Þú rekur 500 kVA spenninn og lágspennustrenginn sem sjá 150 heimilum og rafbílum þeirra fyrir rafmagni. Ofálag hitar einangrunina og eldir hana hratt; langur strengur lætur spennuna síga í fjarenda. Eitt skref er 5 mínútur.
Það sem þú lærir
Hvernig olíuhiti spennis og heitasti punktur vindinga fylgja álaginu með mjög ólíka tímafasta (IEEE C57.91 / IEC 60076-7).
Hvers vegna öldrun er veldisvísisleg í hitastigi: fáeinar klukkustundir nálægt 140 °C geta kostað daga af venjulegum líftíma.
Hvaða stjórntæki dreifiveitustjóri hefur: kælingu, stýrða hleðslu rafbíla, álagsfærslu, launafl og þrep, og álagsstýringu.
Hermir
Tími 0 mín.
✓Heitasti punktur spennis undir 110 °C
!Heitasti punktur 110–120 °C (hraðari öldrun)
⚠Heitasti punktur yfir 120 °C
⌂Heimili með spennu innan marka
!Heimili nærri spennumörkum
✕Utan marka eða án rafmagns
◎Blásarar / þéttir í notkun
•Um þrír rafbílar í hleðslu
Stýringar
Blásarar auka kælimat um þriðjung; olían helst kaldari við sama álag.
Stýrðar stillingar gilda aðeins um ökumenn sem eru skráðir í verkefnið; hinir hlaða við komu.
Lokar tengirofanum fyrir hluta strengsins. Nágranninn hefur eigin mörk (120 %) og langi tengistrengurinn lækkar spennu.
150 kvar af launaflsstuðningi: hækkar spennu í fjarenda og minnkar strauminn lítillega.
Hvert þrep hækkar allar spennur um 1,25 % — við létt álag getur það ýtt nærenda yfir +5 %.
Bein álagsstýring vatnshitara og loftkælinga: ein blokk af −15 % heimilisálags í 60 mín, síðan tveggja tíma lokun á meðan þau jafna sig. Helmingur niðurfellda orkunnar kemur til baka eftir á.
Vísar
Hiti heitasta punkts vindingar
59°C
eðlilegt
Hleðsla spennis
42%
eðlilegt
Mesta spennufrávik
0,9%
eðlilegt
Öldrunarhraðastuðull
0,00×
eðlilegt
Hiti efstu olíu
53 °C
Útihiti
30,8 °C
Líftími einangrunar notaður (jafngildar klukkustundir)
0,0 h
Álag spennis
202 kW
Hleðsluafl rafbíla
0 kW
Spenna við spenninn
100,9 %
Spenna í enda strengs
100,0 %
Tap
3,1 kW
Orka sem ekki var afhent
0 kWh
Álag fellt niður með stýringu
0 kWh
Rafbílaorka sem enn vantar
0 %
Hleðsla aðliggjandi spennis
42 %
Kuldaálagsstuðull (cold-load pickup)
1,00 ×
Þróun
Neyðarsviðsmyndir
Stig 1 · Rafbílatoppur á hitabylgjukvöldi
Síðdegi í hitabylgju: loftkælingar ganga á hverju heimili og 100 rafbílar tengjast milli 17:00 og 20:00 — ofan á kvöldálagstopp heimilanna. Aðeins 70 % ökumanna eru skráðir í stýrða hleðslu. Komdu kerfinu í gegnum til 07:00 án þess að spennirinn ofhitni eða slái út, og án þess að reiða þig á niðurfellingu álags.
Heitasti punktur fer aldrei yfir 110 °C
Líftími einangrunar notaður ≤ 17 klst. (ekki hraðar en venjulega)
Enginn viðskiptavinur missir rafmagn
Álag fellt niður ≤ 60 kWh
Stig 2 · Nágrannabilun: að taka við viðskiptavinum hans
Klukkan 17:00 bilar aðliggjandi spennir. Helmingur heimila hans er tengdur við fjarenda strengsins þíns um langa tengistrenginn. Aukastraumurinn rennur eftir allri línunni þinni: haltu öllum heimilum innan ±5 % af málspennu (ANSI C84.1 Range A) og forðastu að ofhlaða eigin spenni.
