Het berekenen van de foutstroom (kortsluitingsstroom) aan de secundaire zijde van een transformator die een overlijn bevoorraadt, is een complex proces dat meerdere parameters van het elektriciteitsnetwerk omvat. Hieronder staan de stappen en relevante formules om u te helpen dit berekeningproces te begrijpen. We zullen aannemen dat het systeem een driefase AC-systeem is, en dat de storing optreedt aan de secundaire zijde van de transformator.
1. Bepaal de Systeemparameters
Transformatorparameters:
Nominale capaciteit van de transformator Srated (eenheid: MVA)
Transformatorimpedantie ZT (meestal gegeven als een percentage, bijv. ZT = 6%)
Spanning aan de primaire zijde van de transformator V1 (eenheid: kV)
Spanning aan de secundaire zijde van de transformator V2 (eenheid: kV)
Overlijnparameters:
Impedantie van de overlijn ZL (eenheid: ohm of ohm per kilometer)
Lengte van de overlijn L (eenheid: kilometers)
Equivalent Bronimpedantie:
De equivalente impedantie van de bron ZS (eenheid: ohm), meestal verstrekt door het upstream-netwerk. Als de bron zeer sterk is (bijv. afkomstig van een grote energiecentrale of oneindige bus), kunt u aannemen dat ZS ≈ 0.
2. Normaliseer Alle Impedanties naar Dezelfde Basis
Om berekeningen te vereenvoudigen, is het gebruikelijk alle impedanties te normaliseren naar dezelfde basiswaarde (meestal de primaire of secundaire zijde van de transformator). Hier kiezen we ervoor alle impedanties te normaliseren naar de secundaire zijde van de transformator.
Basisspanning: Selecteer de spanning aan de secundaire zijde V2 als de basisspanning.
Basiscapaciteit: Kies de nominale capaciteit van de transformator Srated als de basiscapaciteit.
De basisimpedantie wordt berekend als:
waarbij V2 de lijnspanning aan de secundaire zijde (kV) is, en Srated de nominale capaciteit van de transformator (MVA) is.
3. Bereken de Transformatorimpedantie
De transformatorimpedantie ZT wordt meestal gegeven als een percentage en moet worden omgezet in een werkelijke impedantiewaarde. De conversieformule is:
4. Bereken de Overlijnimpedantie
Als de impedantie van de overlijn in ohm per kilometer wordt gegeven, bereken dan de totale impedantie op basis van de lengte L:
5. Bereken de Equivalent Bronimpedantie
Als de equivalente bronimpedantie ZS bekend is, gebruik deze dan direct. Als de bron zeer sterk is, kunt u aannemen dat ZS ≈ 0.
6. Bereken de Totale Impedantie
De totale impedantie Ztotal is de som van de transformatorimpedantie, de overlijnimpedantie en de equivalente bronimpedantie:
7. Bereken de Foutstroom
De foutstroom Ifault kan worden berekend met behulp van Ohms wet:
waarbij V2 de lijnspanning aan de secundaire zijde (kV) is, en Ztotal de totale impedantie (ohm) is.
Opmerking: De berekende Ifault is de lijnstroom (kA). Als u de fasestroom nodig hebt, deel dan door
8. Reken rekening houden met de Systeemkortsluitcapaciteit
In sommige gevallen kan het nodig zijn rekening te houden met de kortsluitcapaciteit SC van het systeem, die kan worden berekend als:
waarbij SC in MVA is.
9. Rekening houden met Parallelle Overlijnen
Als er meerdere parallelle overlijnen zijn, moeten de impedanties van elk van de lijnen ZL in parallel worden gecombineerd. Voor n parallelle lijnen is de totale overlijnimpedantie:
10. Rekening houden met Andere Factoren
Belastingsimpact: In echte systemen kunnen belastingen de kortsluitstroom beïnvloeden, maar in de meeste gevallen is de belastingsimpedantie veel groter dan de bronimpedantie en kan deze worden genegeerd.
Reactietijd van Relaisbescherming: De duur van de kortsluitstroom hangt af van de reactietijd van relaisbeschermingsapparatuur, die meestal binnen milliseconden tot seconden werkt om de storing te verhelpen.
Samenvatting
Om de foutstroom aan de secundaire zijde van een transformator die een overlijn bevoorraadt te berekenen, moet u rekening houden met de transformatorimpedantie, de overlijnimpedantie en de equivalente bronimpedantie. Door alle impedanties te normaliseren naar dezelfde basiswaarde en Ohms wet toe te passen, kunt u de foutstroom berekenen. In praktische toepassingen moet u ook rekening houden met de reactietijd van relaisbeschermingsapparatuur en de impact van belastingen.
