Hvordan beregner jeg feilstrømmen på sekundær siden av en transformator som forsyner en overføringslinje med en gitt impedans?

Beregning av feilstrøm (kortslutningsstrøm) på sekundær siden av en transformator som forsyner en overføringslinje, er et komplekst prosess som involverer flere parametere i strømsystemet. Under følger trinnene og relevante formler for å hjelpe deg med å forstå hvordan du utfører denne beregningen. Vi antar at systemet er et tre-fase AC-system, og at feilen oppstår på transformatorens sekundære side.

1. Bestem Systemparametre

Transformatorparametre:

• Nominell effekt til transformator S nominell (enhet: MVA)

• Transformatorimpedans ZT (vanligvis gitt som en prosent, for eksempel ZT =6%)

• Spenning på primær siden av transformator V1 (enhet: kV)

• Spenning på sekundær siden av transformator V2 (enhet: kV)

Overføringslinjeparametre:

• Impedans til overføringslinjen ZL (enhet: ohm eller ohm per kilometer)

• Lengde av overføringslinjen L (enhet: kilometer)

Ekvivalent kildeimpedans:

Den ekvivalente impedansen til kilde ZS (enhet: ohm), vanligvis gitt av det oppstrøms nettet. Hvis kilde er veldig sterk (for eksempel fra et stort kraftverk eller uendelig bus), kan du anta ZS ≈0.

2. Normaliser alle impedanser til samme base

For å forenkle beregninger, er det vanlig å normalisere alle impedanser til samme baseverdi (vanligvis primær- eller sekundær siden av transformator). Her velger vi å normalisere alle impedanser til sekundær siden av transformator.

• Base spenning: Velg sekundær siden spenning V2 som base spenning.

• Base effekt: Velg nominell effekt til transformator S nominell som base effekt.

Base impedansen beregnes som:

der V2 er sekundær siden linjespenning (kV), og S nominell er nominell effekt til transformator (MVA).

3. Beregn Transformatorimpedans

Transformatorimpedansen ZT er vanligvis gitt som en prosent og må konverteres til en faktisk impedansverdi. Konverteringsformelen er:

4. Beregn Overføringslinjeimpedans

Hvis overføringslinjeimpedansen er gitt i ohm per kilometer, beregn total impedans basert på linjelengden L:

5. Beregn Ekvivalent kildeimpedans

Hvis den ekvivalente kildeimpedansen ZS er kjent, bruk den direkte. Hvis kilde er veldig sterk, kan du anta ZS≈0.

6. Beregn Total impedans

Total impedans Ztotal er summen av transformatorimpedans, overføringslinjeimpedans og ekvivalent kildeimpedans:

7. Beregn Feilstrøm

Feilstrømmen Ifeil kan beregnes ved hjelp av Ohms lov:

der V2 er sekundær siden linjespenning (kV), og Ztotal er total impedans (ohm).

Merk: Den beregnede Ifeil er linjestrom (kA). Hvis du trenger fasestrom, del på

8. Ta hensyn til Systemets kortslutningskapasitet

I noen tilfeller kan det være nødvendig å ta hensyn til systemets kortslutningskapasitet SC, som kan beregnes som:

der SC er i MVA.

9. Ta hensyn til Parallelle overføringslinjer

Hvis det er flere parallelle overføringslinjer, må impedansen til hver linje ZL kombineres parallelt. For n parallelle linjer, er den totale overføringslinjeimpedansen:

10. Ta hensyn til andre faktorer

Lasteffekt: I reelle systemer kan laster påvirke kortslutningsstrømmen, men i de fleste tilfeller er lastimpedansen mye større enn kildeimpedansen og kan ignoreres.

Relæbeskyttelsesaksjonstid: Varigheten av kortslutningsstrømmen avhenger av aksjonstiden for relæbeskyttelsesenheter, som typisk opererer innen millisekunder til sekunder for å rydde feilen.

Sammenfatning

For å beregne feilstrømmen på sekundær siden av en transformator som forsyner en overføringslinje, må du ta hensyn til transformatorimpedans, overføringslinjeimpedans og ekvivalent kildeimpedans. Ved å normalisere alle impedanser til samme baseverdi og bruke Ohms lov, kan du beregne feilstrømmen. I praksis bør du også ta hensyn til aksjonstiden for relæbeskyttelsesenheter og lasters innvirkning.