Режимы сети. Режимы работы электрических сетей: типы, характеристики и особенности

Какие бывают режимы работы электрических сетей. Как классифицируются режимы по различным признакам. Чем характеризуются нормальные, аварийные и послеаварийные режимы. Как выбрать оптимальный режим работы сети.

Классификация режимов работы электрических сетей

Режим работы электрической сети — это совокупность процессов и условий, характеризующих работу сети в определенный момент времени. Режимы классифицируются по нескольким основным признакам:

• По длительности: установившиеся и переходные
• По характеру протекания процессов: нормальные, аварийные, послеаварийные
• По симметрии параметров: симметричные и несимметричные
• По наличию высших гармоник: синусоидальные и несинусоидальные

Рассмотрим подробнее основные типы режимов и их особенности.

Установившиеся и переходные режимы электрических сетей

Чем характеризуются установившиеся и переходные режимы работы электрических сетей? Установившийся режим отличается неизменными во времени параметрами — токами, напряжениями, мощностями. Переходный режим возникает при изменении схемы или нагрузки сети и сопровождается колебаниями параметров.

Длительность переходного процесса может составлять от долей секунды до нескольких минут. В этот период возможны значительные отклонения напряжения и частоты от номинальных значений. Поэтому важно обеспечить устойчивость системы при переходных процессах.

Нормальные, аварийные и послеаварийные режимы

Как различаются нормальные, аварийные и послеаварийные режимы работы электрических сетей? Нормальный режим характеризуется работой сети в соответствии с заданными параметрами. При этом обеспечивается надежное электроснабжение потребителей.

Аварийный режим возникает при повреждениях оборудования, коротких замыканиях и других нарушениях нормальной работы. Он сопровождается отключением поврежденных элементов и может приводить к перерывам в электроснабжении.

Послеаварийный режим наступает после локализации аварии и характеризуется работой сети по временной схеме до полного восстановления нормального режима. В этот период возможны перегрузки оборудования и отклонения параметров режима.

Симметричные и несимметричные режимы электрических сетей

В чем заключаются особенности симметричных и несимметричных режимов? Симметричный режим характеризуется равенством напряжений и токов по модулю во всех фазах трехфазной системы. Это идеальный режим работы сети.

На практике чаще встречаются несимметричные режимы, при которых наблюдается неравенство напряжений и токов по фазам. Причинами несимметрии могут быть:

• Неравномерное распределение однофазных нагрузок по фазам
• Обрыв одной или двух фаз линии электропередачи
• Несимметричные короткие замыкания

Несимметрия режима приводит к дополнительным потерям электроэнергии и снижению качества электроснабжения потребителей.

Синусоидальные и несинусоидальные режимы

Какие режимы называют синусоидальными и несинусоидальными? Синусоидальный режим характеризуется синусоидальной формой кривых напряжения и тока. Это нормальный режим работы сети переменного тока.

Несинусоидальные режимы возникают при наличии в сети источников высших гармоник — нелинейных нагрузок, силовой электроники, преобразователей частоты. Высшие гармоники вызывают искажение формы кривых напряжения и тока, что негативно влияет на работу электрооборудования.

Особенности режимов работы сетей различного напряжения

Режимы работы электрических сетей имеют свои особенности в зависимости от класса напряжения:

Сети 0,4 кВ

Для сетей низкого напряжения 0,4 кВ характерны:

• Значительная несимметрия нагрузок по фазам
• Высокий уровень потерь электроэнергии
• Низкий коэффициент мощности из-за большой доли бытовой нагрузки

Сети 6-35 кВ

Особенности режимов сетей среднего напряжения 6-35 кВ:

• Работа с изолированной или компенсированной нейтралью
• Возможность длительной работы с замыканием на землю одной фазы
• Необходимость компенсации емкостных токов замыкания на землю

Сети 110 кВ и выше

Для сетей высокого и сверхвысокого напряжения характерны:

• Большая протяженность линий электропередачи
• Необходимость компенсации реактивной мощности
• Повышенные требования к качеству электроэнергии

Методы анализа и расчета режимов электрических сетей

Для анализа и расчета режимов электрических сетей применяются различные методы:

1. Метод узловых напряжений — основан на составлении и решении системы уравнений узловых напряжений сети
2. Метод контурных токов — использует уравнения контурных токов для определения параметров режима
3. Метод Ньютона-Рафсона — итерационный метод решения нелинейных уравнений установившегося режима
4. Метод разделения на подсистемы — применяется для расчета режимов сложных энергосистем

Выбор метода зависит от сложности схемы сети, требуемой точности расчета и наличия исходных данных.

