Rete di sequenza

Rete di sequenza

Definizione

La rete di impedenza di sequenza è definita come una rete equivalente bilanciata per un sistema elettrico bilanciato in una condizione operativa ipotetica, dove esiste solo un singolo componente di sequenza di tensione e corrente all'interno del sistema. I componenti simmetrici svolgono un ruolo cruciale nel calcolo dei guasti asimmetrici in vari nodi della rete del sistema elettrico. Inoltre, la rete di sequenza positiva è fondamentale per gli studi di flusso di carico nei sistemi elettrici.

Ogni sistema elettrico comprende tre reti di sequenza: la rete di sequenza positiva, negativa e zero, ciascuna che trasporta correnti di sequenza distinte. Queste correnti di sequenza interagiscono in modi specifici per modellare diversi scenari di guasto non bilanciati. Calcolando queste correnti e tensioni di sequenza durante un guasto, si possono determinare con precisione le correnti e le tensioni effettive nel sistema.

Caratteristiche delle reti di sequenza

Durante l'analisi dei guasti simmetrici, la rete di sequenza positiva ha la priorità. È identica alla rete di reattanza o impedenza di sequenza. La rete di sequenza negativa condivide una struttura simile alla rete di sequenza positiva; tuttavia, i suoi valori di impedenza hanno segni opposti rispetto a quelli della rete di sequenza positiva. Nella rete di sequenza zero, la parte interna è isolata dal punto di guasto, e il flusso di corrente è guidato esclusivamente dalla tensione nel punto di guasto.

Rete di sequenza per il calcolo del guasto

Un guasto nel sistema elettrico interrompe la sua operazione bilanciata, portandolo in uno stato non bilanciato. Questa condizione non bilanciata può essere rappresentata da una combinazione di un insieme bilanciato di sequenza positiva, un insieme simmetrico di sequenza negativa e un insieme monofase di sequenza zero. Quando si verifica un guasto, è concettualmente equivalente all'iniezione di questi tre insiemi di sequenza nel sistema simultaneamente. Le tensioni e le correnti post-guasto sono quindi determinate dalla risposta del sistema a ciascuno di questi insiemi di componenti.

Per analizzare con precisione la risposta del sistema, i tre componenti di sequenza sono indispensabili. Si supponga che ogni rete di sequenza possa essere sostituita da un circuito equivalente di Thevenin tra due punti chiave. Attraverso la semplificazione, ogni rete di sequenza può essere ridotta a una singola sorgente di tensione in serie con una singola impedenza, come illustrato nella figura sottostante. La rete di sequenza è tipicamente rappresentata come una scatola, dove un terminale rappresenta il punto di guasto, e l'altro corrisponde al potenziale zero del bus di riferimento N.

Nella rete di sequenza positiva, la tensione di Thevenin è equivalente alla tensione aperto-circuito VF nel punto F. Questa tensione VF rappresenta la tensione pre-guasto della fase a nel punto di guasto F, e viene anche indicata con Eg. In contrasto, le tensioni di Thevenin nelle reti di sequenza negativa e zero sono zero. Ciò è dovuto al fatto che, in un sistema elettrico bilanciato, le tensioni di sequenza negativa e zero nel punto di guasto sono intrinsecamente zero.

La corrente Ia scorre dal sistema elettrico verso il guasto. Di conseguenza, i suoi componenti simmetrici Ia0, Ia1 e Ia2 scorrono lontano dal punto di guasto F. I componenti simmetrici della tensione nel punto di guasto possono essere espressi come segue:

Dove Z0, Z1 e Z2 sono le impedenze totali equivalenti della rete di sequenza zero, positiva e negativa fino al punto di guasto.