حساب الأعطال الكهربائية

تعريف حساب الأعطال الكهربائية

يشمل حساب الأعطال الكهربائية تحديد أكبر وأصغر تيارات وأجهزة كهربائية في نقاط مختلفة من نظام الطاقة لتصميم أنظمة الحماية.

الحجب التتابعي الموجب

يعتبر الحجب التتابعي الموجب هو المقاومة التي يواجهها التيار التتابعي الموجب، وهو ضروري لحساب الأعطال ثلاثية الطور.

الحجب التتابعي السالب

يعتبر الحجب التتابعي السالب هو المقاومة التي يواجهها التيار التتابعي السالب، وهو مهم لفهم حالات الأعطال غير المتوازنة.

الحجب التتابعي الصفري

يُعرف الحجب الذي يقدمه النظام للتيار التتابعي الصفري بأنه الحجب التتابعي الصفري.في حساب الأعطال السابقة، Z1 و Z2 و Z0 هم الحجب التتابعي الموجب والسالب والصفر على التوالي. يتغير الحجب التتابعي بناءً على نوع مكونات نظام الطاقة المعنية:

• في المكونات الثابتة والمتعادلة لنظام الطاقة مثل المحولات والخطوط، فإن الحجب التتابعي الذي يقدمه النظام هو نفسه للتيارات التتابعة الموجبة والسالبة. بمعنى آخر، يكون الحجب التتابعي الموجب والسالب هو نفسه للمحولات وخطوط الطاقة. ولكن في حالة الآلات الدوارة، يكون الحجب التتابعي الموجب والسالب مختلفًا.

• يعتبر تعيين قيم الحجب التتابعي الصفري أمرًا أكثر تعقيدًا. هذا لأن التيار التتابعي الصفري في أي نقطة من نظام الطاقة الكهربائي، كونه في طور واحد، لا يجمع إلى الصفر ولكنه يجب أن يعود عبر المحايد أو الأرض. في المحولات والأجهزة الثلاثية الطور، لا تجمع الفيضات الناجمة عن المكونات التتابعة الصفري إلى الصفر في العنق أو النظام المغناطيسي. تتغير المعاوقة بشكل كبير اعتمادًا على الترتيب المادي للدارات المغناطيسية واللفائف.

• يمكن أن تكون المعاوقة التفاعلية للخطوط الناقلة للتيار التتابعي الصفري حوالي 3 إلى 5 أضعاف التيار التتابعي الموجب، حيث تكون القيمة الأخف للخطوط بدون أسلاك أرض. هذا بسبب المسافة بين الذهاب والإياب (أي المحايد والأرض) أكبر بكثير مما هو عليه للتيارات التتابعة الموجبة والسالبة والتي تعود (تتوازن) داخل مجموعات الموصلات الثلاثية الطور.

• تعتبر المعاوقة التفاعلية الصفري للأجهزة مركبة من التسرب والتداخل، ومعامل صغير ناتج عن توازن اللفائف (يعتمد على تفاصيل اللفائف). تعتمد المعاوقة التفاعلية الصفري للمحولات على اتصالات اللفائف وعلى بناء اللب.

تحليل المكونات المتناظرة

يتم حساب الأعطال أعلاه على افتراض نظام متوازن ثلاثي الطور. يتم إجراء الحساب لمقطع واحد فقط حيث أن شروط التيار والجهد هي نفسها في جميع الأطوار الثلاثة.

عند حدوث أعطال فعلية في نظام الطاقة الكهربائي، مثل عطل الطور للأرض، عطل الطور للطور، وعطل الطور المزدوج للأرض، يصبح النظام غير متوازن، مما يعني أن شروط الجهد والتيار في جميع الأطوار لم تعد متناظرة. يتم حل هذه الأعطال بواسطة تحليل المكونات المتناظرة.

عادة يمكن استبدال الرسم البياني المتجهي الثلاثي بمجموعات ثلاث من المتجهات المتوازنة. أحدها له دوران طور سالب، الثاني له دوران طور موجب، والأخير هو متجه متناسق. وهذا يعني أن هذه مجموعات المتجهات توصف بأنها سلسلة سالبة وموجبة وصفري على التوالي.

حيث يتم الإشارة إلى جميع الكميات إلى الطور المرجعي r. وبالمثل، يمكن كتابة مجموعة من المعادلات للتيارات التتابعة أيضًا. من خلال معادلات الجهد والتيار، يمكن تحديد الحجب التتابعي لنظام بسهولة.