Апериодическая составляющая: 6 РАСЧЕТ АПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 6

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания

При наступлении режима КЗ постоянные токовые величины подвергаются существенным изменениям. В самое первое мгновение появляется так называемая апериодическая составляющая тока короткого замыкания, которая достаточно быстро угасает и принимает нулевое значение. Данный временной интервал, когда наблюдаются эти перемены, представляет собой переходный период, определяемый в числовом выражении. Пока аварийное состояние тока не будет отключено, работа электрической сети производится в установившемся режиме короткого замыкания.

Содержание

Физические свойства апериодической составляющей

Подобное состояние тока возникает в момент короткого замыкания. Его продолжительность и характеристики могут быть разными, в зависимости от многих факторов. Например, при наличии у двигателя демпферной обмотки, апериодическая составляющая тока короткого замыкания будет ниже, чем при ее отсутствии. Вначале возникает сверхпереходный ток, который вначале становится просто переходным, и лишь потом он начинает затухать.

Во время двухфазного замыкания, в статоре не появляются скачкообразные изменения тока. В подобных ситуациях, на холостом ходе возникает апериодическая составляющая, параметры которой совпадают с начальной величиной переменной компоненты. Поскольку ток КЗ внутри статора является однофазным, в отдельных случаях появление апериодической компоненты полностью исключается. В двигателях асинхронного типа этот показатель не учитывается, поскольку данные процессы очень быстро затухают. Он не принимается во внимание даже при расчетных вычислениях ударных токов КЗ.

В общем и целом, величина данных компонентов будет отличаться для каждой фазы. Ее начальные параметры будут зависеть от момента появления КЗ. На графиках она представляет собой сплошную кривую линию, поскольку все начальные амплитуды других составляющих будут ей равны, но направлены в обратную сторону.

Наличие апериодической составляющей устанавливается при расхождении контактов. Для ее оценки существует специальный параметр, представляющий собой соотношение между ней и периодической амплитудой в момент размыкания контактов. Время затухания составляет примерно 0,1-0,2 с и сопровождается значительным выделением тепла. Под действием высокой температуры заметно нагреваются токоведущие части и вся аппаратура в целом, несмотря на столь короткий промежуток времени.

Полный ток при наступлении КЗ

Сама по себе апериодическая компонента не может быть рассмотрена, поскольку она является одной из составных частей тока короткого замыкания. В электрической сети присутствуют сопротивления индуктивного характера, не дающие току мгновенно изменяться в момент появления КЗ. Рост нагрузочного тока проистекает не скачкообразно, а согласно определенных законов, предполагающих переходный период от нормального к аварийному значению. Расчетно-аналитическая работа значительно упрощается, когда ток КЗ во время перехода рассматривается как две составные части – апериодическая и периодическая.

Апериодическая часть представляет собой составную часть тока ia с неизменной величиной. Она появляется непосредственно в момент КЗ и в кратчайший срок падает до нулевой отметки.

Периодическая часть тока КЗ Iпm получила название начальной, поскольку по времени она появляется в самом начале процесса. Данный показатель используется для того чтобы выбрать наиболее подходящую уставку или проверить чувствительность релейной защиты. Этот ток известен еще и как сверхпереходный, поскольку его определение осуществляется с помощью сверхпереходных сопротивлений, вводимых в схему замещения. Периодический ток считается установившимся, когда затухает апериодическая часть и заканчивается сам переходный процесс.

Следовательно, полный ток короткого замыкания будет составлять сумму обоих частей – апериодической и периодической во весь период перехода состояний. В определенный момент полный ток за кратчайшее время принимает максимальное значение. Подобное состояние известно под названием ударного тока КЗ, определяемого при проверках электродинамической устойчивости установок и оборудования.

Выбор начального или сверхпереходного тока для проведения расчетов определяет скорое угасание апериодической части, которое происходит раньше, чем срабатывает защита. При этом периодическая составляющая остается неизменной.

Электрические сети, подключенные к генераторным установкам или энергетической системе с ограниченной мощностью, отличаются значительным изменением напряжения при появлении КЗ. В связи с этим, токи, начальный и установившийся, не будут равны между собой. Для того чтобы сделать расчет релейной защиты, можно воспользоваться показателями изначального тока. В этом случае погрешность будет незначительной в сравнении с установившимся током, подверженным воздействию различных факторов. Прежде всего, это увеличенное сопротивление в поврежденной точке, нагрузочные токи и прочие параметры, которые чаще всего не учитываются при выполнении расчетов.

