие на участие
Этическое одобрение исследования было получено от Университета Бахир Дар, факультет
электротехники и компьютерной инженерии, комитет по этической экспертизе
. Этическое письмо было отправлено в Bahir Dar, Ethiopia electric
power Utility (Главное управление), и было получено разрешение на проведение исследования.
Для обеспечения конфиденциальности информации о сотрудниках сохранялась и не подвергалась
третьим лицам.Было получено устное согласие, которое было одобрено комитетом по этике
.
Согласие на публикацию
Не применимо.
Конкурирующие интересы
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.
Получено: 21 августа 2019 г. Принято: 26 декабря 2019 г.
Справочные материалы
1. Санайе-Пасанд М., Зангиабади М., Ферейдуниан А. Расширенный магнит –
Метод ограничения броска тока, применяемый к цифровым дифференциальным реле
для защиты трансформатора .В: 2003 Общее собрание энергетического общества IEEE
(IEEE Cat. No. 03Ch47491), вып. 4. Нью-Йорк: IEEE; 2003.
с. 2077–82.
2. Нгаопитаккул А., Кунакорн А. Классификация внутренних неисправностей в обмотках трансформатора
с использованием комбинации дискретных вейвлет-преобразований и нейронных сетей обратного распространения
. Int J Control Automation Sys.
2006; 4 (3): 365–71.
3. Генет Т. Анализ видов отказов и последствий для смягчения последствий отказов распределительных трансформаторов
в Эфиопии.Эфиопия: AAU; 2017.
4. Баши С., Мариун Н., Рафа А. Защита силового трансформатора с помощью реле на базе микроконтроллера
. J Appl Sci. 2007. 7 (12): 1602–7.
5. Салахат М., Аль-Зиуд А. Моделирование дифференциальной защиты трансформатора
с использованием программируемых логических контроллеров. Eur J Sci Res. 2010. 41 (3): 452–9.
6. Азиз С., Ван Хз, Пэн Дж. К., Жуань Дж. К.. Разделение мощности трансформатора. В:
2018 международная конференция по технологиям энергосистем (POWER-
CON).Нью-Йорк: IEEE; 2018. с. 4438–42.
7. Амбалкар А.Р., Бхояр Н.М., Бадархе В.В., Купание В.Б. Автоматическое разделение нагрузки-
трансформаторов. Int J Sci Res Dev. 2015; 2 (12): 739–41.
8. Камель Р., Керманшахи Б. Оптимальный размер и расположение распределенных генераторов
для минимизации потерь мощности в первичной распределительной сети.
Sci Iranica. 2009; 16 (2): 137.
9. Teferra DM. Потенциальное и технико-экономическое обоснование автономной солнечной фотоэлектрической / ветровой /
гибридной системы электроснабжения на биогазе и биодизеле в Эфиопии.Int J
Политика в области энергетических технологий. 2017; 13 (4): 368–77.
10. Гебрегзиабер Т. Исследование системы интеллектуальной сети для повышения надежности системы распределения электроэнергии
Пример: округ Аддис-Абеба.
Аддис-Абеба: Аддис-Абебский университет; 2014.
11. Хо В., Хашим Х, Хассим М., Муис З., Шамсуддин Н. Проектирование распределительной энергосистемы
на основе каскадного анализа электрических систем (ESCA).
Appl Energy. 2012; 99: 309–15.
12.Phadungthin R, Suwanasri C, Suwanasri T. Статистика отказов и оценка состояния силового трансформатора для технического обслуживания по состоянию
. В кн .: Материалы конференции по мониторингу и диагностике состояния 2010
. 2010.
13. Цзян X. Математическое моделирование и расчеты для электромагнитных задач
. Scientia Sinica Math. 2016; 46 (3): 247–64.
14. Вурал А.М., Тюмай М. Математическое моделирование и анализ унифицированного регулятора потока мощности
: сравнение двух подходов в исследованиях потока мощности
и эффектов расположения UPFC.Int J Electr Power Energy Syst.
2007; 29 (8): 617–29.
15. Сакстон Д., Грефенстетт Э., Хилл Ф., Кохли П. Анализ математического разума –
способностей нейронных моделей. arXiv: 1904.01557. 2019.
16. Ши Дж., Ян В., Сюэ Ф., Цяо В., Ян Т., Ван Дж. Оптимизация реактивной мощности –
-ая активная распределительная сеть в параллельном состоянии твердотельного трансформатора
и переключателя ответвлений под нагрузкой . В: 2019 22-я международная конференция
по электрическим машинам и системам (ICEMS).Нью-Йорк:
IEEE; 2019. стр. 1–6.
17. Беймерт Д., Ребизант В., Шиль Л. Дифференциальная защита трансформатора со стабилизацией броска тока
на основе нечеткой логики. Int J Electr Power Energy Syst.
2014; 63: 51–63.
18. Элдин А.Х., Рефей М. Новый алгоритм различения между пусковым током
и внутренними повреждениями в дифференциальной защите силового трансформатора
на основе дискретного вейвлет-преобразования. Electr Power Syst Res.
2011; 81 (1): 19–24.
19. Али MH. Аппарат для смягчения неблагоприятных воздействий на трансформаторы наведенных геомагнитных токов
, изд. Google Patents. 2019.
20. Лагунес М.Л., Кастильо О., Сориа Дж. Оптимизация функции принадлежности
параметров для нечетких контроллеров автономного мобильного робота с использованием алгоритма пожаротушения
. В кн .: Нечеткое логическое дополнение нейронных и опти-
алгоритмов: теоретические аспекты и реальные приложения.Берлин:
Springer; 2018. с. 199–206.
21. Spiegel RJ, Bose BK. Интегрированное электрическое управление с нечеткой логикой для повышения эффективности и производительности ветряных турбин с регулируемой скоростью
. изд: Google
Патенты. 1997.
22. Ван Б., Ченг Дж., Аль-Баракати А., Фардун Х. М.. Подход с использованием несовпадающих функций членства памяти
для стабилизации дискретных данных для нечетких систем TS
с изменяющимися во времени задержанными сигналами. Сигнальный процесс.
2017; 140: 161–70.
23. Ярымбаш Д., Коцур М., Ярымбаш С., Кылымнык И., Дивчук Т. Применение схем и полевых моделей
для моделирования электромагнитных
процессов силовых трансформаторов. В: 2018 14-я международная конференция
по передовым тенденциям в радиоэлектронике, телекоммуникациях
и вычислительной технике (TCSET). Нью-Йорк: IEEE; 2018. с. 308–13.
