Hur beräknar jag felströmmen på sekundär sidan av en transformator som försörjer en överföringsledning med en viss impedans?

Beräkning av felströmmen (kortslutningsström) på sekundär sidan av en transformator som försörjer en förbindelseled är en komplex process som involverar flera parametrar i kraftsystemet. Nedan följer steg och relevanta formler för att hjälpa dig förstå hur du utför denna beräkning. Vi antar att systemet är ett trefasväxelströmsystem, och felet inträffar på transformatorns sekundära sida.

1. Fastställa Systemparametrar

Transformatorparametrar:

• Nominell effekt hos transformatorn S nominell (enhet: MVA)

• Transformatorimpedans ZT (vanligtvis givet som en procentandel, t.ex. ZT = 6%)

• Primärlinjens spänning V1 (enhet: kV)

• Sekundärlinjens spänning V2 (enhet: kV)

Förbindelseledsparametrar:

• Impedans av förbindelseleden ZL (enhet: ohm eller ohm per kilometer)

• Längd av förbindelseleden L (enhet: kilometer)

Ekvivalent källimpedans:

Den ekvivalenta impedansen av källan ZS (enhet: ohm), vanligtvis tillhandahållen av det uppsländiga nätet. Om källan är mycket stark (t.ex. från en stor kraftverk eller oändlig bus), kan du anta ZS ≈ 0.

2. Normalisera Alla Impedanser till Samma Bas

För att förenkla beräkningar, är det vanligt att normalisera alla impedanser till samma basvärde (vanligtvis primär- eller sekundärsidan av transformatorn). Här väljer vi att normalisera alla impedanser till sekundärsidan av transformatorn.

• Basvoltag: Välj sekundärlinjens spänning V2 som basvoltag.

• Baseffekt: Välj nominell effekt hos transformatorn S nominell som baseffekt.

Basimpedansen beräknas som:

där V2 är sekundärlinjens linjespänning (kV), och S nominell är nominell effekt hos transformatorn (MVA).

3. Beräkna Transformatorimpedans

Transformatorimpedansen ZT ges vanligtvis som en procentandel och behöver konverteras till ett faktiskt impedansvärde. Konverteringsformeln är:

4. Beräkna Förbindelseleds Impedans

Om impedansen för förbindelseleden ges i ohm per kilometer, beräkna den totala impedansen baserat på ledens längd L:

5. Beräkna Ekvivalent Källimpedans

Om den ekvivalenta källimpedansen ZS är känd, använd den direkt. Om källan är mycket stark, kan du anta ZS ≈ 0.

6. Beräkna Total Impedans

Den totala impedansen Ztotal är summan av transformatorimpedansen, förbindelseleds impedans och ekvivalent källimpedans:

7. Beräkna Felström

Felströmmen Ifel kan beräknas med Ohms lag:

där V2 är sekundärlinjens linjespänning (kV), och Ztotal är den totala impedansen (ohm).

Notera: Den beräknade Ifel är linjestrommen (kA). Om du behöver fasströmmen, dividera med

8. Beakta Systemets Kortslutningskapacitet

I vissa fall kan det vara nödvändigt att beakta systemets kortslutningskapacitet SC, vilket kan beräknas som:

där SC är i MVA.

9. Beakta Parallella Förbindelseleder

Om det finns flera parallella förbindelseleder, måste impedansen för varje led ZL kombineras parallellt. För n parallella led, är den totala förbindelseleds impedansen:

10. Beakta Andra Faktorer

Belastningspåverkan: I verkliga system kan belastningar påverka kortslutningsströmmen, men i de flesta fall är belastningsimpedansen mycket större än källimpedansen och kan försummas.

Reläskyddets reaktionstid: Varaktigheten av kortslutningsströmmen beror på reläskyddets reaktionstid, vilka vanligtvis fungerar inom millisekunder till sekunder för att rensa felet.

Sammanfattning

För att beräkna felströmmen på sekundär sidan av en transformator som försörjer en förbindelseled, måste du beakta transformatorimpedansen, förbindelseleds impedans och ekvivalent källimpedans. Genom att normalisera alla impedanser till samma basvärde och tillämpa Ohms lag, kan du beräkna felströmmen. I praktiska tillämpningar bör du också beakta reläskyddets reaktionstid och belastningarnas påverkan.