Η υπολογισμός του ρεύματος σφάλματος (ρεύματος συνένωσης) στη δευτερεύουσα πλευρά ενός μετατροπέα που εφοδιάζει μια γραμμή μεταφοράς είναι ένα πολύπλοκο διαδικαστικό που περιλαμβάνει πολλούς παραμέτρους του συστήματος ενέργειας. Κάτω από αυτό, βρίσκονται οι βήματα και οι σχετικές τύποι που θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε πώς να εκτελέσετε αυτόν τον υπολογισμό. Θα υποθέσουμε ότι το σύστημα είναι ένα τριφασικό σύστημα CA, και ότι το σφάλμα συμβαίνει στη δευτερεύουσα πλευρά του μετατροπέα.
1. Ορισμός Παραμέτρων Συστήματος
Παράμετροι Μετατροπέα:
Νομική δύναμη του μετατροπέα S rated (μονάδα: MVA)
Αντίσταση του μετατροπέα ZT (συνήθως δίνεται ως ποσοστό, π.χ., ZT =6%)
Τάση της πρωτεύουσας πλευράς του μετατροπέα V1 (μονάδα: kV)
Τάση της δευτερεύουσας πλευράς του μετατροπέα V2 (μονάδα: kV)
Παράμετροι Γραμμής Μεταφοράς:
Αντίσταση της γραμμής μεταφοράς ZL (μονάδα: Ωή ή Ωή ανά χιλιόμετρο)
Μήκος της γραμμής μεταφοράς L (μονάδα: χιλιόμετρα)
Ισοδύναμη Αντίσταση Πηγής:
Η ισοδύναμη αντίσταση της πηγής ZS (μονάδα: Ωή), συνήθως παρέχεται από το προηγούμενο δίκτυο. Εάν η πηγή είναι πολύ ισχυρή (π.χ., από ένα μεγάλο παραγωγικό εγχείρημα ή άπειρη λειτουργία), μπορείτε να υποθέσετε ZS ≈0.
2. Τυποποίηση Όλων των Αντιστάσεων στην Ιδια Βάση
Για να επιταχυνθούν οι υπολογισμοί, είναι συνηθές να τυποποιούνται όλες οι αντίστασεις στην ίδια βάση (συνήθως η πρωτεύουσα ή η δευτερεύουσα πλευρά του μετατροπέα). Εδώ, επιλέγουμε να τυποποιήσουμε όλες τις αντίστασεις στη δευτερεύουσα πλευρά του μετατροπέα.
Βασική Τάση: Επιλέξτε την τάση της δευτερεύουσας πλευράς V2 ως βασική τάση.
Βασική Δύναμη: Επιλέξτε τη νομική δύναμη του μετατροπέα S rated ως βασική δύναμη.
Η βασική αντίσταση υπολογίζεται ως εξής:
όπου V2 είναι η τάση της δευτερεύουσας πλευράς (kV), και S rated είναι η νομική δύναμη του μετατροπέα (MVA).
3. Υπολογισμός Αντίστασης Μετατροπέα
Η αντίσταση του μετατροπέα ZT συνήθως δίνεται ως ποσοστό και χρειάζεται να μετατραπεί σε πραγματική αξία αντίστασης. Ο τύπος μετατροπής είναι:
4. Υπολογισμός Αντίστασης Γραμμής Μεταφοράς
Εάν η αντίσταση της γραμμής μεταφοράς δίνεται σε Ωή ανά χιλιόμετρο, υπολογίστε τη συνολική αντίσταση με βάση το μήκος της γραμμής L:
5. Υπολογισμός Ισοδύναμης Αντίστασης Πηγής
Εάν η ισοδύναμη αντίσταση της πηγής ZS είναι γνωστή, χρησιμοποιήστε την άμεσα. Εάν η πηγή είναι πολύ ισχυρή, μπορείτε να υποθέσετε ZS≈0.
6. Υπολογισμός Συνολικής Αντίστασης
Η συνολική αντίσταση Ztotal είναι η αθροίσματος της αντίστασης του μετατροπέα, της αντίστασης της γραμμής μεταφοράς και της ισοδύναμης αντίστασης της πηγής:
7. Υπολογισμός Ρεύματος Σφάλματος
Το ρεύμα σφάλματος Ifault μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον Νόμο του Ohm:
όπου V2 είναι η τάση της δευτερεύουσας πλευράς (kV), και Ztotal είναι η συνολική αντίσταση (Ωή).
Σημείωση: Το υπολογισμένο I fault είναι το ρεύμα της γραμμής (kA). Εάν χρειάζεστε το φασικό ρεύμα, διαιρέστε με
8. Συνειδητοποίηση Χωρητικότητας Συνένωσης Συστήματος
Σε κάποιες περιπτώσεις, μπορεί να είναι απαραίτητο να συνειδητοποιηθεί η χωρητικότητα συνένωσης του συστήματος SC, η οποία μπορεί να υπολογιστεί ως:
όπου SC είναι σε MVA.
9. Συνειδητοποίηση Παράλληλων Γραμμών Μεταφοράς
Εάν υπάρχουν πολλές παράλληλες γραμμές μεταφοράς, η αντίσταση κάθε γραμμής ZL πρέπει να συνδυαστεί παράλληλα. Για n παράλληλες γραμμές, η συνολική αντίσταση της γραμμής μεταφοράς είναι:
10. Συνειδητοποίηση άλλων Παραμέτρων
Επίδραση Φορτίων: Σε πραγματικά συστήματα, τα φορτία μπορούν να επηρεάσουν το ρεύμα σφάλματος, αλλά σε περισσότερες περιπτώσεις, η αντίσταση των φορτίων είναι πολύ μεγαλύτερη από την αντίσταση της πηγής και μπορεί να αγνοηθεί.
Χρόνος Ενέργειας Προστασίας Συστήματος: Η διάρκεια του ρεύματος σφάλματος εξαρτάται από τον χρόνο ενέργειας των συστημάτων προστασίας, τα οποία συνήθως λειτουργούν μέσα σε χιλιοστά έως δευτερόλεπτα για την εξάλειψη του σφάλματος.
Σύνοψη
Για τον υπολογισμό του ρεύματος σφάλματος στη δευτερεύουσα πλευρά ενός μετατροπέα που εφοδιάζει μια γραμμή μεταφοράς, χρειάζεται να ληφθούν υπόψη η αντίσταση του μετατροπέα, η αντίσταση της γραμμής μεταφοράς και η ισοδύναμη αντίσταση της πηγής. Τυποποιώντας όλες τις αντιστάσεις στην ίδια βάση και εφαρμόζοντας τον Νόμο του Ohm, μπορείτε να υπολογίσετε το ρεύμα σφάλματος. Στις πρακτικές εφαρμογές, πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ο χρόνος ενέργειας των συστημάτων προστασίας και η επίδραση των φορτίων.
