Mreža nizova

Mreža nizova

Definicija

Mreža impedancijskih nizova definira se kao ekvivalentna ravnotežna mreža za ravnotežni sustav snage pod hipotetskim radnim uvjetima, gdje u sustavu postoji samo jedan nizovni komponent napon i struja. Simetrične komponente igraju ključnu ulogu u izračunu neravnotežnih kvarova na različitim čvorovima mreže električne snage. Također, pozitivna mreža nizova je temeljna za analize toka opterećenja u električnim sustavima.

Svaki električni sustav sastoji se od tri mreže nizova: pozitivnog, negativnog i nultog niza, svaki od njih nosi određene nizove struja. Ovi nizovi struja međusobno interagiraju na specifične načine kako bi modelirali različite scenarije neravnotežnih kvara. Izračunavanjem ovih nizova struja i napona tijekom kvara mogu se precizno odrediti stvarne struje i naponi u sustavu.

Karakteristike mreža nizova

Pri analizi simetričnih kvara, pozitivna mreža nizova ima prednost. Ona je identična mreži reaktancijskih ili impedancijskih nizova. Negativna mreža nizova dijeli sličnu strukturu s pozitivnom mrežom nizova; međutim, njeni vrijednosti impedancije imaju suprotne predznake u usporedbi s pozitivnom mrežom nizova. U nul-mreži nizova, unutarnji dio je izoliran od točke kvara, a protok struje potpuno je pokrenut naponom na mjestu kvara.

Mreža nizova za izračun kvara

Kvar u električnom sustavu ruši njegov ravnotežni rad, dovodeći ga u stanje neravnoteže. Ovo stanje neravnoteže može se prikazati kombinacijom ravnotežnog skupa pozitivnih nizova, simetričnog skupa negativnih nizova i jednofaznog skupa nultih nizova. Kada se dogodi kvar, konceptualno je isto što i ubacivanje ova tri skupa nizova u sustav istodobno. Post-kvarne napone i struje zatim se određuju reakcijom sustava na svaki od ovih skupova komponenata.

Za točnu analizu reakcije sustava, tri nizove komponente su neophodne. Pretpostavljamo da se svaka mreža nizova može zamijeniti Theveninovim ekvivalentnim krugom između dva ključna točka. Kroz pojednostavljenje, svaka mreža nizova može se svesti na jedan izvor napona u seriji s jednom impedancijom, kao što je prikazano na slici ispod. Mreža nizova obično se prikazuje kao kutija, gdje jedan terminal predstavlja točku kvara, a drugi odgovara nultom potencijalu referentnog autobusa N.

U pozitivnoj mreži nizova, Theveninov napon je ekvivalent otvorenome kružnom naponu VF na točki F. Taj napon VF predstavlja pre-kvarni napon faze a na mjestu kvara F, i označava se također kao Eg. Naprotiv, Theveninovi naponi u negativnoj i nultoj mreži nizova su nuli. To je zato što su, unutar ravnotežnog električnog sustava, negativni i nulti nizovi napona na mjestu kvara intrinsko nule.

Struja Ia teče iz električnog sustava u kvar. Stoga, njeni simetrični komponenti Ia0, Ia1 i Ia2 teku od točke kvara F. Simetrični komponenti napona na točki kvara mogu se izraziti sljedeće:

Gdje su Z0, Z1 i Z2 ukupni ekvivalentni impedanci nultog, pozitivnog i negativnog niza do točke kvara.