Hogyan számíthatom ki az áramképet egy transzformátor másodlagos oldalán egy adott impedanciájú átviteli vonallal ellátott esetben?
Egy átmeneti vonalat ellátó transzformátor második oldalán lévő hibajárat (rövidzárléki áram) számítása egy összetett folyamat, amely több paramétert is magában foglal a villamos energiaszerkezetből. Az alábbiakban a szükséges lépések és releváns képletek segítenek megérteni, hogyan végezhető el ez a számítás. Feltételezzük, hogy a rendszer háromfázisú AC rendszer, és a hiba a transzformátor második oldalán történik.
1. Rendszerparaméterek meghatározása
Transzformátor paraméterei:
A transzformátor jelölés szerinti teljesítménye S rated (egység: MVA)
A transzformátor ellenállása ZT (általában százalékban adott, pl. ZT =6%)
A transzformátor elsődleges oldali feszültsége V1 (egység: kV)
A transzformátor második oldali feszültsége V2 (egység: kV)
Átmeneti vonal paraméterei:
Az átmeneti vonal ellenállása ZL (egység: ohm vagy ohm/kilométer)
Az átmeneti vonal hossza L (egység: kilométer)
Egyenértékű forrásellenállás:
A forrás egyenértékű ellenállása ZS (egység: ohm), amelyet általában a felülvonásos hálózat biztosít. Ha a forrás nagyon erős (pl. nagy termelőüzem vagy végtelen busz), feltételezhetjük, hogy ZS ≈0.
2. Minden ellenállás normalizálása ugyanarra az alapértékre
A számítások egyszerűsítése érdekében szokás minden ellenállást ugyanarra az alapértékre normalizálni (általában a transzformátor elsődleges vagy második oldalára). Itt azt választjuk, hogy minden ellenállást a transzformátor második oldalára normalizálunk.
Alapfeszültség: Válassza a második oldali feszültséget V2 alapfeszültségként.
Alapteljesítmény: Válassza a transzformátor jelölés szerinti teljesítményét Srated alapteljesítményként.
Az alapellenállás így számítható:
ahol V2 a második oldali vonalfeszültség (kV), és S rated a transzformátor jelölés szerinti teljesítménye (MVA).
3. Transzformátor ellenállásának számítása
A transzformátor ellenállása ZT általában százalékban adott, és valós ellenállási értékké kell konvertálni. A konverziós képlet:
4. Átmeneti vonal ellenállásának számítása
Ha az átmeneti vonal ellenállása ohm/kilométerben van megadva, számítsa ki a teljes ellenállást a vonal hosszának L alapján:
5. Egyenértékű forrásellenállás számítása
Ha az egyenértékű forrásellenállás ZS ismert, használja ezt közvetlenül. Ha a forrás nagyon erős, feltételezhetjük, hogy ZS≈0.
6. Teljes ellenállás számítása
A teljes ellenállás Ztotal a transzformátor ellenállás, az átmeneti vonal ellenállása és az egyenértékű forrásellenállás összege:
7. Hibajárat számítása
A hibajárat Ifault Ohm törvényével számítható:
ahol V2 a második oldali vonalfeszültség (kV), és Ztotal a teljes ellenállás (ohm).
Megjegyzés: A kiszámított I fault a vonaláram (kA). Ha a fázisáramot kell, osztson
8. A rendszer rövidzárléki kapacitásának figyelembevétele
Néha szükséges lehet a rendszer rövidzárléki kapacitásának SC figyelembevétele, amely így számítható:
ahol SC MVA-ban van.
9. Párhuzamos átmeneti vonalak figyelembevétele
Ha több párhuzamos átmeneti vonal van, akkor a vonalak ellenállása ZL párhuzamosan kell kombinálni. n párhuzamos vonal esetén a teljes átmeneti vonal ellenállása:
10. Egyéb tényezők figyelembevétele
Terhelés hatása: Valós rendszerekben a terhelések befolyásolhatják a rövidzárléki áramot, de a legtöbb esetben a terhelés ellenállása sokkal nagyobb, mint a forrás ellenállása, és elhanyagolható.
Relévédelmi működés ideje: A rövidzárléki áram tartamát a relévédelmi eszközök működési ideje határozza meg, amelyek általában millisekonddal vagy másodperccel tiszta a hibát.
Összefoglalás
Egy átmeneti vonalat ellátó transzformátor második oldalán lévő hibajárat számításához a transzformátor ellenállását, az átmeneti vonal ellenállását és az egyenértékű forrásellenállást kell figyelembe venni. Minden ellenállást ugyanarra az alapértékre normalizálva, és az Ohm törvényét alkalmazva, számítható a hibajárat. Gyakorlati alkalmazásokban figyelembe kell venni a relévédelmi eszközök működési idejét és a terhelések hatását.
