חישוב זרם התקלקלות (זרם קצר) בצד השני של טרנספורטר המספק קו תמסורת הוא תהליך מורכב שמתבצע באמצעות מספר פרמטרים של מערכת החשמל. להלן השלבים והנוסחאות הרלוונטיים כדי לעזור לך להבין כיצד לבצע חישוב זה. נניח שהמערכת היא מערכת בת שלוש פאזה, והתקלקלות מתרחשת בצד השני של הטרנספורטר.
1. קביעת פרמטרי המערכת
פרמטרי הטרנספורטר:
קיבולת מוגדרת של הטרנספורטר S מוגדר (יחידות: MVA)
התנגדות הטרנספורטר ZT (בדרך כלל נתונה כ האחוז, למשל, ZT =6%)
מתח צד ראשון של הטרנספורטר V1 (יחידות: kV)
מתח צד שני של הטרנספורטר V2 (יחידות: kV)
פרמטרי קו התמסורת:
התנגדות קו התמסורת ZL (יחידות: אוהמים או אוהמים לקילומטר)
אורך קו התמסורת L (יחידות: קילומטרים)
התנגדות מקור שקולה:
ההתנגדות השקולה של המקור ZS (יחידות: אוהמים), בדרך כלל מסופקת על ידי הרשת האמצעית. אם המקור חזק מאוד (למשל, מתחנה גדולה ליצירת חשמל או משטח אינסופי), ניתן להניח כי ZS ≈0.
2. נורמליזציה של כל ההתנגדויות לערך בסיסי זהה
כדי לפשט את החישובים, נהוג לנורמליזציה את כל ההתנגדויות לערך בסיסי זהה (בדרך כלל צד ראשון או שני של הטרנספורטר). כאן, בוחרים לנורמליזציה את כל ההתנגדויות לצד השני של הטרנספורטר.
מתח בסיס: בחירה במתח צד שני V2 כמתח הבסיס.
קיבולת בסיס: בחירה בקיבולת המוגדרת של הטרנספורטר Srated כקיבולת הבסיס.
ההתנגדות הבסיסית מחושבת כך:
כאשר V2 הוא מתח הקו של צד שני (kV), ו-S rated היא הקיבולת המוגדרת של הטרנספורטר (MVA).
3. חישוב התנגדות הטרנספורטר
התנגדות הטרנספורטר ZT בדרך כלל נתונה כאחוז וצריכה להתאים לערך התנגדות ממשי. הנוסחה להמרה היא:
4. חישוב התנגדות קו התמסורת
אם התנגדות קו התמסורת נתונה באוהמים לקילומטר, יש לחשב את ההתנגדות הכוללת בהתאם לאורך הקו L:
5. חישוב התנגדות מקור שקולה
אם התנגדות המקור השקולה ZS ידועה, יש להשתמש בה ישירות. אם המקור חזק מאוד, ניתן להניח כי ZS≈0.
6. חישוב התנגדות כוללת
ההתנגדות הכוללת Ztotal היא סכום ההתנגדויות של הטרנספורטר, קו התמסורת והתנגדות המקור השקולה:
7. חישוב זרם התקלקלות
זרם התקלקלות Ifault יכול לחושב באמצעות חוק אוהם:
כאשר V2 הוא מתח הקו של צד שני (kV), ו-Ztotal היא ההתנגדות הכוללת (אוהמים).
הערה: ה-Z fault המחשב הוא זרם הקו (kA). אם נדרש זרם הפאזה, יש לחלק ב-
8. שיקול קיבולת קצר מערכתי
במקרים מסוימים, עשוי להיות צורך לשקול את קיבולת הקצר המערכתי SC, שיכולה לחושב כך:
כאשר SC הוא ב-MVA.
9. שיקול קווים מקבילים לתמסורת
אם קיימים מספר קווים מקבילים לתמסורת, יש לשלב את ההתנגדות של כל קו ZL במקביל. עבור n קווים מקבילים, ההתנגדות הכוללת של קו התמסורת היא:
10. שיקול גורמים נוספים
השפעת עומס: במערכות אמיתיות, העומסים יכולים להשפיע על זרם התקלקלות, אך ברוב המקרים, ההתנגדות של העומס הרבה יותר גדולה מההתנגדות המקור ואפשר להתעלם ממנה.
זמן פעולה של הגנה: משך הזמן של זרם התקלקלות תלוי בזמן הפעולה של מכשירי ההגנה, שפעולתם מתבצעת תוך מילישניות עד שניות כדי להסיר את התקלקלות.
סיכום
לחישוב זרם התקלקלות בצד השני של טרנספורטר המספק קו תמסורת, יש לשקול את ההתנגדות של הטרנספורטר, התנגדות קו התמסורת והתנגדות מקור שקולה. בנורמליזציה של כל ההתנגדויות לערך בסיסי זהה ושימוש בחוק אוהם, ניתן לחשב את זרם התקלקלות. ביישומים מעשיים, יש גם לשקול את זמן הפעולה של מכשירי ההגנה והשפעת העומסים.
