シーケンスネットワーク

シーケンスネットワーク

定義

シーケンスインピーダンスネットワークは、電力システムが仮想的な動作条件下でバランスを保つための等価なバランスネットワークとして定義され、システム内に存在するのは単一のシーケンス成分の電圧と電流のみです。対称成分は、電力システムネットワークの様々なノードでの非対称障害の計算において重要な役割を果たします。また、正シーケンスネットワークは、電力システムにおける負荷フロー研究の基礎となります。

すべての電力システムは、正、負、零の3つのシーケンスネットワークで構成されており、それぞれ異なるシーケンス電流を持っています。これらのシーケンス電流は特定の方法で相互作用し、さまざまな不平衡障害のシナリオをモデル化します。障害時のこれらのシーケンス電流と電圧を計算することで、システム内の実際の電流と電圧を正確に決定することができます。

シーケンスネットワークの特性

対称障害の分析では、正シーケンスネットワークが優先されます。これはシーケンスリアクタンスまたはインピーダンスネットワークと同じです。負シーケンスネットワークは正シーケンスネットワークと類似した構造を持ちますが、そのインピーダンス値は正シーケンスネットワークのものとは逆符号となります。零シーケンスネットワークでは、内部部分が障害点から分離されており、電流の流れは障害位置での電圧によってのみ駆動されます。

障害計算用のシーケンスネットワーク

電力システムにおける障害は、そのバランスされた動作を破壊し、不平衡状態に陥らせます。この不平衡状態は、バランスの取れた正シーケンスセット、対称な負シーケンスセット、および単相の零シーケンスセットの組み合わせで表現できます。障害が発生すると、これら3つのシーケンスセットが同時にシステムに注入されることが概念的に同等となります。その後の障害後の電圧と電流は、各コンポーネントセットに対するシステムの反応によって決定されます。

システムの反応を正確に分析するためには、3つのシーケンス成分は不可欠です。各シーケンスネットワークが2つの主要なポイント間にテブナンの等価回路で置き換えることができると仮定します。簡略化により、各シーケンスネットワークは下図に示すように、単一の電圧源と単一のインピーダンスの直列接続に還元できます。シーケンスネットワークは通常、ボックスとして描かれ、一方の端子が障害点を、もう一方の端子が参照バスNのゼロ電位に対応します。

正シーケンスネットワークでは、テブナン電圧は障害点Fでの開放回路電圧VFと等しくなります。この電圧VFは、障害位置Fでの障害前の相aの電圧を表し、Egとも表記されます。一方、負および零シーケンスネットワークのテブナン電圧はゼロです。これは、バランスの取れた電力システム内で、障害点での負および零シーケンス電圧が本質的にゼロであるためです。

電力システムから障害へ電流Iaが流れます。結果として、その対称成分Ia0, Ia1, およびIa2が障害点Fから流れ出ます。障害点での電圧の対称成分は以下の通りです：

ここでZ0, Z1, およびZ2は、障害点までの零、正、負シーケンスネットワークの総合計インピーダンスです。