Как вычислить апериодическую компоненту

Первоначальная величина апериодической части в модульном выражении определяется как разница между мгновенным показателем периодической части в начале КЗ и величиной тока непосредственно перед замыканием. То есть, апериодическая составляющая с максимальным первоначальным значением, сравняется с амплитудными параметрами периодической части тока при появлении КЗ. Это утверждение определяет формула: i_a0 = √2I_п0, действующая при условии сниженной активной доли сопротивления в точке КЗ относительно индуктивной составляющей.

1.     2. 

Кроме того, перед началом замыкания в расчетной точке не должно быть нагрузки, а напряжение какой-либо фазы к этому времени проходит по нулевому проводнику. Если же перечисленные требования не будут выполнены, то апериодическая часть в первоначальной стадии снизит свои показатели по отношению к амплитуде периодической составляющей.

Для того чтобы выполнить расчет апериодической составляющей тока короткого замыкания в любое произвольное время, заранее прорабатывается вариант замещения. Согласно первоначальной расчетной схеме, все составные элементы учитываются в качестве активных и индуктивных сопротивлений. Учет синхронных генераторов и компенсаторов, асинхронных и синхронных электродвигателей проводится путем перевода их в категорию индуктивных сопротивлений с обратной последовательностью. Обязательно учитываются сопротивления обмоток статора постоянному току с рабочей температурой установленной нормы.

3. 

Когда в изначальной схеме расчетов присутствуют лишь компоненты, соединенные последовательно, в этом случае величина апериодической доли в любой момент времени определяется формулой 1, в которой Т_а является постоянной величиной, определяющей время затухания данной части. В свою очередь, Т_а можно вычислить по формуле 2, в которой X_эк и R_эк будут индуктивной и активной составляющими, а ω_синх является синхронной угловой частотой сетевого напряжения. Если же при расчетах необходимо учесть величину генераторного тока непосредственно перед коротким замыканием, тогда уже используется формула 3.

Особенности вычислений в многоконтурных схемах

Если в расчетах используются многоконтурные схемы, тогда на апериодическую составляющую не действует экспоненциальный закон временного изменения. Фактически, она выглядит в виде суммы токов, каждый из которых является экспоненциальной временной функцией и угасает в различные интервалы времени. Количество таких компонентов в цепях с активными и индуктивными ветвями, совпадает с численностью независимых контуров.

В этом случае апериодические составляющие могут быть вычислены с использованием специальных систем дифференциальных уравнений, учитывающих все активные и индуктивные сопротивления. Методика расчетов во многом зависит от того, как выглядит изначальная схема расчетов, и где расположена рассчитываемое место КЗ.

В некоторых вариантах источники энергии многоконтурной схемы замыкаются на расчетное место КЗ с помощью общего сопротивления. Приближенные расчеты позволяют установить затухание апериодической составляющей в течение какого-то постоянного промежутка времени. Существуют два метода решений, которые, относительно точного результате выдают погрешность с положительной или отрицательной направленностью. То есть, постоянная времени будет завышаться или занижаться.

Расчетная схема, разделенная точкой короткого замыкания на части, независимые между собой, в произвольный момент времени определяется в виде суммы апериодических составляющих, предусмотренных для каждого участка схемы. Их изменение по времени происходит относительно постоянного показателя, а полученные данные учитываются в расчетах.

Апериодическая составляющая — ток — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Апериодическая составляющая тока, возникающая в момент короткого замыкания в обмотке возбуждения, у машин с демпферной обмоткой бывает меньше, чем у машин без нее. Сверхпереходный ток ротора i, быстро затухая, переходит в переходный ток i r, который, как было показано выше, имеет большее, чем i, значение, поэтому ток i должен сначала возрасти и только после перехода в i начинает затухать.
 [1]

Апериодическая составляющая тока и при двухфазном коротком замыкании также определяется тем обстоятельством, что ток статора не может меняться скачкообразно. Поэтому при коротком замыкании на холостом ходу должна возникнуть апериодическая составляющая, равная по своей величине начальному значению переменной составляющей. Ввиду того, что в статоре протекает однофазный ток короткого замыкания, может случиться в зависимости от момента внезапного короткого замыкания, что апериодическая составляющая тока не возникнет вовсе.
 [2]