Управление режимами электрических сетей

Как осуществляется управление режимами работы электрических сетей? Основные задачи управления режимами:

• Поддержание заданных уровней напряжения
• Оптимизация потоков активной и реактивной мощности
• Минимизация потерь электроэнергии
• Обеспечение устойчивости энергосистемы

Для управления режимами применяются следующие средства:

• Регулирование напряжения трансформаторов
• Компенсация реактивной мощности
• Изменение топологии сети
• Противоаварийная автоматика

Эффективное управление режимами позволяет повысить экономичность и надежность работы электрических сетей.

Оптимизация режимов работы электрических сетей

Оптимизация режимов направлена на достижение наилучших технико-экономических показателей работы сети. Основные критерии оптимизации:

• Минимум потерь активной мощности и электроэнергии
• Обеспечение требуемого качества электроэнергии
• Максимальная надежность электроснабжения

Методы оптимизации режимов:

1. Оптимальное распределение активных и реактивных мощностей
2. Оптимизация уровней напряжения в узлах сети
3. Оптимальное размещение компенсирующих устройств
4. Оптимизация схемы сети и мест размыкания

Оптимизация режимов позволяет повысить эффективность функционирования электрических сетей и снизить затраты на их эксплуатацию.

Влияние режимов на надежность электроснабжения

Как режимы работы влияют на надежность электроснабжения потребителей? Основные факторы влияния:

• Уровень напряжения в узлах нагрузки
• Загрузка элементов сети
• Запас устойчивости энергосистемы
• Качество электроэнергии

Для повышения надежности электроснабжения необходимо обеспечить:

• Поддержание допустимых уровней напряжения
• Ограничение токовых нагрузок элементов сети
• Достаточный запас статической и динамической устойчивости
• Соблюдение требований к качеству электроэнергии

Правильный выбор и поддержание оптимальных режимов работы позволяет значительно повысить надежность функционирования электрических сетей.

Перспективные направления развития режимов электрических сетей

Основные тенденции развития режимов работы электрических сетей связаны с внедрением новых технологий:

• Применение управляемых (гибких) систем передачи переменного тока (FACTS)
• Развитие систем накопления электроэнергии
• Внедрение технологий активно-адаптивных сетей (Smart Grid)
• Интеграция распределенной генерации и возобновляемых источников энергии

Эти технологии позволят повысить управляемость режимов, оптимизировать потоки мощности, снизить потери и повысить надежность электроснабжения потребителей.

Топологии сетей WiFi | Режимы работы WiFi | Режим Ad-Hoc | Infrastructure Mode | Independent Basic Service Set | IBSS | Peer-to-Peer | Режим BSS | Basic Service Set | Режим ESS | Extended Service Set | Как выбрать режим работы WiFi | Дальность действия WiFi | Cтандарты беспроводной связи | ieee 802.11 | Стандарты WiFi | Безопасность WiFi | Беспроводные технологии

Подробности

Родительская категория: Технологии беспроводной связи

Категория: WiFi

Режимы работы WiFi (или топология сетей WiFi)

Выделяют три режима организации беспроводных сетей WiFi:

• Эпизодическая сеть (Ad-Hoc или IBSS – Independent Basic Service Set).
• Основная зона обслуживания Basic Service Set (BSS) или Infrastructure Mode.
• Расширенная зона обслуживания ESS – Extended Service Set.

Режим Ad-Hoc (Independent Basic Service Set (IBSS) или Peer-to-Peer).

Режим Ad-Hoc представляет собой простейшую структуру локальной сети, когда абонентские станции (ноутбуки или компьютеры) взаимодействуют непосредственно друг с другом. Такая структура удобна для срочного развертывания сетей. Для ее создания необходим минимум оборудования – каждая абонентская станция должна иметь в своем составе адаптер WLAN.

Рис. 1. Режим IBSS

Режим BSS (Basic Service Set)

В режиме BSS узлы сети взаимодействуют друг с другом не напрямую, а через точку доступа (Access Point, AP).

В режиме BSS все узлы взаимодействуют между собой через одну AP, которая может играть роль моста для подключения к внешней кабельной сети.

Рис. 2. Топология BSS

 

 

Режим ESS (Extended Service Set)

Режим ESS позволяет объединить несколько точек доступа, т. е. объединяет несколько сетей BSS. В данном случае точки доступа могут взаимодействовать и друг с другом. Расширенный режим удобно применять тогда, когда необходимо объединить в одну сеть несколько пользователей или подключить несколько проводных или беспроводных сетей.