24. Обот ОУ, Узока Ф-МЭ. Нечеткая основанная на правилах структура для управления тропическими болезнями.Int J Med Engin Inform. 2008; 1 (1): 7–17.
25. Рамезани С., Мемариани А. Система на основе нечетких правил для диагностики неисправностей,
с использованием результатов анализа масла. 2011.
26. Де Силва CW. Интеллектуальное управление: приложения с нечеткой логикой. Бока-Ратон:
CRC Press; 2018.
27. Пол А.К., Шилл П.К., Рабин МРТ, Мурас К. Адаптивное взвешенное нечеткое правило –
, основанная на системе для оценки уровня риска сердечных заболеваний. Appl Intell.
2018; 48 (7): 1739–56.
28. Acharya A, Nahum EM, Tracey JM, Wang X, Wright CP, Xiao Z. Защита от перегрузки
для SIP серверов. ред: Google Патенты. 2009.
29. Ооммен Т., Линдгрен С. Эволюция пузырей от перегрузки трансформатора.
В: 2001 Конференция по передаче и распределению IEEE / PES и выставка
. разработка новых перспектив (Кат. № 01Ч47294). Нью-Йорк:
IEEE; 2001. том 1, с. 137-142.
Синхронизация и распределение нагрузки генераторной установки
GAC SYC6714 Модуль синхронизации генератора
SYC6714 – это дополнительный модуль, который регулирует регулятор скорости для получения равного фазового соотношения между встречным генератором и главной шиной.Предусмотрена функция «SYNC CHECK», которая может активировать реле для подключения генератора к главной шине. Типичное время синхронизации обычно составляет менее 3 секунд, когда генераторные установки работают на номинальной скорости с оптимальными настройками производительности регулятора. SYC6714 имеет такую же прочную конструкцию, что и электронный блок управления скоростью GAC, и может быть установлен в шкафу с другим оборудованием. Ограничьте воздействие на устройство экстремальных температур. Установите SYC6714 вертикально, если он подвергается воздействию влаги или сырости, чтобы предотвратить накопление внутри устройства.
Двигатель-генераторные установки, требующие изохронного параллельного включения, очень точно поддерживают требуемую частоту вращения двигателя. Когда несколько синхронных генераторов соединены электрически параллельно для увеличения общей генерируемой выходной мощности, необходима система управления для равномерного распределения нагрузки. Даже самые лучшие системы управления генераторами будут показывать небольшую разницу частот между параллельно включенными блоками.Это привело бы к изменению выходной мощности. В этом случае один генератор начал бы пытаться увеличить выработку энергии, в то время как другие установки попытались бы сделать наоборот и уменьшить выходную мощность. Другими словами; один генератор запускал другой. Система распределения нагрузки будет постоянно корректировать настройки частоты вращения двигателя, чтобы избежать колебаний средней генерируемой мощности. Генераторы связаны, как если бы они были единым целым, за счет синхронизации электрического выходного крутящего момента. Таким образом, они будут вести себя так, как будто они связаны друг с другом механически.
Для решения описанных выше проблем GAC предлагает ряд модулей для разделения нагрузки. Эти так называемые модули распределения нагрузки образуют серию LSM с моделями, которые имеют несколько различных функций управления, в зависимости от типа управления нагрузкой и требований для конкретных желаний мониторинга мощности: LSM100, LSM201N, LSM201, LSM672N, LSM672.
Очень особенный модуль – это модуль прогнозирования нагрузки GAC.Этот модуль используется как дополнение к системам управления генератором тока. Он разработан для уменьшения воздействия кратковременных изменений нагрузки на органы управления генератором. В зависимости от характеристик двигателя / генератора количество разрушающих изменений нагрузки может быть уменьшено на 20-40%.
Автоматическое распределение нагрузки трансформатора с помощью микроконтроллера
1. АННОТАЦИЯ: –
Трансформатор – это статическое устройство, которое преобразует мощность с одного уровня на другой.
Основная цель – защитить трансформатор от перегрузки путем распределения нагрузки.
Из-за перегрузки трансформатора КПД падает, обмотки перегреваются и могут сгореть.
Таким образом, разделив нагрузку на трансформатор, он защищен. Это будет сделано путем параллельного подключения другого трансформатора через микроконтроллер.
Микроконтроллер сравнивает нагрузку на первом трансформаторе с эталонным значением.Когда нагрузка превышает эталонное значение, второй трансформатор разделяет дополнительную нагрузку.
Таким образом, два трансформатора работают эффективно и предотвращаются повреждения. Основные используемые здесь модули – это сенсорный блок, блок управления и микроконтроллер.
GSM-модем также используется для информирования управляющей станции о переключении.
Преимуществами проекта являются защита трансформатора, бесперебойное электроснабжение и защита от короткого замыкания.
2. ЦЕЛЬ: –
Для разработки и изготовления оборудования, которое будет контролировать производительность процесса распределения нагрузки, принимая во внимание мощность, потребляемую нагрузкой.
3. ВВЕДЕНИЕ: –
Трансформатор – жизненно важный компонент в системе передачи и распределения электроэнергии.
Проблемы, связанные с перегрузкой, колебаниями напряжения и тепловыми эффектами, очень распространены. На его ремонт уходит много времени, а также требует больших затрат.
Эта работа посвящена защите трансформатора от перегрузки. Из-за перегрузки КПД падает, вторичная обмотка перегревается или может сгореть.
Итак, уменьшив дополнительную нагрузку, можно защитить трансформатор. Это можно сделать, включив другой трансформатор параллельно с главным трансформатором через микроконтроллер и переключающее реле.
Микроконтроллер сравнивает нагрузку на первом трансформаторе с эталонным значением. Когда нагрузка превышает заданное значение, ведомый трансформатор автоматически подключается параллельно первому трансформатору и разделяет дополнительную нагрузку.
Таким образом, ряд трансформаторов эффективно работают в условиях перегрузки, что позволяет предотвратить повреждение.
В этой работе подчиненные трансформаторы разделяют нагрузку главного трансформатора в случае перегрузки и перегрева.
Схема датчика, содержащая микроконтроллер, трансформатор тока и т. Д., Предназначена для регистрации данных от главного трансформатора, и если обнаруживается, что он находится в состоянии перегрузки, подчиненный трансформатор будет немедленно подключен параллельно главному трансформатору, а нагрузка распределяется. .
