⚡ Məhəllə elektrik paylanması Canlı model

Əsas — rəqəmlərin arxasındakı model

Simulyatorun istifadə etdiyi hər əlaqə mənbəyi ilə birlikdə. Fərziyyə kimi qeyd olunan sabitlər illüstrativ kalibrləmələrdir.

Məişət tələbatı gündəlik profilə və havaya tabedir; hər elektromobil dolana qədər 7,2 kW ilə şarj olur.

P_homes = 150 × 2.0 kW × shape(h) × [1 + 0.025·max(0, θa−24) + 0.02·max(0, 15−θa)] × CLPU(t); P_EV = Σ 7.2 kW while plugged and not full[9]Fərziyyə: yük profili, elektromobil göstəriciləri, fider impedansları, soyuq yük parametrləri və ventilyator gücü real şəbəkədən götürülmüş məlumat deyil, ümumi şəhərkənarı fider üçün nümunə qiymətlərdir.

Yağın yuxarı qatının qızması mövcud yük üçün son qiymətinə eksponensial yaxınlaşır, zaman sabiti saatlarladır.

Δθ_TO,U = 55 K · [(K²R+1)/(R+1)]ⁿ; Δθ_TO ← Δθ_TO,U + (Δθ_TO − Δθ_TO,U)·e^(−Δt/τ_TO), τ_TO = 180 min (ONAN) / 150 min (ONAF); R = P_k/P₀ at the rating K is referred to: 5 (ONAN), 5 × 1.33² ≈ 8.8 (ONAF)[1][2]

Sarğının qaynar nöqtəsi yağdan yuxarıdadır və dəqiqələr ərzində cərəyana tabe olur.

Δθ_H,U = 25 K · K^(2m); Δθ_H ← Δθ_H,U + (Δθ_H − Δθ_H,U)·e^(−Δt/(k22·τw)), k22·τw = 8 min; θ_H = θ_A + Δθ_TO + Δθ_H[1][2]Sadələşdirmə: qaynar nöqtənin yüksəlişi bir eksponensiala (k21 = 1, zaman sabiti k22·τw) tabedir. Yükün qəfil pilləsindən sonra IEC 60076-7 iki hədli f2(t)-nin qısa aşması modelləşdirilməyib, ona görə qaynar nöqtə qısa müddətə bir neçə kelvin az göstərə bilər.

Soyutma pilləsi: ventilyatorlar üstlükləri və yükün aid edildiyi gücü dəyişir.

ONAN n = 0.8, m = 0.8; ONAF n = 0.9, m = 0.8 (IEEE C57.91), with K and R referred to the ONAF rating (1.33 × ONAN, R ≈ 8.8)[1][3]Fərziyyə: yük profili, elektromobil göstəriciləri, fider impedansları, soyuq yük parametrləri və ventilyator gücü real şəbəkədən götürülmüş məlumat deyil, ümumi şəhərkənarı fider üçün nümunə qiymətlərdir.

110 °C istinadına görə izolyasiyanın qocalması; təxminən hər 6–7 K-dən bir ikiqat artır.

F_AA = exp(15000/383 − 15000/(θ_H + 273)); aged hours = Σ F_AA·Δt; F_EQA = Σ F_AA·Δt / Σ Δt; normal life 180 000 h[1][3][2]

Boşqalma itkisi üstəgəl cərəyanın kvadratı ilə artan yük itkisi.

P_loss = P₀ + P_k·K² + r_f·S_b·(|s_d|²/3 + Re(s_d·s_p*) + |s_p|²) + r_tie·S_b·|s_tie|², s_d = distributed load, s_p = far-end block (incl. capacitor); P₀ = 1 kW, P_k = 5 kW[7][2]

Transformator və fider boyu təxmini gərginlik düşgüsü.

ΔV ≈ p·r + q·x (pu); distributed load drops ½ of the lumped value; capacitor Q_c raises V by Q_c·x; V_src = 1.02 + 0.02·(0.5 − shape) + tap × 1.25 %[7]Fərziyyə: yük profili, elektromobil göstəriciləri, fider impedansları, soyuq yük parametrləri və ventilyator gücü real şəbəkədən götürülmüş məlumat deyil, ümumi şəhərkənarı fider üçün nümunə qiymətlərdir.