 

Рис. 3. Режим ESS

Как выбрать режим работы WiFi?

Одним из основных вопросов при организации WLAN-сетей является размер покрытия. На этот параметр оказывает влияние сразу несколько факторов:

1) Используемая частота (чем она больше, тем меньше дальность действия радиоволн).
2) Наличие преград между узлами сети (различные материалы по-разному поглощают и отражают сигналы).
3) Режим функционирования – Infrastructure Mode или Ad Hoc.

4) Мощность передающего оборудования и чувствительность принимающего оборудования.

Дальность действия WiFi

При идеальных условиях распространения радиоволн зона покрытия  одной точки доступа будет иметь следующие значения:
— сеть стандарта IEEE 802. 11a — 50 м,
— сети 802.11b, g, n — порядка 100 м.

Увеличивая количество точек доступа в режиме ESS, можно расширять зоны покрытия сети на всю необходимую область охвата.

О преимуществах совместной работы сетей мобильной связи с сетями WiFi и о других инновационных технологиях читайте в новой книге «Мобильная связь на пути к 6G».

 

Читайте также:

Безопасность в WiFi

Общие сведения о WiFi

Стандарты WiFi

Что такое 5G?

Тренды и перспективы развития технологий мобильной и беспроводной связи на ежегодном международном Съезде TELECOMTREND. Присоединяйтесь!

Книга «Мобильная связь на пути к 6G»

Гидравлические режимы водопроводной сети

Поверочный расчет — моделирование гидравлического режима работы водопроводной сети.

Цель поверочного расчета

Определение потокораспределения, скорости и потерь напора на участках, давления во всех узловых точках сети, качества обеспечения потребителей требуемым расходом с необходимым напором. Расчет производится при известных диаметрах труб и отборах воды в узловых точках.

Электронная модель позволяет имитировать поведение реально работающей системы водоснабжения или исследовать и прогнозировать её поведение в условиях, которые нецелесообразно, а может даже и невозможно воспроизвести на практике.

В зависимости от поставленной задачи, гидравлические расчеты можно производить на различные режимы работы системы водоснабжения:

• штатные режимы, при расчетных или фактических расходах;
• аварийные режимы, при расчете и анализе последствий переключения участков, включении или отключении насосного оборудования и гидрантов;
• проектные режимы при, подключении новых потребителей или планировании перекладок на сетях;
• расчеты в режиме «реального времени». Для получения актуальных данных с приборов, вы можете использовать собственные разработки или ZuluOPC.
  

Особенности расчета

• Возможен расчет тупиковых и кольцевых водопроводных сетей, работающих от одного или нескольких источников.  
• В качестве носителя может быть указана вода или любая другая техническая жидкость, к примеру нефть, мазут и т.п. 
• Возможен расчет при фиксированном и нефиксированном потреблении воды.
• Возможен расчет с учетом графика суточной неравномерности и графика работы насосного оборудования.
• Возможен расчет на основании данных телеметрии, получаемых в режиме реального времени с приборов учета, датчиков и контроллеров.
• Возможно задание потребителей расчетным сопротивлением или изливом через отверстие.
• Имеются различные режимы работы насосного оборудования. Насосное оборудование может быть задано: функцией насоса, сохраненной в виде H-Q характеристики, значением развиваемого на насосе давления или значением напора после насоса и преобразователя частоты.
• Моделирование режимов работы различного оборудования. В модели представлено дросселирующее оборудование с постоянным сопротивлением, запорная арматура, заданная степенью открытия, регуляторы давления и расхода, водопроводные колонки и гидранты.

Исходные данные для поверочного расчета

Основным исходным данным является схема водопроводных сетей, она создается в графическом редакторе ZuluGIS. В дальнейшем, всем объектам водопроводной сети заносится необходимый для гидравлического расчета перечень атрибутов.

Любой режим определяется топологией сети, давлением на источниках, параметрами работы насосного оборудования, сопротивлениями и свойствами участков трубопроводов, параметрами установленного на сети регулирующего оборудования и требуемого на потребителях расхода, с минимальным напором (подробнее…).

Результаты поверочного расчета

• Распределение воды по участкам сети.
• Расходы, потери напора и скорости движения воды на участках.
• Давления в каждом узле.
• Расстояние и время прохождение воды до каждого элемента сети.
• Качество обеспечения потребителей требуемыми параметрами.
• Расход и давление на потребителях.