Изменение тока при трехфазном коротком замыкании.  [3]

Апериодическая составляющая тока в общем случае различна для всех фаз. Ее начальное значение a [ oj зависит от момента возникновения к.
 [4]

Кривые токов внезапного короткого замыкания лри. Ут.  [5]

Апериодическая составляющая тока t K представлена сплошной кривой 2; так как, согласно условию, в начальный момент времени ток 1К 0, то начальная амплитуда апериодической составляющей тока 1та должна быть равна по величине / с, но направлена в обратную сторону.
 [6]

Токи внезапного короткого замыкания при tyn. Ш7.  [7]

Апериодическая составляющая тока iK представлена сплошной линией 2; так как, согласно условию, в начальный момент времэяя ток гк О, то начальная амплитуда апериодической составляющем тока Iта должна быть равна по величине 1тс, но направлена в оордт-ную сторону.
 [8]

Токи внезапного короткого замыкания при 1 я Vnm.  [9]

Апериодическая составляющая тока гк представлена сплошной линией 2, так как, согласно условию, в начальный момент времени ток г к 0, то начальная амплитуда апериодической составляющей тока 1та должна быть равна по величине / тс, но направлена в обратную сторону.
 [10]

Расчетная схема и схема замещения к примеру.  [11]

Апериодическая составляющая тока КЗ от асинхронных двигателей не учитывается даже при определении ударного тока КЗ вследствие быстрого ее затухания.
 [12]

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания ( КЗ) определяется в момент расхождения контактов и оценивается параметром ft, равным отношению апериодической составляющей тока к амплитуде периодической в момент расхождения контактов.
 [13]

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания затухает за время, равное 0 1 — 0 2 сек, и ее тепловыделение заметно влияет на общий нагрев токоведущих частей или аппаратов при продолжительности короткого замыкания меньше одной секунды.
 [14]

Вследствие трансформаторного влияния апериодическая составляющая тока возникает не только в статорной обмотке, но и в обмотках возбуждения и демпферной, расположенных на роторе.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5

ЭЭГ-отпечатки пальцев: индивидуальная подпись субъекта на основе апериодического компонента спектра мощности

• Демуру, Маттео

;

• Фраскини, Маттео

Аннотация

В течение последних нескольких лет наблюдается растущий интерес к влиянию индивидуальной изменчивости на паттерны активации и связи мозга. Практические последствия индивидуальной изменчивости имеют принципиальное значение для исследований как на групповом, так и на предметном уровне. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) по-прежнему представляет собой один из наиболее часто используемых методов записи для исследования широкого спектра функций, связанных с мозгом. В этой работе мы стремимся оценить влияние индивидуальной изменчивости на набор очень простых и легко интерпретируемых признаков, извлеченных из спектров мощности ЭЭГ. В частности, в сценарии идентификации мы исследовали, как апериодический (фон 1/f) компонент спектров мощности ЭЭГ может точно идентифицировать субъектов из большого набора данных ЭЭГ. Результаты этого исследования показывают, что апериодический компонент сигнала ЭЭГ характеризуется сильными субъектно-специфичными свойствами, что эта особенность согласуется в различных экспериментальных условиях (с открытыми и закрытыми глазами) и превосходит канонически определенные частотные диапазоны. Эти результаты показывают, что простые характеристики (наклон и смещение), извлеченные из апериодического компонента сигнала ЭЭГ, чувствительны к индивидуальным признакам и могут помочь охарактеризовать и сделать выводы на уровне отдельного субъекта.

Публикация:

Электронные распечатки arXiv

Дата публикации:

Январь 2020

архив:

архив: 2001.09424

Биб-код:

2020arXiv200109424D

Ключевые слова:

• Электротехника и системоведение – обработка сигналов;
• Информатика – компьютерное зрение и распознавание образов;
• Количественная биология — нейроны и познание

Электронная печать:

11 страниц, 2 рисунка

Параметризация спектров нейронной мощности на периодические и апериодические компоненты.

Донохью Т. и др.