Xidmət gərginliyi aralıqları gərginlik standartlarından götürülüb.

target |V − 1| ≤ 5 % (ANSI C84.1 Range A); Range B −8.3 % / +5.8 %; EN 50160: ±10 % for 95 % of 10-min means[4][5][6]

Mühafizə: transformator və qonşunun nə vaxt açıldığı.

trip if K ≥ 1.5 for 30 min (accumulated), K ≥ 2.0 at once, or θ_H ≥ 140 °C; neighbour trips if K_B ≥ 1.2 for 30 min; re-energised after 60 min[2]Fərziyyə: 30 dəqiqəlik həddindən artıq yük tənzimi, 2,0 pu ani element və 140 °C qaynar nöqtə açılması paylayıcı transformatorlar üçün IEC 60076-7 hədləri (1,5 pu normal dövri, 2,0 pu qısamüddətli fövqəladə, 140 °C qaynar nöqtə) əsasında qurulmuş nümunə tənzimlərdir. Real mühafizə qoruyucu və ya rele əyrilərindən istifadə edir.

Dayanmadan sonra termostatlı yüklər hamısı birdən qoşulur; əlavə yük eksponensial olaraq azalır.

M0 = 1 + 1.4·(1 − e^(−D/90 min)); CLPU(t) = 1 + (M0 − 1)·e^(−t/60 min)[8][1]Fərziyyə: yük profili, elektromobil göstəriciləri, fider impedansları, soyuq yük parametrləri və ventilyator gücü real şəbəkədən götürülmüş məlumat deyil, ümumi şəhərkənarı fider üçün nümunə qiymətlərdir.

Modelin istifadə etdiyi digər sabitlər.

500 kVA transformer, 30 °C rated ambient (55 K oil + 25 K gradient → 110 °C) · 60 EVs, 6–20 kWh need, arrival ≈ N(18:30, 1 h), depart 07:00 · curtailed charging 3.6 kW · transformer r = 1 %, x = 4 %; feeder r = 4 %, x = 2 %; tie r = 10 %, x = 4 % (500 kVA base) · neighbour 400 kVA, 120 homes, transfer ≤ 40 % · capacitor 150 kvar · tap ±4 × 1.25 % · shedding one 15 % block for 60 min, 120 min lockout, 50 % payback · fans 0.4 kW · ±3 % load noise, ±5 % daily scaleFərziyyə: yük profili, elektromobil göstəriciləri, fider impedansları, soyuq yük parametrləri və ventilyator gücü real şəbəkədən götürülmüş məlumat deyil, ümumi şəhərkənarı fider üçün nümunə qiymətlərdir.

Təsadüfilik: seed-li mulberry32 generatoru; istifadə olunan paylanmalar — bərabər, eksponensial (tərs CDF), normal (Box–Muller), Puasson (Knuth). Seed göstərilir və paylaşıla bilər.

Mənbələr

1. IEEE Std C57.91-2011 — IEEE Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed Transformers and Step-Voltage Regulators (clause 5 ageing, clause 7 temperature, Annex on cold-load pickup) — IEEE, 2011
2. IEC 60076-7:2018 — Power transformers, Part 7: Loading guide for mineral-oil-immersed power transformers — IEC, 2018
3. Comparison of Loading Guide Standards (IEEE C57.91 and IEC 60076-7): ageing equations, exponents n/m by cooling mode, 180 000 h normal life — IEEE PES Transformers Committee, C57.91 working group
4. ANSI C84.1 — Electric Power Systems and Equipment: Voltage Ratings (60 Hz); Range A service voltage ±5 % (114–126 V on 120 V), Range B 110–127 V — NEMA / ANSI (summarised in USDA Rural Utilities Service guidance), 2020
5. EN 50160:2022 — Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks, clause 4 low-voltage supply characteristics (clause 4 is not in the free preview, which ends at the scope) — CENELEC, CLC/TC 8X (official preview of the English text via the Slovak national standards body ÚNMS SR, STN EN 50160:2023), 2022
6. A. Klajn, M. Bątkiewicz-Pantuła — Application Note: Standard EN 50160, Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks (LV supply voltage variations: Un ± 10 % for 95 % of the 10-min mean rms values of each week) — European Copper Institute / Leonardo ENERGY, Publication No. Cu0147, 2013
7. W. H. Kersting — Distribution System Modeling and Analysis (approximate voltage drop, uniformly distributed load, line losses) — CRC Press, 2017
8. C. Hachmann et al. — Cold load pickup model parameters based on measurements in distribution systems (exponential decay model, CLPU factors ≈ 1.9–2.8) — IET Generation, Transmission & Distribution 13(23), 2019
9. SAE J1772 — Electric Vehicle and Plug-in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler (AC Level 2 charging, e.g. 32 A × 240 V ≈ 7.7 kW) — SAE International, 2017