Результаты расчета записываются в базы данных по объектам и могут быть вынесены на карту, использованы для построения тематических карт, графика падения давления или собраны в виде спецификации и сохранены в отчет.

Поверочный расчет позволяет

• Определять зоны влияния источников, работающих на одну сеть.
• Определять зоны с избыточным и недостаточным давлением.
• Осуществлять наладку гидравлического режима водопроводной сети.
• Подбирать параметры регулирующего оборудования.
• Оценивать правильность принятых проектных решений и оценивать их влияние на существующий гидравлический режим.
• После сопоставления результатов расчета с данными телеметрии и манометрического обследования сети, выявлять участки с повышенным гидравлическим сопротивлением, лимитирующие пропускную способность водопроводных сетей и скрытыми утечками.
• Формировать экономически эффективные планы реконструкции сетей.
• Моделировать аварийные ситуации на сети и обосновывать мероприятия по минимизации последствий этих аварий.
• Моделировать последствия крупных отборов воды, связанных с крупными утечками и пожарами.
• Оценивать влияние переключений при передаче части воды от одного источника к другому.

---

Подробности поверочного расчета

• Знакомство с панелью расчетов
• Запуск поверочного расчета
• Настройки расчета
• Пример конструкторского расчета
• Опыт пользователей

См. также: Расчет резерва пропускной способности

6.

2. Введение в сетевые режимы

Каждый из сетевых адаптеров может быть настроен отдельно для работать в одном из следующих режимов:

• Не прилагается. В этом режиме Oracle VM VirtualBox сообщает гостю, что сетевая карта присутствует, но связи нет. Это как бы нет Кабель Ethernet был подключен к карте. Используя этот режим, он можно тянуть виртуальный Ethernet кабеля и нарушить соединение, что может быть полезно для информировать гостевую операционную систему о том, что сетевое подключение отсутствует. доступны и принудительно выполнить реконфигурацию.

• Преобразование сетевых адресов (НАТ) . Если все, что вы хотите, это просматривать веб-страницы, загружать файлы и просматривать электронную почту внутри гостя, то это режима по умолчанию должно быть достаточно для вас, и вы можете пропустить остальная часть этого раздела. Обратите внимание, что существуют определенные ограничения при использовании общего доступа к файлам Windows. Видеть Раздел 6.3.3, «Ограничения NAT».

• Сеть NAT. Сеть NAT тип внутренней сети, допускающий исходящие соединения. См. раздел 6.4, «Служба преобразования сетевых адресов».

• Мостовая сеть. Это для более сложных сетевых потребностей, таких как сеть симуляции и запуск серверов в гостевой системе. Когда включено, Oracle VM VirtualBox подключается к одной из установленных сетевых карт. и обменивается сетевыми пакетами напрямую, минуя ваш сетевой стек операционной системы хоста.

• Внутренняя сеть. Это может использоваться для создания другого типа программной сети которое видно выбранным виртуальным машинам, но не приложения, работающие на хосте или во внешнем мире.

• Сеть только для хоста. Это может использоваться для создания сети, содержащей хост и набор виртуальных машин без необходимости физического сетевой интерфейс. Вместо этого виртуальный сетевой интерфейс, аналогичный петлевому интерфейсу, создается на хосте, обеспечение связи между виртуальными машинами и хостом.

• Общая сеть. Редко используемые режимы, которые используют один и тот же общий сетевой интерфейс, позволяя пользователю выбрать драйвер, который может быть включен с Oracle VM VirtualBox или распространяться в пакете расширения.

  Доступны следующие подрежимы:

  • Туннель UDP: Используется для соединять виртуальные машины, работающие на разных хостах непосредственно, легко и прозрачно поверх существующей сетевая инфраструктура.

  • VDE (виртуальный распределенный Ethernet) networking: Используется для подключения к виртуальному Распределенный коммутатор Ethernet на хосте Linux или FreeBSD. На данный момент этот вариант требует компиляции Oracle VM VirtualBox из исходников, так как пакеты Oracle не включить его.

В следующей таблице представлен обзор наиболее важных сетевые режимы.

Таблица 6.1 Обзор сетевых режимов ВМ→Хост

ВМ ← Хост

ВМ1↔ВМ2

ВМ→Сеть/ЛВС

ВМ ← Сеть/ЛВС

Только хост

+

+

+

–

–

Внутренний

–

–

+

–

–

Мост

+

+

+

+

+

NAT

+

Порт вперед

–

+

Порт вперед

NATсервис

+

Порт вперед

+

+

Порт вперед




В следующих разделах описываются доступные сетевые режимы в Подробнее.