…
Пропорциональное распределение нагрузки и стабильность микросети постоянного тока с распределенной архитектурой с использованием контроллера SM
Микросети постоянного токавыглядят привлекательно в системах распределения благодаря своей высокой надежности, высокой эффективности и простой интеграции с возобновляемыми источниками энергии. Основные цели микросетей постоянного тока включают пропорциональное распределение нагрузки и точное регулирование напряжения. Контроллеры падения напряжения основаны на архитектурах децентрализованного управления, которые неэффективны для одновременного достижения этих целей из-за ошибки напряжения и изменения мощности нагрузки.Централизованный контроллер может достичь этих целей, используя высокоскоростной канал связи. Однако он теряет надежность из-за отказа единой точки. Кроме того, эти контроллеры реализованы через пропорциональные интегральные (PI) контроллеры, которые не могут гарантировать распределение нагрузки и стабильность во всех рабочих условиях. Чтобы устранить ограничения, в этой статье для микросетей постоянного тока предлагается распределенная архитектура, использующая контроллер скользящего режима (SM), использующий связь с низкой пропускной способностью. Основные преимущества – высокая надежность, распределение мощности нагрузки и точное регулирование напряжения.Кроме того, контроллер SM показывает высокую надежность, быструю динамическую реакцию и хорошую стабильность при больших изменениях нагрузки. Для анализа устойчивости и динамических характеристик разрабатывается модель системы и проверяются ее трансверсальность, достижимость и эквивалентные условия управления. Кроме того, динамическое поведение смоделированной системы исследуется для слабозатухающих и критически затухающих откликов. Детальное моделирование проводится, чтобы показать эффективность предлагаемого контроллера.
1.Введение
Микросети – это современная форма распределительных систем, которые могут функционировать автономно или в сочетании с основной энергосистемой. Микросети могут работать в диапазоне низкого или среднего напряжения и генерировать собственную энергию, то есть из возобновляемых источников наряду с накопителями энергии, невозобновляемыми источниками и нагрузками, управляемыми силовой электроникой (PE) [1]. Уникальным свойством микросетей является то, что они могут работать в изолированном режиме в неисправных условиях, что увеличивает надежность источника питания [2–4].В микросетях переменного тока система распределения переменного тока. Работа и управление микросетями переменного тока подробно описаны в литературе [5, 6]. Исследователи уделяют внимание микросетям постоянного тока из-за следующих преимуществ:
(1) Большинство возобновляемых источников по своей природе совместимы с постоянным или постоянным током. Таким образом, интеграция этих источников с микросетью постоянного тока проста, поскольку не требуются схемы частотной синхронизации.
(2) В микросетях постоянного тока компенсаторы реактивной мощности не требуются.Следовательно, их контроль будет ослаблен, поскольку контроллеры потока мощности не требуются.
(3) Поскольку сегодня преобладают электронные нагрузки постоянного тока, ненужные преобразователи переменного тока в постоянный не требуются в микросетях постоянного тока. Это напрямую повлияет на стоимость и эффективность системы.
(4) В микросетках постоянного тока отсутствуют проблемы со скин-эффектом.
Общая схема микросети постоянного тока [7, 8], соединяющая различные источники и нагрузки, показана на рисунке 1. Для интеграции разнородных элементов, преобразователей PE (постоянного тока в постоянный, переменного тока в постоянный и т. Д.)) включены в число источников, накопителей энергии и микросетей.
Распределенная генерация может быть подключена к микросети постоянного тока через силовые преобразователи PE в параллельной конфигурации. Требуется найти эффективный контроль для координации между различными источниками, нагрузками и накопителями энергии. Основные проблемы, связанные с параллельно подключенным преобразователем, заключаются в следующем: первая проблема – это стабильность микросети постоянного тока, поскольку электронные нагрузки очень чувствительны к отклонению напряжения. Еще одна проблема – распределение нагрузки между различными источниками [7–9].Однако природа источников такова, что только одно устройство может устанавливать уровень напряжения в параллельной системе. Причина в том, что выходное сопротивление источников питания чрезвычайно низкое. Таким образом, даже небольшая разница в выходном напряжении между подключенными параллельно источникам приведет к тому, что источник, который на несколько мВ выше, будет поглощать весь ток. Чем ниже выходное напряжение модуля, тем серьезнее эта проблема [10].
Для решения вышеупомянутых проблем в [7, 10–16] описаны различные схемы управления для микросетей постоянного тока.Обычно эти схемы управления можно разделить на централизованное и децентрализованное [10–21]. При централизованном управлении контроллер собирает системные данные, используя канал связи с высокой пропускной способностью, планирует задачи на основе собранной информации и направляет решения по управлению [12, 16–18]. Однако, если канал связи выходит из строя, это снизит производительность и надежность системы. Проблем с ошибками связи можно избежать с помощью децентрализованного управления (управление спадом) [13, 14, 19, 22].В этом типе управления преобразователи PE работают с физическими измеряемыми величинами. Но улучшение достигается за счет частичной стабильности и потери оптимальной работы из-за отсутствия оперативной информации и состояния других преобразователей [23, 24]. В [25–29] сообщается об управлении спадом для микросетей переменного тока. Их широкое использование в обычных системах переменного тока сделало их привлекательными для использования в микросетях постоянного тока [30–32].
Линейно-пропорциональные интегральные (ПИ) контроллеры используются для реализации вышеупомянутых схем управления для пропорционального распределения нагрузки и стабильности микросетей постоянного тока [30–32].Несмотря на простоту реализации этих контроллеров, они плохо справляются с совместным использованием. Во многих случаях стабильность ПИ-регуляторов не может быть гарантирована [33, 34]. Поскольку ПИ-регуляторы являются регуляторами линейного типа, параметры управления этих контроллеров не могут быть оптимизированы, поскольку они настроены для определенных условий нагрузки. Кроме того, они также демонстрируют более медленную динамическую реакцию [35]. Следовательно, использование этих контроллеров для распределения нагрузки нежелательно.
Управление скользящим режимом (SMC) для пропорционального распределения нагрузки и стабильности микросетей постоянного тока предлагается в этой статье.SMC для систем типа микросеток описаны в [9, 36–40]. SM – это контроллер, который используется для систем с переменной структурой [36]. Это нелинейный контроллер, который демонстрирует устойчивое поведение в соответствии с согласованными неопределенностями. Контроллер SM можно легко реализовать на интегральных схемах. Следовательно, контроллер SM предлагается для пропорционального распределения нагрузки и стабильности микросетей постоянного тока.
