Simetrični komponenti

Metoda simetričnih komponenti

U nesimetričnom električnom sustavu naponi strujni tokovi i fazni otpori obično nisu jednaki. Za analizu i rješavanje takvih sustava, metoda simetričnih komponenti, poznata i kao metoda tri komponente, pruža učinkovit pristup. Ova tehnika pojednostavljuje složene probleme povezane s nesimetričnim trofaznim sustavima. Iako se može primijeniti na sustave s bilo kojim brojem faza, najčešće se koristi u trofaznim sustavima.

Postupak uključuje razlaganje nesimetričnog trofaznog sustava na njegove simetrične komponente, a zatim transformaciju rezultata natrag u stvarni krug. Simetrične komponente podijeljene su u tri vrste: pozitivna sekvencijalna komponenta, negativna sekvencijalna komponenta i nultofazna sekvencijalna komponenta.

Razmotrimo nesimetrični vektorski sustav napona, prikazan na slici ispod. Pretpostavimo da su vektori označeni kao Va, Vb i Vc, slijedeći faznu sekvenciju Va, Vb, Vc. Za pozitivnu sekvencijalnu komponentu, fazna sekvencija ostaje ista kao Va, Vb, Vc. Suprotno tome, negativna sekvencijalna komponenta ima faznu sekvenciju Va, Vc, Vb, što je obrnut redoslijed normalne fazne sekvencije.

Pozitivna Fazna Sekvencijalna KomponentaPozitivna fazna sekvencijalna komponenta sastoji se od skupa od tri vektora. Ovi vektori imaju nekoliko ključnih karakteristika: jednaki su po veličini, ravnomjerno raspoređeni 120° jedan od drugog i pokazuju istu faznu sekvenciju kao originalni nesimetrični vektori. To znači da ako je redoslijed faza originalnog nesimetričnog trofaznog sustava, na primjer, Va, Vb, Vc, pozitivne sekvencijalne komponente će također slijediti redoslijed Va1, Vb1, Vc1 na isti način. Slika ispod ilustrira pozitivnu sekvencijalnu komponentu nesimetričnog trofaznog sustava, jasno prikazujući uniformnost u veličini i preciznu kutnu razmaknuću vektora. Ova komponenta igra ključnu ulogu u analizi električnih sustava korištenjem metode simetričnih komponenti, jer predstavlja balansiran, normalan ponašaj unutar inače nesimetričnog sustava.

Negativna Fazna Sekvencijalna Komponenta

Negativna fazna sekvencijalna komponenta sastoji se od skupa od tri vektora. Ovi vektori posjeduju određene karakteristike: imaju identične veličine, su kutno razmaknuti 120° jedan od drugog i pokazuju faznu sekvenciju koja je suprotna originalnim nesimetričnim vektorima. Na primjer, ako je fazna sekvencija originalnog trofaznog sustava Va−Vb−Vc, negativna fazna sekvencija će slijediti redoslijed Va−Vc−Vb.

Ova obrnuta fazna sekvencija ima značajne implikacije za analizu električnih sustava, jer može uzrokovati nesimetrične opterećenja, povećano zagrijavanje elektroopreme i pulsacije momenta u rotirajućoj mašineriji. Slika ispod daje vizualnu reprezentaciju negativne fazne sekvencijalne komponente, ističući jednakost magnituda i suprotno (suprotno normalnom redoslijedu) raspoređivanje vektora. Razumijevanje ponašanja negativne fazne sekvencije je ključno za dijagnosticiranje i smanjenje problema u nesimetričnim trofaznim električnim sustavima.

Nultofazna Sekvencijalna Komponenta

Nultofazna sekvencijalna komponenta karakterizira se skupom od tri vektora. Ovi vektori dijele istu veličinu i, posebno, pokazuju nultu faznu pomaknuću jedan prema drugom. Drugim riječima, sva tri vektora u nultofaznoj sekvenciji su savršeno fazno poravnana, na suprotno od pozitivnih i negativnih sekvencijalnih komponenata gdje su vektori razmaknuti 120°. Ova osobina nultofazne sekvencijalne komponente ima važne implikacije za analizu sustava snage, posebno u scenarijima vezanim za otkrivanje grešaka i zaštitu, jer može ukazivati na anormalne stanja poput jednofaznih zemljanih grešaka.

Slika ispod daje jasan vizualni prikaz nultofazne sekvencijalne komponente, ilustrirajući kako se ovi vektori, jednaki po veličini, podudaraju jedan s drugim zbog nedostatka kutne razmaknuću. Razumijevanje ponašanja i karakteristika nultofazne sekvencijalne komponente je ključno za temeljitnu analizu nesimetričnih trofaznih sustava korištenjem metode simetričnih komponenti.