Беспроводные режимы и каналы

Точки доступа WatchGuard поддерживают два различных диапазона беспроводных сетей: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Выбранный вами диапазон и указанная вами страна определяют, какие беспроводные режимы будут доступны.

• Диапазон 2,4 ГГц — поддержка 802.11b, 802.11g и 802.11n
• Диапазон 5 ГГц — поддерживает 802.11a, 802.11n и 802.11ac

Поддерживаются следующие стандарты беспроводной связи:

В большинстве сред необходимо поддерживать устаревшие беспроводные устройства, которые не поддерживают более новые стандарты. По этой причине мы рекомендуем настроить точку доступа WatchGuard для использования режимов смешанного протокола.

Если вы выберете беспроводной режим, который поддерживает более одного стандарта 802.11, это может повлиять на общую производительность. Отчасти это связано с требованиями обратной совместимости, когда подключаются устройства, использующие более медленные режимы. Более медленные устройства часто используют больше доступной пропускной способности, потому что для отправки или получения того же объема данных на эти устройства может потребоваться гораздо больше времени.

Диапазон

Диапазон 5 ГГц менее загружен и обеспечивает более высокую скорость передачи данных, чем 2,4 ГГц, но также имеет меньший диапазон, чем диапазон 2,4 ГГц.

• 2,4 ГГц — от 75 до 100 футов
• 5 ГГц — от 25 до 35 футов (на полной скорости)

Физические препятствия и беспроводные помехи уменьшают эффективную дальность беспроводной связи и скорость передачи данных.

Каналы

Беспроводной канал — это определенное разделение частот в определенном диапазоне беспроводной связи.

Диапазон 2,4 ГГц

В диапазоне 2,4 ГГц с шириной канала 20 МГц существует 14 определенных каналов, расположенных через каждые 5 МГц. Каналы 12 и 13 доступны в странах за пределами Северной Америки. Канал 14 предназначен только для Японии и имеет разнос 12 МГц.

Один беспроводной канал может перекрывать частоту другого беспроводного канала. При проектировании и развертывании беспроводных сетей необходимо учитывать, какие каналы вы используете для своей беспроводной сети. Например, в диапазоне 2,4 ГГц соседние каналы, такие как каналы 3 и 4, имеют частоты, которые близко перекрываются, что может вызывать помехи. В диапазоне 2,4 ГГц чаще всего используются каналы 1, 6 и 11. Они не перекрывают друг друга из-за промежутка между их частотами. Диапазон 2,4 ГГц перегружен, поскольку многие другие устройства, работающие в этом диапазоне (например, беспроводные телефоны, микроволновые печи, мониторы и беспроводные гарнитуры), также используют те же каналы и могут вызвать перегрузку беспроводной сети.

При развертывании точек доступа используйте разные каналы для каждой точки доступа и размещайте их так, чтобы разные каналы использовались в местах, которые не перекрываются.

Диапазон 5 ГГц

В диапазоне 5 ГГц существует множество возможных каналов. Полная ширина канала зарезервирована, и существует очень большой выбор каналов, которые не перекрываются.

О каналах DFS

В некоторых регионах каналы DFS (динамический выбор частоты) работают в диапазоне 5 ГГц. Поскольку каналы DFS используются с радаром, передача от точки доступа прекращается, если на этом канале обнаруживаются сигналы радара.

Использование каналов DFS может быть полезно с 802.11ac и шириной канала 80 МГц из-за наличия дополнительного спектра, но использование этих каналов может привести к тому, что ваши точки доступа будут медленно подключаться к беспроводной сети.

Выбор канала точки доступа

По умолчанию точка доступа WatchGuard настроена на автоматический выбор беспроводного канала. Когда вы включаете точку доступа WatchGuard, она автоматически сканирует сеть и выбирает беспроводной канал с наименьшим количеством помех.

Вы также можете вручную установить предпочитаемый канал.

Для получения дополнительной информации. см. раздел «Настройка параметров радиоточки доступа».

Использование карт беспроводного развертывания для поиска конфликтов каналов

Вы можете использовать функцию Wireless Deployment Maps в контроллере беспроводной сети Gateway в веб-интерфейсе Fireware, чтобы помочь вам найти конфликты беспроводных каналов и оптимизировать вашу беспроводную среду.