Раздел 2 посвящен схемам управления распределением нагрузки, используемым в микросетях постоянного тока. Далее представлена модель системы и ее анализ с помощью контроллера SM.Кроме того, в этом разделе рассматривается стабильность системы и проектирование динамического поведения. Подробное моделирование проведено в Разделе 3. Раздел 4 завершает эту статью.
2. Управление распределением нагрузки в микросетях постоянного тока
Целью управления в микросетях постоянного тока является достижение распределения нагрузки и поддержание точного регулирования напряжения между источниками. Управление общим доступом можно разделить на следующие типы.
2.1. Централизованное управление
При этом типе управления контроллер собирает системные данные с помощью канала связи и принимает решения по управлению.Этот тип схемы управления описан в [12, 16–18] и показан на рисунке 2. Преобразователь PE каждого источника содержит первичный регулятор и внутренний регулятор напряжения и тока. Централизованное управление дает указания и управляющие решения другим основным контроллерам. Напряжение микросети постоянного тока передается на центральный контроллер, где оно сравнивается с опорным напряжением. Произведенная ошибка передается на ПИ-регулятор, выходной сигнал которого передается на первичный контроллер каждого источника, как показано на рисунке 2.Однако если произойдет сбой в одной точке, это снизит производительность и надежность системы. Следовательно, использование централизованного управления для распределения нагрузки и регулирования напряжения в микросетях постоянного тока не является привлекательным.
2.2. Децентрализованное управление
Проблем с отказом в одной точке можно избежать с помощью децентрализованного управления (контроль спада) [13, 14, 19, 22]. В этом типе управления преобразователи PE работают с локальными физическими измеряемыми величинами. Для этого не требуется отдельный центральный контроллер.Децентрализованное управление устанавливает значения для управления спадом, которое определяет внутреннее управление напряжением и током преобразователей PE, как показано на рисунке 3.
Управление спадом не может обеспечить одновременное распределение нагрузки и регулирование напряжения. Ограничения контроля спада рассматриваются ниже.
2.2.1. Неточность распределения тока
На распределение тока повлияет ошибка напряжения в параллельно подключенных преобразователях постоянного тока в постоянный. Эта проблема становится сложной из-за дополнительного падения напряжения на линии, соединяющей параллельные источники, или когда характеристики разных источников не совпадают.Следовательно, текущее распределение между различными источниками ухудшается. Для анализа этой проблемы микросеть постоянного тока с двумя источниками показана на рисунке 4, где каждый источник моделируется своей эквивалентной схемой Тевенина.
Контроль спада, используемый в системах постоянного тока, может быть выражен как где,, и – напряжение узла, напряжение источника, ток источника и виртуальное сопротивление каждого источника, соответственно. Виртуальное сопротивление, определенное в (1), равно выходному сопротивлению, а выходное напряжение каждого источника равно, как показано на рисунке 4.Предположим, что нагрузка потребляет номинальный ток, и система достигла устойчивого состояния. Следующее может быть получено из рисунка 4:
После упрощения эти уравнения могут быть записаны как
Приведенное выше уравнение показывает, что в сетях постоянного тока с регулируемым падением тока ток обоих источников обратно пропорционален их виртуальному сопротивлению. Обычно предполагается, что микросети постоянного тока представляют собой мелкомасштабные сети, и соединительные линии будут содержать сопротивление небольшой величины. Следовательно, виртуальное сопротивление можно выбрать большим.Так как вышеприведенное выражение можно записать как Но упомянутое выше предположение подходит для больших. Для малых размеров точное разделение тока не может быть обеспечено. Между тем, стабилизация напряжения не может быть обеспечена с большим виртуальным сопротивлением. Это графически показано на рисунке 5.
2.2.2. Отклонение выходного напряжения
Отклонение напряжения узла можно записать как
На рисунке 6 показано отклонение напряжения при различных виртуальных сопротивлениях. Отклонение напряжения имеет нулевое значение, когда источники работают в режиме разомкнутой цепи (токи источников равны нулю), как показано на рисунке 6.Когда ток источников не равен нулю, появляется отклонение напряжения, и его значение изменяется с изменением нагрузки. Чтобы ограничить отклонение выходного напряжения в пределах допустимых уровней, коэффициент спада должен быть ограничен, как и ток полной нагрузки источника.
2.3. Распределенное управление
Недостатки, связанные с децентрализованным (контроль спада) и централизованным управлением, можно отрегулировать с помощью распределенного управления, которое является альтернативным решением для достижения эффективного распределения нагрузки.Вместо единого центрального контроллера распределительное управление распределяется между всеми преобразователями PE. В [24] для распределенного управления предлагается сигнализация шины постоянного тока (DBS), в которой напряжение постоянного тока используется для передачи решения о работе преобразователей. В DBS каждый объект в системе определяет уровень напряжения постоянного тока для работы и принятия решений, что ограничивает источники, нагрузки и хранилище, поскольку напряжение шины постоянного тока не может быть распределено неограниченно. Кроме того, некоторые экстремальные ситуации (например,g., перенапряжение / ток и полностью заряженная / недостаточно заряженная батарея) в DBS не рассматриваются. В [41] предлагается и распределяется линия разделения тока, в которой средний ток передается между преобразователями для работы. В микросетях постоянного тока источники смещены друг от друга по области. Таким образом, токораспределительная шина должна быть распределена по региону с линиями электропередач. Это может вызвать значительный шум, который может снизить производительность системы. В [42] представлено вторичное распределительное управление с использованием сигнализации линии электропередачи (PLS).Основная проблема PLS – медленная связь. Кроме того, при использовании с электронными устройствами необходимо решить проблемы электромагнитной совместимости.
В этом документе предлагается распределительное управление для микросетей постоянного тока с использованием связи с низкой пропускной способностью, которое показано на рисунке 7.
Для определения значения тока, который будет совместно использоваться каждым источником, контроллер каждого источника обменивается данными между другие источники и информирует об удельном весе (с.ед.) ток, подаваемый им. Эта информация используется каждым контроллером для определения общего тока, подаваемого всеми источниками, который задается как где – о.е. ток источника – и – количество источников. Эталонный ток каждого источника рассчитывается как коэффициент распределения нагрузки и номинальный ток источника соответственно.
