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.
