ट्रांसफॉर्मर द्वारा आपूर्ति की जाने वाली प्रसारण लाइन के सेकेंडरी साइड पर फ़ॉल्ट धारा (शॉर्ट-सर्किट धारा) की गणना एक जटिल प्रक्रिया है जो पावर सिस्टम के अनेक पैरामीटरों को शामिल करती है। नीचे दिए गए चरण और संबंधित सूत्र आपको यह समझने में मदद करेंगे कि यह गणना कैसे की जाती है। हम यह मानते हुए चलेंगे कि सिस्टम एक त्रिपादीय AC सिस्टम है, और फ़ॉल्ट ट्रांसफॉर्मर के सेकेंडरी साइड पर होता है।
1. सिस्टम पैरामीटरों का निर्धारण करें
ट्रांसफॉर्मर पैरामीटर:
ट्रांसफॉर्मर की निर्धारित क्षमता S rated (इकाई: MVA)
ट्रांसफॉर्मर इम्पीडेंस ZT (आमतौर पर प्रतिशत में दिया जाता है, उदाहरण के लिए, ZT =6%)
ट्रांसफॉर्मर का प्राथमिक-साइड वोल्टेज V1(इकाई: kV)
ट्रांसफॉर्मर का सेकेंडरी-साइड वोल्टेज V2 (इकाई: kV)
प्रसारण लाइन पैरामीटर:
प्रसारण लाइन का इम्पीडेंस ZL (इकाई: ओहम या ओहम प्रति किलोमीटर)
प्रसारण लाइन की लंबाई L (इकाई: किलोमीटर)
समतुल्य स्रोत इम्पीडेंस:
स्रोत का समतुल्य इम्पीडेंस ZS (इकाई: ओहम), आमतौर पर अपस्ट्रीम ग्रिड द्वारा प्रदान किया जाता है। यदि स्रोत बहुत मजबूत है (उदाहरण के लिए, एक बड़े विद्युत संयंत्र या अनंत बस से), तो आप ZS ≈0 मान सकते हैं।
2. सभी इम्पीडेंस को एक ही आधार पर सामान्यीकृत करें
गणना सरल करने के लिए, आमतौर पर सभी इम्पीडेंस को एक ही आधार मान (आमतौर पर ट्रांसफॉर्मर के प्राथमिक या सेकेंडरी साइड) पर सामान्यीकृत किया जाता है। यहाँ, हम सभी इम्पीडेंस को ट्रांसफॉर्मर के सेकेंडरी साइड पर सामान्यीकृत करने का चुनाव करते हैं।
आधार वोल्टेज: सेकेंडरी-साइड वोल्टेज V2 को आधार वोल्टेज के रूप में चुनें।
आधार क्षमता: ट्रांसफॉर्मर की निर्धारित क्षमता S rated को आधार क्षमता के रूप में चुनें।
आधार इम्पीडेंस की गणना इस प्रकार की जाती है:
जहाँ V2 सेकेंडरी-साइड लाइन वोल्टेज (kV) है, और S rated ट्रांसफॉर्मर की निर्धारित क्षमता (MVA) है।
3. ट्रांसफॉर्मर इम्पीडेंस की गणना करें
ट्रांसफॉर्मर इम्पीडेंस ZT आमतौर पर प्रतिशत में दी जाती है और वास्तविक इम्पीडेंस मान में परिवर्तित की जानी चाहिए। परिवर्तन सूत्र इस प्रकार है:
4. प्रसारण लाइन इम्पीडेंस की गणना करें
यदि प्रसारण लाइन इम्पीडेंस को ओहम प्रति किलोमीटर में दिया गया है, तो लाइन की लंबाई L के आधार पर कुल इम्पीडेंस की गणना करें:
5. समतुल्य स्रोत इम्पीडेंस की गणना करें
यदि समतुल्य स्रोत इम्पीडेंस ZS ज्ञात है, तो इसे सीधे उपयोग करें। यदि स्रोत बहुत मजबूत है, तो आप ZS≈0 मान सकते हैं।
6. कुल इम्पीडेंस की गणना करें
कुल इम्पीडेंस Ztotal ट्रांसफॉर्मर इम्पीडेंस, प्रसारण लाइन इम्पीडेंस और समतुल्य स्रोत इम्पीडेंस का योग है:
7. फ़ॉल्ट धारा की गणना करें
फ़ॉल्ट धारा Ifault ओह्म के नियम का उपयोग करके गणना की जा सकती है:
जहाँ V2 सेकेंडरी-साइड लाइन वोल्टेज (kV) है, और Ztotal कुल इम्पीडेंस (ओहम) है।
नोट: गणना की गई I fault लाइन धारा (kA) है। यदि आपको फेज धारा की आवश्यकता है, तो इसे
8. सिस्टम शॉर्ट-सर्किट क्षमता को ध्यान में रखें
कुछ मामलों में, सिस्टम की शॉर्ट-सर्किट क्षमता SC को ध्यान में रखना आवश्यक हो सकता है, जो इस प्रकार गणना की जा सकती है:
जहाँ SC MVA में है।
9. समानांतर प्रसारण लाइनों को ध्यान में रखें
यदि एक से अधिक समानांतर प्रसारण लाइनें हैं, तो प्रत्येक लाइन का इम्पीडेंस ZL को समानांतर में जोड़ा जाना चाहिए। n समानांतर लाइनों के लिए, कुल प्रसारण लाइन इम्पीडेंस इस प्रकार है:
10. अन्य कारकों को ध्यान में रखें
लोड प्रभाव: वास्तविक सिस्टमों में, लोड शॉर्ट-सर्किट धारा पर प्रभाव डाल सकते हैं, लेकिन अधिकांश मामलों में, लोड इम्पीडेंस स्रोत इम्पीडेंस से बहुत बड़ा होता है और इसे नगण्य माना जा सकता है।
रिले सुरक्षा कार्य समय: शॉर्ट-सर्किट धारा की अवधि रिले सुरक्षा उपकरणों के कार्य समय पर निर्भर करती है, जो आमतौर पर मिलीसेकंड से सेकंड के भीतर फ़ॉल्ट को साफ़ करने के लिए कार्य करते हैं।
सारांश
ट्रांसफॉर्मर द्वारा आपूर्ति की जाने वाली प्रसारण लाइन के सेकेंडरी साइड पर फ़ॉल्ट धारा की गणना करने के लिए, आपको ट्रांसफॉर्मर इम्पीडेंस, प्रसारण लाइन इम्पीडेंस और समतुल्य स्रोत इम्पीडेंस को ध्यान में रखना होगा। सभी इम्पीडेंस को एक ही आधार मान पर सामान्यीकृत करके और ओह्म के नियम का उपयोग करके आप फ़ॉल्ट धारा की गणना कर सकते हैं। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, आपको रिले सुरक्षा उपकरणों के कार्य समय और लोडों के प्रभाव को भी ध्यान में रखना चाहिए।