В архитектуре, показанной на рисунке 7, о.е. ток каждого источника распределяется. Следовательно, данные, передаваемые по каналу связи каждым источником, составляют 2 байта, а общий объем передаваемых данных составляет байты.Каждый источник считывает данные в байтах. Следовательно, технология, используемая для связи, должна управлять небольшими данными, и, таким образом, возможна связь с низкой пропускной способностью. Итак, в этой статье для микросетей постоянного тока используется связь на основе компьютерной сети (CAN).
2.3.1. Управление скользящим режимом
Каждый источник в микросети постоянного тока состоит из преобразователя PE. Линейные контроллеры (PI, PID и опережение-запаздывание) используются для управления преобразователями PE для решения проблемы распределения нагрузки в микросетях постоянного тока [30–32].Эти контроллеры требуют линеаризованной модели системы, что затрудняет для них демонстрацию хороших характеристик распределения мощности и стабильности во всех рабочих условиях [33–35]. Так, в [36–40, 43] альтернативно предлагается СМ-регулятор, обеспечивающий стабильность во всех рабочих условиях. Следовательно, в этой статье предлагается метод контроллера SM для пропорционального распределения нагрузки и стабильности микросетей постоянного тока.
(1) Моделирование . Обобщенная архитектура микросети постоянного тока показана на рисунке 1.Эквивалентная модель одного источника с микросетью постоянного тока через преобразователь постоянного тока в постоянный PE показана на рисунке 8. Источник моделируется как источник напряжения с током, тогда как шина постоянного тока микросети моделируется через конденсатор и связанный с ним ток соединительной линии. . Источник и микросеть постоянного тока связаны через преобразователь постоянного тока в постоянный PE. Дифференциальные уравнения, описывающие динамику системы этой модели, выражаются следующим образом: где, и где,,,,, и – ток катушки индуктивности, напряжение на шине (напряжение конденсатора), напряжение соединительной линии, напряжение сети, линейный ток, индуктивность и емкость. соответственно, тогда как определяет состояние переключения переключателя MOSFET, которое может быть выражено как
(2) Анализ контроллера скользящего режима .В скользящем режиме большинство контроллеров включают ошибку одного или нескольких состояний системы на скользящей поверхности (например, ток катушки индуктивности или напряжение конденсатора) [44, 45]. Кроме того, некоторые контроллеры включают погрешность, а также производную по времени и интеграл погрешности скользящей поверхности для стабилизации системы [38]. В этом случае поверхность скольжения может быть представлена как дифференциальное уравнение второго порядка, для которого требуется обширный математический анализ, чтобы гарантировать устойчивость системы.Другая поверхность определена в [46] для улучшения установившейся ошибки и времени установления, которое включает ошибку напряжения и квадрат конденсаторного тока системы.
В этой статье предлагается контроллер SM, который разработан для достижения как пропорционального распределения мощности, так и динамической стабильности микросетей постоянного тока. Поверхность скольжения выбрана для обеспечения распределения нагрузки и точного регулирования напряжения. Таким образом, он формируется с использованием ошибки напряжения шины, ошибки тока и интеграла ошибки напряжения шины.Таким образом, контроллер SM может обнаруживать и минимизировать ошибки напряжения и тока. Кроме того, интегральное действие включено, чтобы уменьшить ошибку установившегося напряжения. Предлагаемая скользящая поверхность даются inwherewhereas,,, и являются ошибки напряжения, тока ошибки, опорное напряжение шины и опорного ток индуктора, соответственно, в то время, и являются параметрами скользящей поверхности. На рисунке 9 показана блок-схема системы управления SM.
Производная скользящей поверхности используется для обеспечения существования SM, которая задается как
Подстановка (9) и (10) в (14) приводит к
Для существования SM условия, описанные в Должно быть выполнено (16) [47], которое гарантирует, что в установившемся режиме, и, следовательно, напряжение и ток достигают желаемого задания.
Чтобы гарантировать существование SM (т.е. гарантировать (16)), должны быть гарантированы трансверсальность, достижимость и эквивалентные условия управления.
(i) Условие трансверсальности . Условие трансверсальности описывает управляемость системы. Таким образом, это условие должно быть выполнено, чтобы позволить регулятору SM влиять на динамику системы [47]. Это гарантирует, что управляющая переменная присутствует в производной поверхности скольжения. Его можно выразить как
. Подстановка (15) в (17) дает
Уравнение (18) зависит от значения.Раздел 3.3 определяет, что значение должно быть положительным, чтобы гарантировать стабильное поведение системы. Более того, и являются положительными величинами. Следовательно, (17) будет выполнено и условие поперечности системы будет выполнено.
(ii) Условие доступности . Условие достижимости описывает способность системы достигать скользящей поверхности [47, 48]. Таким образом, условие достижимости гарантирует, что система всегда будет направлена в сторону скользящего коллектора. Математически это описано в
. Подставив (15) в (19), это может быть выражено как
. Условия в (20) должны быть выполнены, чтобы гарантировать, что SM будет существовать, и система будет выведена до желаемого рабочее состояние.
(iii) Эквивалентное условие контроля . Эквивалентное условие управления определяет локальную устойчивость системы и позволяет этой системе оставаться в ловушке внутри скользящей поверхности [47, 48]. Математически эквивалентное условие управления может быть выражено как
Подставив в (15) и приравняв к нулю результат в следующем выражении:
Выполнение условия достижимости также проверяет эквивалентное условие управления.
(3) Динамика скользящего режима. Неравенства в (20) в общем описывают существование SM. Эти неравенства не дают информации о выборе скользящих параметров и. В этом разделе рассматривается выбор параметров скольжения на основе желаемого динамического поведения. Таким образом достигается стабильность системы. Для этой цели динамика замкнутого контура во временной области системы достигается путем помещения скользящей поверхности в (12). Динамика приведена в разделе Динамика замкнутого контура в области Лапласа дана в разделе Ранее динамика напряжения на шине постоянного тока, определенная в (10), определяется формулой (24).Кроме того, чтобы найти полную динамику замкнутого контура системы, (10) может быть выражено в области Лапласа как
Наконец, объединяя (24) и (25), полная динамика замкнутого контура напряжения шины постоянного тока может быть выражена как
В (26) показано, что динамика замкнутого контура зависит от возмущения, вносимого током шины постоянного тока и опорным сигналом. Поскольку задание является постоянным значением, а ток шины постоянного тока зависит от требований к мощности источника и нагрузки, (26) может быть выражено как (27), которое используется для расчета скользящих параметров и контроллера SM.
