Paano ko kalkulahin ang fault current sa secondary side ng isang transformer na nagpapadala ng isang transmission line na may tiyak na impedance?

Ang pagkalkula ng fault current (short-circuit current) sa secondary side ng isang transformer na nagbibigay ng supply sa transmission line ay isang komplikadong proseso na kasama ang maraming mga parameter ng power system. Narito ang mga hakbang at kaukulang formula upang matulungan kang maintindihan kung paano gawin ang kalkulasyon na ito. Aasumihin natin na ang sistema ay isang three-phase AC system, at ang fault ay nangyayari sa secondary side ng transformer.

1. Tukuyin ang Mga Parameter ng Sistema

Mga Parameter ng Transformer:

• Rated capacity ng transformer na S rated (unit: MVA)

• Transformer impedance ZT (karaniwang ibinibigay bilang porsiyento, halimbawa, ZT =6%)

• Primary-side voltage ng transformer V1 (unit: kV)

• Secondary-side voltage ng transformer V2 (unit: kV)

Mga Parameter ng Transmission Line:

• Impedance ng transmission line ZL (unit: ohms o ohms per kilometer)

• Length ng transmission line L (unit: kilometers)

Equivalent Source Impedance:

Ang equivalent impedance ng source ZS (unit: ohms), karaniwang ibinibigay ng upstream grid. Kung ang source ay napakalakas (halimbawa, mula sa malaking power plant o infinite bus), maaaring i-assume na ZS ≈0.

2. Normalisahin ang Lahat ng Impedances sa Parehong Base

Upang simplipikahin ang mga kalkulasyon, karaniwan na normalisahin ang lahat ng impedances sa parehong base value (karaniwang primary o secondary side ng transformer). Dito, pinili nating normalisahin ang lahat ng impedances sa secondary side ng transformer.

• Base Voltage: Piliin ang secondary-side voltage V2 bilang base voltage.

• Base Capacity: Piliin ang rated capacity ng transformer na Srated bilang base capacity.

Ang base impedance ay nakalkula bilang:

kung saan ang V2 ay ang secondary-side line voltage (kV), at ang S rated ay ang rated capacity ng transformer (MVA).

3. Kalkulahin ang Transformer Impedance

Ang transformer impedance ZT karaniwang ibinibigay bilang porsiyento at kailangan ng conversion sa aktwal na impedance value. Ang conversion formula ay:

4. Kalkulahin ang Transmission Line Impedance

Kung ang transmission line impedance ay ibinibigay sa ohms per kilometer, kalkulahin ang kabuuang impedance batay sa line length L:

5. Kalkulahin ang Equivalent Source Impedance

Kung ang equivalent source impedance ZS ay alam, gamitin ito diretso. Kung ang source ay napakalakas, maaaring i-assume na ZS≈0.

6. Kalkulahin ang Kabuuang Impedance

Ang kabuuang impedance Ztotal ay ang sum ng transformer impedance, transmission line impedance, at equivalent source impedance:

7. Kalkulahin ang Fault Current

Ang fault current Ifault maaaring ikalkula gamit ang Ohm's Law:

kung saan ang V2 ay ang secondary-side line voltage (kV), at ang Ztotal ay ang kabuuang impedance (ohms).

Note: Ang nakalkulang I fault ay ang line current (kA). Kung kailangan mo ang phase current, hatiin sa

8. Isaalang-alang ang System Short-Circuit Capacity

Sa ilang kaso, maaaring kinakailangan na isaalang-alang ang short-circuit capacity SC ng sistema, na maaaring ikalkula bilang:

kung saan ang SC ay sa MVA.

9. Isaalang-alang ang Parallel Transmission Lines

Kung mayroong maraming parallel transmission lines, kailangan ng combination ng impedance ng bawat line ZL sa parallel. Para sa n parallel lines, ang kabuuang transmission line impedance ay:

10. Isaalang-alang ang Iba pang mga Factor

Load Impact: Sa tunay na mga sistema, ang mga load maaaring makaapekto sa short-circuit current, ngunit sa karamihan ng mga kaso, ang load impedance ay mas malaki kaysa sa source impedance at maaaring ito'y i-neglect.

Relay Protection Action Time: Ang duration ng short-circuit current ay depende sa action time ng relay protection devices, na karaniwang gumagana sa loob ng milliseconds hanggang sa seconds upang ma-clear ang fault.

Buod

Upang kalkulahin ang fault current sa secondary side ng isang transformer na nagbibigay ng supply sa transmission line, kailangan mong isaalang-alang ang transformer impedance, transmission line impedance, at equivalent source impedance. Sa pamamagitan ng pag-normalize ng lahat ng impedances sa parehong base value at pag-apply ng Ohm's Law, maaaring ikalkula ang fault current. Sa praktikal na aplikasyon, dapat din isaalang-alang ang action time ng relay protection devices at ang impact ng mga load.