Природа Неврология. 2020 12; 23(12):1655-1665

https://doi.org/10.1038/s41593-020-00744-xPMID: 33230329

Электрофизиологические сигналы обладают как периодическими, так и апериодическими свойствами. Периодические колебания связаны с многочисленными физиологическими, когнитивными, поведенческими и болезненными состояниями. Появляющиеся данные показывают, что апериодический компонент имеет предполагаемую физиологическую интерпретацию и что он динамически меняется с возрастом, задачами и когнитивными состояниями. Электрофизиологическая нейронная активность обычно анализируется с использованием канонически определенных частотных диапазонов без учета апериодического (1/f-подобного) компонента. Мы показываем, что стандартные аналитические подходы могут объединять периодические параметры (центральная частота, мощность, ширина полосы) с апериодическими (смещение, экспонента), ставя под угрозу физиологические интерпретации. Чтобы преодолеть эти ограничения, мы вводим алгоритм для параметризации спектров нейронной мощности как комбинации апериодического компонента и предполагаемых периодических колебательных пиков. Этот алгоритм не требует априорного определения полос частот. Мы проверяем этот алгоритм на смоделированных данных и демонстрируем, как его можно использовать в приложениях, начиная от анализа возрастных изменений в рабочей памяти и заканчивая исследованием и анализом крупномасштабных данных.

• Donoghue T ¹ ,
• Haller M ² ,
• Peterson EJ ³ ,
• Varma P ² ,
• Sebastian P ³ ,

,

,

,

,

,

,

6,

,

6,

6,

6,

6,

6,

6,

6,

6,

6,

6,

6,

6,

• .
• Noto T ³ ,
• LARA AH ² ,
• Wallis JD ^{2, 4} ,
• Knight RT ^{2, 4} ,
• 66666666666666666666666. Б ^{5, 6, 7, 8}

Филиалы

• ¹ Департамент когнитивных наук, Калифорнийский университет, Калифорния, Сан-Диего. [email protected]
• ² Институт нейробиологии Хелен Уиллс, Калифорнийский университет, Беркли, Беркли, Калифорния, США
• ³ Департамент когнитивных наук, Калифорнийский университет, Сан-Диего, Ла-Хойя, Калифорния, США
• ⁴ Кафедра психологии, Калифорнийский университет, Беркли, Беркли, Калифорния, США
• ⁵ Кафедра когнитивных наук, Калифорнийский университет, Сан-Диего, Ла-Хойя, Калифорния, США. [email protected]
• ⁶ Программа магистратуры по неврологии, Калифорнийский университет, Сан-Диего, Ла-Хойя, Калифорния, США. [email protected]
• ⁷ Институт науки о данных Халыджиоглу, Калифорнийский университет, Сан-Диего, Ла-Хойя, Калифорния, США. [email protected]
• ⁸ Институт мозга и разума Кавли, Калифорнийский университет, Сан-Диего, Ла-Хойя, Калифорния, США. [email protected]

Эта работа была поддержана:

Ninds NIH HHS, Соединенные Штаты

GrantID: R37 NS021135

NIMH NIH HHS, Соединенные Штаты

Грант: P50 MH209429

. США

GrantID: F32 MH075317

NIGMS NIH HHS, США

GrantID: R01 GM134363

Ninds NIH HHS, Соединенные Штаты

GrantID: U19 NS107609

NIMH NIH HHS, Соединенные Штаты

GrantID: R01 MH221448

NIMH NIH HHS, Соединенные Штаты.

Интересная гипотеза

Новое открытие

Технические усовершенствования

Для просмотра рекомендаций требуется БЕСПЛАТНАЯ учетная запись

Регистрация

Это займет всего минуту и ​​позволит вам просматривать наш контент и получать уведомления по электронной почте.

Зарегистрироваться

Уже зарегистрированы на факультете? Войти

---

Институциональный доступ

Порекомендуйте мнения преподавателей своему библиотекарю или информационному менеджеру, чтобы запросить пробную версию премиум-контента.

Рекомендовать

Оценки

Исключительный

04 Январь 2022

Майкл Ницше

Майкл Ницше

Майкл Ницше

MD ALI SALEHINEJAD

MD ALI SALEHINEJAD

MD ALI SALEHINJAD

MD ALI SALEHHINEJAD

MD ALI SALEHHINHAD

MD ALI.0010 + 0 Оценщиков

Электроэнцефалография (ЭЭГ) — старейший метод неинвазивной нейровизуализации {1} и один из наиболее часто используемых методов в когнитивной нейробиологии. ЭЭГ регистрирует электрическую активность, генерируемую большими группами нейронов, действующих синхронно. Эта электрическая активность состоит из нейронных колебаний, и на протяжении десятилетий было показано, что эти колебания отражают когнитивные, перцептивные, эмоциональные и поведенческие состояния, а также клинические состояния {2-4}.