Наконец, в (27) установлено, что оба параметра скольжения и должны иметь положительное значение для обеспечения устойчивой динамики СМ; в противном случае система будет вести себя нестабильно.
(4) Дизайн динамического поведения в скользящем режиме. Динамика, показанная в (27), демонстрирует, что контроллер SM компенсирует любые возмущения, возникающие в токе шины (т. Е.). Однако большие выбросы и выбросы напряжения на шине могут выключить или разрушить нагрузку. Следовательно, следует контролировать динамику напряжения на шине.Характеристический полином в знаменателе (27) показывает, что это система второго порядка, имеющая форму, указанную здесь, и – коэффициент демпфирования и незатухающая собственная частота, соответственно. Сравнивая (28) со знаменателем (27), можно вычислить как
и можно контролировать реакцию системы. В этой статье рассматриваются два типа откликов: слабозатухающий и критически затухающий. Их характеристики обсуждаются ниже.
(i) Недостаточная реакция .В этом типе контроллер позволяет системе быстрее достичь желаемого напряжения. Но этот более быстрый отклик достигается за счет колебаний около желаемого напряжения. Нагрузки, которые чувствительны к падению напряжения, но не чувствительны к колебаниям, подходят для управления с использованием слабозатухающего отклика (например, микропроцессоров) [49].
(ii) Критически затухающий ответ . В этом типе контроллер позволяет системе реагировать, чтобы избежать колебаний.Но отклик будет иметь более длительную задержку при достижении желаемого уровня напряжения. Нагрузки, которые чувствительны к колебаниям, но демонстрируют устойчивость к падению напряжения, подходят для управления посредством критически демпфированного отклика (например, двигатели с частотно-регулируемым приводом) [50].
Отклик с избыточным демпфированием не рассматривается в этой статье, потому что он не дает никаких улучшений по сравнению с откликом с критическим затуханием.
(a) Недостаточная реакция . Недемпфированный отклик во временной области системы, представленный в (27), приведен в (30) для значений и, что приведет к недозатухающему отклику.Условие, гарантирующее слабозатухающий отклик, приведено в (31). Следовательно, где представляет собой ступенчатое изменение тока шины постоянного тока. Процентное превышение для характеристики с недостаточным демпфированием приведено в
Наоборот, коэффициент демпфирования для определенного процентного превышения приведен в
Время установления реакции с недостаточным демпфированием указано в уравнениях (32) – (34), которые могут использоваться для разработки контроллера SM. под конкретные конструктивные параметры. Наконец, для существования СМ должны выполняться ограничения (20).Кроме того, выбранные значения и должны удовлетворять ограничению в (31), которое является условием слабозатухающего отклика.
(б) Критически затухающий ответ . Критически затухающий отклик во временной области приведен в (35), при этом гарантируется, что значения и приведут к критически затухающему отклику. Условие этого отклика приведено в (36). Следовательно, наконец, ограничения, определенные в (20), должны быть выполнены для существования SM. Кроме того, для критически затухающего отклика должно выполняться (36).
(5) Регулировка гистерезиса в скользящем режиме . В идеальной ситуации контроллер SM переключает преобразователь постоянного тока в постоянный с бесконечной частотой, при этом траектории системы перемещаются по скользящей поверхности, когда система входит в режим работы SM. Это состояние показано на рисунке 10 (а). Однако практический переключатель преобразователя постоянного тока в постоянный будет испытывать некоторые недостатки переключения и временные задержки. Это приведет к динамическому поведению в области скользящей поверхности, которое определяется как вибрация, как показано на Рисунке 10 (b) [47, 48].
Если оставить неконтролируемую вибрацию скользящей поверхности, преобразователь начнет автоколебание с высокой частотой. Такое поведение преобразователя нежелательно из-за высоких потерь переключения. Кроме того, невозможно предсказать точную частоту переключения возникающего вибрации. Следовательно, конструкция преобразователя и выбор компонентов окажутся сложными. Чтобы решить эти проблемы, закон управления переопределяется как положительное число. Обычно в SMC вводится полоса гистерезиса для решения проблемы дребезга.С этим изменением переключатель преобразователя будет включаться, когда и выключаться, когда. В регионе переключатель преобразователя остается неизменным и сохраняет прежнее состояние. Следовательно, вводя область, в которой переключение не происходит, можно управлять частотой переключения, изменяя величину.
3. Результаты и обсуждение
Для изучения характеристик распределения нагрузки между параллельно подключенными источниками предлагается микросеть постоянного тока с двумя источниками, подключенными в параллельной конфигурации к нагрузке через соединительные линии, которая показана на рисунке 11.Этот тип конфигурации может быть легко расширен для большего количества источников и микросетей в параллельной конфигурации. Этот тип системы привлекателен для удаленных районов, где национальная сеть не может быть легко расширена из-за высокой стоимости, связанной с установкой новых линий электропередачи. Таким образом, система микросетей постоянного тока с двумя источниками для распределения нагрузки моделируется с помощью MATLAB / Simulink. Каждый источник состоит из преобразователя постоянного тока в постоянный. Параметры преобразователя постоянного тока выбраны так, чтобы поддерживать максимальные уровни напряжения и тока, равные 50 В и 10 А соответственно.Следовательно, преобразователь поддерживает максимальную мощность 500 Вт. Параметры преобразователя постоянного тока в постоянный приведены в таблице 1.
| |||||||||||||||
3.1. Результаты с использованием Droop Control
Подробная информация об узлах и соединительных линиях представлена в таблицах 2 и 3 соответственно. Каждый источник, использующий управление спадом, показан на рисунке 12.
| 00||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||
A tw Микросеть постоянного тока o-source, показанная на рисунке 11, смоделирована с использованием контроля спада.Для наблюдения за установившимся режимом предположим, что нагрузка потребляет номинальный ток и установившееся состояние достигнуто. Для равного распределения нагрузки источник-1 и источник-2 моделируются для одинаковой номинальной мощности. Таким образом, коэффициенты усиления выбираются для равного распределения нагрузки. Узловое напряжение и ток каждого источника показаны на рисунке 13.
