Beregning af fejlstrøm (kortslutningsstrøm) på sekundærsiden af en transformer, der forsyner en transmissionsledning, er en kompleks proces, der involverer flere parametre i strømsystemet. Nedenfor findes trin og relevante formler, der kan hjælpe dig med at forstå, hvordan denne beregning udføres. Vi antager, at systemet er et trefasede AC-system, og at fejlen forekommer på sekundærsiden af transformeren.
1. Bestem Systemparametre
Transformerparametre:
Nominel effekt af transformeren Sn nominel (enhed: MVA)
Transformers impedans ZT (normalt givet som en procentdel, f.eks. ZT = 6%)
Primærside spænding af transformeren V1 (enhed: kV)
Sekundærside spænding af transformeren V2 (enhed: kV)
Transmissionsledningsparametre:
Impedans af transmissionsledningen ZL (enhed: ohm eller ohm pr. kilometer)
Længde af transmissionsledningen L (enhed: kilometer)
Ækvivalent kildeimpedans:
Den ækvivalente impedans af kilden ZS (enhed: ohm), typisk givet af det opstrømske net. Hvis kilden er meget stærk (f.eks. fra en stor kraftværk eller en uendelig bus), kan du antage, at ZS ≈ 0.
2. Normaliser alle impedancer til samme basis
For at forenkle beregninger er det almindeligt at normalisere alle impedancer til samme basisværdi (normalt primær- eller sekundærsiden af transformeren). Her vælger vi at normalisere alle impedancer til sekundærsiden af transformeren.
Basis spænding: Vælg sekundærsiden spænding V2 som basis spænding.
Basis effekt: Vælg den nominelle effekt af transformeren Sn nominel som basis effekt.
Basis impedansen beregnes som:
hvor V2 er sekundærsiden linjespænding (kV), og Sn nominel er den nominelle effekt af transformeren (MVA).
3. Beregn Transformer Impedans
Transformers impedans ZT er normalt givet som en procentdel og skal konverteres til en faktisk impedansværdi. Konverteringsformlen er:
4. Beregn Transmissionslednings Impedans
Hvis transmissionsledningsimpedansen er givet i ohm pr. kilometer, beregn den totale impedans baseret på ledningslængden L:
5. Beregn Ækvivalent Kilde Impedans
Hvis den ækvivalente kildeimpedans ZS er kendt, brug den direkte. Hvis kilden er meget stærk, kan du antage, at ZS ≈ 0.
6. Beregn Total Impedans
Den totale impedans Ztotal er summen af transformers impedans, transmissionslednings impedans, og den ækvivalente kildeimpedans:
7. Beregn Fejlstrøm
Fejlstrømmen Ifejl kan beregnes ved hjælp af Ohms lov:
hvor V2 er sekundærsiden linjespænding (kV), og Ztotal er den totale impedans (ohm).
Bemærk: Den beregnede Ifejl er linje strømmen (kA). Hvis du har brug for fasestrømmen, divider med √3.
8. Overvej Systemets Kortslutningskapacitet
I nogle tilfælde kan det være nødvendigt at overveje systemets kortslutningskapacitet SC, som kan beregnes som:
hvor SC er i MVA.
9. Overvej Parallelle Transmissionsledninger
Hvis der er flere parallelle transmissionsledninger, skal impedansen for hver ledning ZL kombineres i parallel. For n parallelle ledninger er den totale transmissionsledningsimpedans:
10. Overvej Andre Faktorer
Belastningsindflydelse: I reelle systemer kan belastninger påvirke kortslutningsstrømmen, men i de fleste tilfælde er belastningsimpedansen meget større end kildeimpedansen og kan ignoreres.
Relæbeskyttelses handlingstid: Varigheden af kortslutningsstrømmen afhænger af relæbeskyttelses enhedernes handlingstid, som normalt handler inden for millisekunder til sekunder for at rydde fejlen.
Oversigt
For at beregne fejlstrømmen på sekundærsiden af en transformer, der forsyner en transmissionsledning, skal du tage højde for transformers impedans, transmissionslednings impedans, og den ækvivalente kildeimpedans. Ved at normalisere alle impedancer til samme basisværdi og anvende Ohms lov, kan du beregne fejlstrømmen. I praktiske anvendelser bør du også tage højde for relæbeskyttelses enhedernes handlingstid og belastningens indflydelse.