Allar spennur innan ±5 % (frá 10 mín eftir bilun)
Enginn viðskiptavinur missir rafmagn
Heitasti punktur fer aldrei yfir 120 °C
Álag fellt niður ≤ 60 kWh
Stig 3 · Kuldaálagshækkun eftir rafmagnsleysi
Sex tíma rafmagnsleysi á frostköldu kvöldi lýkur klukkan 18:00. Allir hitarar hafa verið slökktir og hver rafbíll bíður eftir hleðslu. Þegar viðgerðarflokkurinn lokar rofanum kemur álagið til baka langt yfir venjulegu — ef samtímisáhrifin glatast slær spennirinn út aftur. Komdu rafmagni á án annars rafmagnsleysis, haltu spennunni innan marka og skerðingunni lítilli.
Ekkert annað rafmagnsleysi (óafhent orka = 0)
Allar spennur innan ±5 % (frá 10 mín eftir endurræsingu)
Fellt álag ≤ 120 kWh
Allir rafbílar hlaðnir fyrir 07:00 (≤ 2 % vantar)
Álag spennisins helst undir 150 % ræsigildi liðans eftir að rofanum er lokað (frá 18:05)
Grunnur — líkanið á bak við tölurnar
Hvert samband sem hermirinn notar, með heimild. Fastar merktir sem forsendur eru táknrænar kvarðanir.
Heimilisálag fylgir dægursniði og veðri; hver rafbíll hleður á 7,2 kW þar til hann er fullur.
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]Forsenda: álagssnið, tölur um rafbíla, viðnám strengja, færibreytur kuldaálags og blásaramat eru dæmigerð gildi fyrir almennan úthverfastreng, ekki gögn úr raunverulegu neti.
Hitahækkun efstu olíu nálgast lokagildi sitt fyrir núverandi álag veldisvísislega, með tímafasta upp á klukkustundir.
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]
Heitasti punktur vindingarinnar er yfir olíunni og fylgir straumnum innan mínútna.
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]Einföldun: hækkun heitasta punkts fylgir einni veldisvísisferli (k21 = 1, tímafasti k22·τw). Stutt yfirskot tveggja liða f2(t) í IEC 60076-7 eftir skyndilegt álagsstökk er ekki líkt eftir, þannig að heitasti punktur getur stuttlega sýnt nokkrum kelvinum of lágt.
Kælistig: blásarar breyta veldisvísunum og matinu sem álagið er miðað við.
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]Forsenda: álagssnið, tölur um rafbíla, viðnám strengja, færibreytur kuldaálags og blásaramat eru dæmigerð gildi fyrir almennan úthverfastreng, ekki gögn úr raunverulegu neti.
Öldrun einangrunar miðað við 110 °C viðmið; tvöfaldast nokkurn veginn á hverjum 6–7 K.
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]Forsenda: álagssnið, tölur um rafbíla, viðnám strengja, færibreytur kuldaálags og blásaramat eru dæmigerð gildi fyrir almennan úthverfastreng, ekki gögn úr raunverulegu neti.
Þjónustuspennusvið samkvæmt spennustöðlum.
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]
Vörn: hvenær spennirinn og nágranninn leysa út.
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]Forsenda: 30 mínútna ofálagsstillingin, 2,0 pu augnabliksþátturinn og 140 °C útleysing á heitasta punkti eru dæmigerðar stillingar byggðar á mörkum IEC 60076-7 fyrir dreifispenna (1,5 pu eðlilegt lotubundið, 2,0 pu skammtíma neyðarálag, 140 °C heitasti punktur). Raunveruleg vörn notar öryggja- eða liðakúrfur.
Eftir rafmagnsleysi kveikja hitastýrð tæki öll á sama tíma; aukaálagið dvínar veldisvísislega.
M0 = 1 + 1.4·(1 − e^(−D/90 min)); CLPU(t) = 1 + (M0 − 1)·e^(−t/60 min)[8][1]Forsenda: álagssnið, tölur um rafbíla, viðnám strengja, færibreytur kuldaálags og blásaramat eru dæmigerð gildi fyrir almennan úthverfastreng, ekki gögn úr raunverulegu neti.
Aðrir fastar sem líkanið notar.
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 scaleForsenda: álagssnið, tölur um rafbíla, viðnám strengja, færibreytur kuldaálags og blásaramat eru dæmigerð gildi fyrir almennan úthverfastreng, ekki gögn úr raunverulegu neti.
Handahóf: seeded mulberry32 rafall; dreifingar sem notaðar eru — jöfn, veldis (andhverf CDF), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Fræið er sýnt og hægt að deila því.
Heimildir
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
IEC 60076-7:2018 — Power transformers, Part 7: Loading guide for mineral-oil-immersed power transformers — IEC, 2018
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