Для коэффициента усиления при спаде установившийся ток, подаваемый источниками 1 и 2, составляет 2,9 и 4,9 А соответственно, как показано на рисунке 13. Для равной нагрузки при совместном использовании, требуемый ток, подаваемый каждым источником, составляет 4 А.Максимальное отклонение подаваемого тока составляет 27,5%. Установившиеся узловые напряжения на источниках 1 и 2 составляют 47,4 и 46,8 В соответственно. Отклонение узловых напряжений на холостом ходу и при полной нагрузке составляет 2,5%. Эти результаты показывают, что небольшой коэффициент усиления при падении напряжения обеспечивает приличное регулирование напряжения, но характеристики распределения нагрузки неприемлемы. При большом падении коэффициента усиления ток от источника 1 и источника 2 составляет 3,8 и 4,2 А соответственно. Наблюдаемое отклонение подводимых токов составляет 5%, что приемлемо и ниже, чем в предыдущем случае.Но отклонение узловых напряжений увеличилось до 16%, что неприемлемо для нагрузок.
3.2. Результаты при использовании управления в скользящем режиме
На рисунке 14 показан каждый источник с распределенным управлением с использованием контроллера SM. П.у. значение тока каждого источника передается другим источникам каждые 10 мс. Общая задержка связи составляет около 0,1 мс.
Для наблюдения за устойчивым режимом работы с распределенной архитектурой с использованием контроллера SM моделируется микросеть постоянного тока с двумя источниками, показанная на рисунке 11, а результаты показаны на рисунке 15.Ток, подаваемый источниками 1 и 2, составляет 3,91 и 3,92 А соответственно. Наблюдаемое отклонение подаваемых токов составляет 2,08%, что является значительно низким значением по сравнению с микросетью постоянного тока с контролируемым падением напряжения. Кроме того, узловые напряжения на источниках 1 и 2 составляют 47,78 и 47 В соответственно. Наблюдаемое отклонение узловых напряжений составляет 2,25%. Это подтверждает стабильные характеристики распределения нагрузки и регулирования напряжения предлагаемого распределенного контроллера SM.
Кроме того, рисунок 16 показывает, что источник-1 разделяет 25%, а источник-2 разделяет 75% номинального тока нагрузки.Наблюдаемое в настоящее время отклонение составляет 4,1%, что показывает эффективность предложенной архитектуры с использованием контроллера SM. Кроме того, выполняется моделирование, чтобы увидеть влияние сопротивления соединительной линии, и результаты суммированы в таблице 4. Каждый столбец представляет фиксированное значение сопротивления соединительной линии источника-1, а каждая строка представляет фиксированное значение соединительной линии. сопротивление источника-2,. Каждая величина в таблице 4 представляет отклонение распределения напряжения и тока. Можно заметить, что сопротивление соединительной линии влияет на распределение нагрузки между источниками.
| |||||||||||||||||||||||||||
(a) idc1
(b) idc2
(a) idc1
(b) idc2
Для наблюдения за переходным режимом ступенчатая нагрузка 3 применяется через 0,5 с, когда система работает в установившемся режиме при номинальной нагрузке, как показано на рисунке 17. При в момент, когда применяется ступенчатое изменение нагрузки, напряжения узлов быстро падают, как показано на рисунке 17.Однако в течение 25 мс узловые напряжения источника-1 и источника-2 устанавливаются до 49,29 и 46,83 В соответственно. Это соответствует отклонению напряжения 2,68%. Подача тока составляет 11,96 и 11,45 А. Отклонение подаваемых токов составляет 4,5%.
Кроме того, динамическое поведение узлового напряжения исследуется для недемпфированных и критически демпфированных откликов. Параметры скольжения α и β выбираются положительными в соответствии с условиями, определенными в (31) и (36).Значения α и β перечислены в таблице 5. На рисунке 18 показано напряжение узла, когда сопротивление нагрузки изменяется с 6 до 3 Ом за 0,5 с, со скользящими параметрами, которые показывают недемпфированные и критически затухающие характеристики. Результаты времени установления суммированы в таблице 5. Можно заметить, что при увеличении значения от 0,1 до 0,6 отклик с пониженным демпфированием улучшается с меньшим временем установления. Этот ответ хорошо согласуется с представленной теорией. Кроме того, для, отклик критически демпфируется с дальнейшим улучшенным временем установления, как представлено в теории.Эти результаты показывают хорошие динамические характеристики контроллера SM с распределенной архитектурой.
3.3. Отказоустойчивая работа распределенной архитектуры управленияЗначительным улучшением распределенной архитектуры является то, что она обеспечивает высокую надежность.Чтобы доказать это утверждение, микросеть постоянного тока с тремя источниками, показанная на рисунке 19, смоделирована для условий неисправности и показана на рисунке 20. Параметры каждого источника такие же, как указано в таблице 1. Источник-1 и источник-2 подключены к нагрузка через сопротивления соединительной линии. Но источник-3 напрямую подключен к нагрузке. В установившемся режиме напряжение на нагрузке составляет 47,04 В. Три источника подают 3,915, 3,91 и 3,93 А. Максимальное отклонение подаваемых токов составляет 2,25%. Если один источник выходит из строя, мощности двух других источников будет достаточно, чтобы удовлетворить нагрузку.Отказ источника-2 моделируется отключением его источника питания на 0,5 с. При этой неисправности напряжение на нагрузках и токи, подаваемые источниками, показаны на рисунке 20. После этой неисправности система переходит в установившееся состояние примерно за 25 мс. Напряжение на нагрузках поддерживается на уровне 47,35 В. Подача тока от источника 1 и источника 3 составляет 5,91 и 5,93 А соответственно. Это соответствует отклонению подаваемого тока на 1,5%. Это подтверждает производительность распределенной архитектуры с использованием контроллера SM во время отказа источника.