Paano ko kalkulahin ang fault current sa secondary side ng isang transformer na nagbibigay ng supply sa isang transmission line na may tiyak na impedance?

Ang pagkalkula ng fault current (short-circuit current) sa secondary side ng isang transformer na nagbibigay ng supply sa transmission line ay isang komplikadong proseso na kumakatawan sa maraming parameter ng power system. Narito ang mga hakbang at relevant na formula upang matulungan kang maintindihan kung paano gawin ang kalkulasyon na ito. Aasumusin natin na ang sistema ay isang three-phase AC system, at ang fault ay nangyayari sa secondary side ng transformer.

1. Tukuyin ang Mga Parameter ng Sistema

Mga Parameter ng Transformer:

• Rated capacity ng transformer rated S rated (unit: MVA)

• Transformer impedance ZT (karaniwang ibinibigay bilang porsiyento, halimbawa, ZT =6%)

• Primary-side voltage ng transformer V1 (unit: kV)

• Secondary-side voltage ng transformer V2 (unit: kV)

Mga Parameter ng Transmission Line:

• Impedance ng transmission line ZL (unit: ohms o ohms per kilometer)

• Length ng transmission line L (unit: kilometers)

Equivalent Source Impedance:

Ang equivalent impedance ng source ZS (unit: ohms), karaniwang ibinibigay ng upstream grid. Kung ang source ay napakalakas (halimbawa, mula sa malaking power plant o infinite bus), maaari mong i-assume na ZS ≈0.

2. I-normalize Ang Lahat ng Impedances sa Parehong Base

Upang simplipikahin ang mga kalkulasyon, karaniwang i-normalize ang lahat ng impedances sa parehong base value (karaniwang primary o secondary side ng transformer). Dito, pinili nating i-normalize ang lahat ng impedances sa secondary side ng transformer.

• Base Voltage: Pumili ng secondary-side voltage V2 bilang base voltage.

• Base Capacity: Pumili ng rated capacity ng transformer rated Srated bilang base capacity.

Ang base impedance ay nakalkula bilang:

kung saan ang V2 ay ang secondary-side line voltage (kV), at S rated ay ang rated capacity ng transformer (MVA).

3. Kalkulahin ang Transformer Impedance

Ang transformer impedance ZT ay karaniwang ibinibigay bilang porsiyento at kailangan i-convert sa aktwal na impedance value. Ang conversion formula ay:

4. Kalkulahin ang Transmission Line Impedance

Kung ang transmission line impedance ay ibinibigay sa ohms per kilometer, kalkulahin ang total impedance batay sa line length L:

5. Kalkulahin ang Equivalent Source Impedance

Kung alam ang equivalent source impedance ZS, gamitin ito diretso. Kung ang source ay napakalakas, maaari mong i-assume na ZS≈0.

6. Kalkulahin ang Total Impedance

Ang total impedance Ztotal ay ang sum ng transformer impedance, transmission line impedance, at equivalent source impedance:

7. Kalkulahin ang Fault Current

Ang fault current Ifault ay maaaring ikalkula gamit ang Ohm's Law:

kung saan ang V2 ay ang secondary-side line voltage (kV), at Ztotal ay ang total impedance (ohms).

Note: Ang nai-kalkulang I fault ay ang line current (kA). Kung kailangan mo ang phase current, hatiin mo sa

8. Isaalang-alang ang System Short-Circuit Capacity

Sa ilang kaso, maaaring kinakailangan na isaalang-alang ang short-circuit capacity ng sistema SC, na maaaring ikalkula bilang:

kung saan ang SC ay sa MVA.

9. Isaalang-alang ang Parallel Transmission Lines

Kung mayroong maraming parallel transmission lines, kailangan mong kombinahin ang impedance ng bawat line ZL sa parallel. Para sa n parallel lines, ang total transmission line impedance ay:

10. Isaalang-alang ang Iba pang Factors

Load Impact: Sa tunay na mga sistema, maaaring makaapekto ang loads sa short-circuit current, ngunit sa karamihan ng mga kaso, mas malaki ang load impedance kaysa sa source impedance at maaaring i-neglect.

Relay Protection Action Time: Ang duration ng short-circuit current ay depende sa action time ng relay protection devices, na karaniwang gumagana sa loob ng milliseconds hanggang seconds upang ma-clear ang fault.

Summary

Upang kalkulahin ang fault current sa secondary side ng isang transformer na nagbibigay ng supply sa transmission line, kailangan mong isaalang-alang ang transformer impedance, transmission line impedance, at equivalent source impedance. Sa pamamagitan ng pag-normalize ng lahat ng impedances sa parehong base value at pag-apply ng Ohm's Law, maaari kang makalkula ng fault current. Sa praktikal na aplikasyon, dapat din mong isaalang-alang ang action time ng relay protection devices at ang impact ng loads.