Jak vypočítat chybový proud na sekundární straně transformátoru, který zásobuje přenosovou linku s určitou impedancí?

Výpočet chybového proudu (proudu při krátkém zapojení) na sekundární straně transformátoru, který zásobuje vedení, je komplexní proces, který zahrnuje několik parametrů elektrického systému. Níže jsou uvedeny kroky a relevantní vzorce, které vám pomohou pochopit, jak provést tento výpočet. Předpokládáme, že se jedná o třífázový AC systém a že porucha nastane na sekundární straně transformátoru.

1. Určení parametrů systému

Parametry transformátoru:

• Nominální výkon transformátoru S rated (jednotka: MVA)

• Impedance transformátoru ZT (obvykle uvedena jako procento, např. ZT =6%)

• Napětí na primární straně transformátoru V1 (jednotka: kV)

• Napětí na sekundární straně transformátoru V2 (jednotka: kV)

Parametry vedení:

• Impedance vedení ZL (jednotka: ohmy nebo ohmy na kilometr)

• Délka vedení L (jednotka: kilometry)

Ekvivalentní impedance zdroje:

Ekvivalentní impedance zdroje ZS (jednotka: ohmy), obvykle poskytnutá odstupňovaným sítí. Pokud je zdroj velmi silný (např. z velké elektrárny nebo nekonečné sběrnice), můžete předpokládat ZS ≈0.

2. Normalizace všech impedancí na stejnou bázi

Pro zjednodušení výpočtů je běžné normalizovat všechny impedancí na stejnou bázovou hodnotu (obvykle na primární nebo sekundární straně transformátoru). Zde zvolíme normalizaci všech impedancí na sekundární stranu transformátoru.

• Bázové napětí: Vyberte napětí na sekundární straně V2 jako bázové napětí.

• Bázový výkon: Zvolte nominální výkon transformátoru S rated jako bázový výkon.

Bázová impedance se vypočítá jako:

kde V2 je napětí na sekundární straně (kV) a S rated je nominální výkon transformátoru (MVA).

3. Výpočet impedance transformátoru

Impedance transformátoru ZT je obvykle uvedena jako procento a musí být převedena na skutečnou hodnotu impedance. Převodový vzorec je:

4. Výpočet impedance vedení

Pokud je impedance vedení uvedena v ohmech na kilometr, vypočítejte celkovou impedance na základě délky vedení L:

5. Výpočet ekvivalentní impedance zdroje

Pokud je známa ekvivalentní impedance zdroje ZS, použijte ji přímo. Pokud je zdroj velmi silný, můžete předpokládat ZS≈0.

6. Výpočet celkové impedance

Celková impedance Ztotal je součtem impedance transformátoru, impedance vedení a ekvivalentní impedance zdroje:

7. Výpočet chybového proudu

Chybový proud Ifault lze vypočítat pomocí Ohmovova zákona:

kde V2 je napětí na sekundární straně (kV) a Ztotal je celková impedance (ohmy).

Poznámka: Vypočtený I fault je linkový proud (kA). Pokud potřebujete fázový proud, vydělte ho

8. Zohlednění kapacity systému při krátkém zapojení

V některých případech může být nutné zohlednit kapacitu systému při krátkém zapojení SC, která se vypočítá jako:

kde SC je v MVA.

9. Zohlednění paralelních vedení

Pokud existuje více paralelních vedení, musí být impedance každého vedení ZL spojena paralelně. Pro n paralelních vedení je celková impedance vedení:

10. Zohlednění dalších faktorů

Vliv zatížení: V reálných systémech mohou zatížení ovlivnit chybový proud, ale v mnoha případech je impedancí zatížení mnohem větší než impedancí zdroje a může být zanedbána.

Čas působení relé ochrany: Doba trvání chybového proudu závisí na čase působení relé ochranných zařízení, která obvykle působí v rozmezí milisekund až sekund k vyřešení poruchy.

Souhrn

Pro výpočet chybového proudu na sekundární straně transformátoru, který zásobuje vedení, je třeba zohlednit impedance transformátoru, impedance vedení a ekvivalentní impedance zdroje. Normalizací všech impedancí na stejnou bázovou hodnotu a aplikací Ohmovova zákona lze vypočítat chybový proud. V praktických aplikacích byste měli také zohlednit čas působení relé ochranných zařízení a vliv zatížení.