Чтобы показать эффект вибрации, поверхность скольжения источника смоделирована и показана на рисунке 21. На рисунке 21 (a) показано возникшее вибрирование, которое регулируется с помощью полосы гистерезиса, как определено в (37). Значение выбрано как 100 на основании критериев, изложенных в [51]. На рисунке 21 (b) показан управляющий сигнал, который используется для управления переключателем преобразователя. (а) Дребезжание (б) Закон управления (а) Дребезжание (б) Закон управления 3.4. Проблемы в распределительном скользящем режиме ПриложениеЗадержки в канале связи напрямую влияют на переходное поведение системы, в то время как задержки в установившемся режиме не влияют. Далее контроллер SM реализован через аналоговые интегральные схемы. Ниже приведены некоторые конструктивные проблемы аналоговой реализации: (i) Выбор переменных – серьезная проблема, поскольку выбор большего количества переменных приводит к большему количеству требуемых вычислений и измерений, что увеличивает сложность системы.(ii) Выбор интеграла и производной переменных связан с чувствительностью к шуму. Желательно, чтобы эти переменные контролировались косвенно; например, это может быть достигнуто путем измерения тока конденсатора. (iii) Создаваемое дребезжание является большой проблемой в SM. Это приводит к чрезмерным коммутационным потерям и ограничивает выбор коммутационного устройства. (Iv) Ограничения аналоговых компонентов (например, скорости нарастания, полосы пропускания и пределов насыщения) необходимо тщательно учитывать для правильного управления. 4. ЗаключениеРаспределенная архитектура с использованием контроллера SM предлагается для пропорционального распределения нагрузки и стабильности микросетей постоянного тока. Микросети постоянного тока – это надежный способ обеспечить потребителя эффективной электроэнергией при наличии возобновляемых источников. Контроллеры падения напряжения, которые являются локальными контроллерами, могут обеспечить хорошее распределение нагрузки за счет регулирования напряжения. Кроме того, напряжения в разных узлах микросети постоянного тока не одинаковы. Таким образом, трудно добиться распределения нагрузки при значительном сопротивлении соединительной линии между источниками.Централизованный контроллер может достичь этих целей, используя высокоскоростной канал связи. Однако он теряет надежность из-за отказа единой точки. Кроме того, эти контроллеры реализованы через пропорциональные интегральные (PI) контроллеры, которые не могут гарантировать распределение нагрузки и стабильность во всех рабочих условиях. Чтобы устранить ограничения, в этой статье для микросетей постоянного тока предлагается распределенная архитектура с использованием контроллера SM, использующего связь с низкой пропускной способностью. Разработана модель системы и проверены ее трансверсальность, достижимость и эквивалентное условие управления.Кроме того, динамическое поведение смоделированной системы исследуется для слабозатухающих и критически затухающих откликов. Детальные результаты моделирования показали хорошую производительность предложенного контроллера. Конфликт интересовАвторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи. Новое реле распределения нагрузкиشرح مفصل ومدعم بالصور لريلاى توزيع الاحمال وشرح فكرة عمله واهميته فى الدائرة وطرق توصيله وانواعه والرفق بينهم مع شرح المخطط الزمنى لعمله تعريف ريلاى توزيع الاحمال реле распределения нагрузкиهدف هذا الريلاى هو التبديل بين المحركات, حيث يوجد به اثنين نقطة مفتوحة وعند تشغيل الريلاى تغلق النقطة الاولى وعند فصل الريلاى تفصل النقطة الاولى وعند تشغيل الريلاى مرة اخرى تغلق النقطة الثانية وهكذا يتم التبديل بين النقاط فى كل مرة للتبديل بين المحركات فى كل مرة لضمان ان كل محرك عمل نفس عدد ساعات المحرك الاخر وايضا لاعطاء وقت افى للمحرك لكى يبرد ويسمى احيانا ريلاى تبادلى !! لاحظ ان النقطة تظل تعمل طالما ان الريلاى يعمل! يستخدم عادة مع طلمبات الماء بمعنى يوجد اثنين طلمبة ماء يقوم الريلاى بالتبديل بينهم كلما انخفض ضغط او مستوى الماء, كما يستخدم بنفس الكيفية مع ضواغط الهواء او مع المولدنت السبب فى اللجؤ لهذا الطريقة هو ان وجود طلمبة احتياطية لاتعمل سينتهى بها الحال بالتلف لذا يتم التبديل بين الطلمبة الاساسية والاحتياطية لضمان عدم تلفها بسبب (الركنة!) توصيل الريلاى التبادلى مثال ريلاى تبادلى من شنايدر
يتم استخدام عوامة مستوى او حساس ضغط لتشغيل وفصل ريلاى التبادل ويتم تشغيل كل طلمبة بواسطة نقطة مفتوحة من الريلاى فى حالة انخفاض المستوى ستصل العوامة الجهد لملف الريلاى А1 فيعمل ويغلق النقطة الاولى فتعمل الطلمبة الاولى حتى وصول المستوى للقيمة المطلوبة فستفصل العوامة الريلاى بالتالى تفصل النقطة المفتوحة الاولى وتتوقف الطلمبة الاولى فى حالة انخفاض المستوى مر ة ثانية سيعمل الريلاى ولكنه سيغلق النقطة الثانية بالتالى تعمل الطلمبة الثانية حتى وصول المستوى فتفصل وهكذا يتم التبديل بين الطلمبات
يجب توصيل الجهد المناسب للريلاى ولن يعكس الريلاى النقاط! يقوم الريلاى بتوصيل النقطة الاولى اا كانت ناك اشارة تحكم واذا فصلت اشارة التحكم فصلت النقطة الاولى واذا جائت اارة التحكم انية تعمل النقطة الثانية وان لت تفصل النقطة الثانية وهكذا
ح حالة الطلمبات او الضواغط يتم توصيل حساس ضغط او مستوى اخر (قيمته اقل) بالتالى فى حالة عمله يعنى ان الحمل اكبر من الطلمبة يتم توصيل اشارة ا الحساس لنقطة التحكم المساعدة لتقوم بتشغيل النقطتين معا بالتالى يعمل الطلمبتين معا حتى يفصل حساس الضغط او المستوى المتصل بالنقطة المساعدة فتتوقف الطلمبة الثانية ويتم العمل طبيعيا ح حالة المولدات يتم توصيل اشارة من ريلاى زيادة التيار فان زاد التيار الى 80-90% من تيار المولد ارسل ريلاى التيار اشارة للنقطة المساعدة لريلاى التبادل لتشغيل النقطتين معا اى تشغيل المولدين معا, وحين ينخفض التيار الى 20-40% يفصل ريلاى التيار بالتالى يفصل ريلاى التبادل النقطة الثانية ويعمل مولد واحد فقط ويسمى الريلاى فى هذه الحالة ريلاى Реле распределения нагрузки
ريلاى توزيع الاحمال نقطة الوظيفة الاساسية Основной FUNC В1-В3 توصل بحساس الضغط مثلا المخطط الزمنى لريلاى توزيع الاحمال
ميعة الحقنون منع منعا باتا اعادة نشر الموضوع باى طريقة كانت. Больше новостей | |||||||||||||||||||||||||||||||||