Преобладающая и часто используемая мера сигнала ЭЭГ называется «состояние покоя» и относится к непрерывным записям текущей электрической активности мозга, не вызванной конкретной задачей. Для анализа и интерпретации записей ЭЭГ в покое наиболее распространен подход, известный как «отношение частотных диапазонов» {5}, при котором рассчитывается соотношение мощностей между предварительно заданными частотными диапазонами (например, дельта (1–4 Гц), тета (4 Гц). –8 Гц), альфа (8–12 Гц), бета (12–30 Гц), низкая гамма (30–60 Гц)). Предполагается, что эти полосы частот отражают периодические колебания в мозге при условии, что заранее заданные полосы частот специально измеряют колебательную активность. Однако сигнал ЭЭГ состоит как из периодических, так и из апериодических компонентов, которые различаются у разных участников и зависят от возраста, требований к задачам и когнитивных состояний {6}. Без учета этих апериодических компонентов любая интерпретация канонически определенных частотных диапазонов может объединять периодические параметры (центральная частота, мощность, ширина полосы) с апериодическими, что ставит под угрозу физиологические интерпретации. Поэтому крайне важно идентифицировать эти апериодические компоненты, и для этого необходима параметризация.

Донохью и др. (2020) {6} параметризовали спектр мощности ЭЭГ на периодические и апериодические компоненты, разработав и проверив алгоритм, который можно использовать как для данных ЭЭГ, так и для данных магнитоэнцефалографии (МЭГ), и который имеет приложения от анализа возрастных изменений в рабочей памяти до больших исследование и анализ данных. Два основных преимущества учета апериодических компонентов активности ЭЭГ подчеркиваются в работах Donoghue et al. (2020). Во-первых, традиционный подход (полагающийся на заранее определенные полосы частот) предполагает, что спектральная мощность подразумевает колебательную мощность, и упускает из виду существование апериодической активности. Рассмотрение апериодических компонентов активности ЭЭГ предотвращает смешивание интерпретаций периодической мощности, которая действительно является неспецифической мерой (поскольку она включает в себя как периодические, так и апериодические признаки, неоднозначные в традиционном подходе). Другими словами, рассмотрение этих апериодических компонентов позволяет параметризовать спектры мощности головного мозга как более конкретную меру. Во-вторых, апериодические компоненты имеют интересные демографические, когнитивные и клинические корреляты, а также физиологическую значимость {6}, которые следует параметризовать и проанализировать. Это позволит определить, как эти особенности конкретно связаны с когнитивным функционированием в норме, старении и болезнях, а также исследовать основные физиологические механизмы.

Ссылки

1. Методы исследования когнитивной нейронауки.
   

   Ньюман А. Публикации SAGE, 2019 г.

   ISBN: 9781473952980

2. Динамическая сетевая коммуникация как объединяющая нейронная основа для познания, развития, старения и болезней.

   
   

   Войтек Б, Найт Р.Т.

   Биол Психиатрия. 2015 15 июня; 77(12):1089-1097

   https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2015.04.016

   PMID: 26005114

3. Нейронные колебания в корковых сетях.
   

   Бужаки Г., Драгун А.

   Наука. 2004 г., 25 июня; 304(5679):1926-1929

   https://doi.org/10.1126/science.1099745

   PMID: 15218136

4. Когнитивные функции и основные параметры физиологии человеческого мозга связаны с хронотипом.
   

   Салехинеджад М.А. и др.

   Нац.коммун. 2021 3 августа; 12(1):4672

   https://doi.org/10.1038/s41467-021-24885-0

   PMID: 34344864

5. Электрофизиологическое соотношение полос частот измеряет периодическую и апериодическую нервную активность.
   

   Донохью Т. и др.

   eNeuro. 2020 ноябрь-декабрь; 7(6)

   https://doi.org/10.1523/ENEURO.0192-20.2020

   PMID: 32978216

6. Параметризация спектров мощности нейронов на периодические и апериодические компоненты.