Изчисление на електрически дефекти

Определение за изчисление на електрически дефект

Изчисленията на електрически дефекти включват определянето на максималните и минималните токове и напрежения при различни точки в електроенергийната система, за да се проектират защитни системи.

Положителна последователност на импеданса

Положителната последователност на импеданса е съпротивлението, което среща положителният последователен ток, важно за изчисляването на трифазни дефекти.

Отрицателна последователност на импеданса

Отрицателната последователност на импеданса е съпротивлението, което среща отрицателният последователен ток, важно за разбирането на несбалансираните условия на дефект.

Нулева последователност на импеданса

Импедансът, предлаган от системата за потока на нулевата последователност на тока, се нарича нулева последователност на импеданса. В предходните изчисления на дефект, Z1, Z2 и Z0 са съответно положителна, отрицателна и нулева последователност на импеданса. Последователността на импеданса варира според типа компоненти на електроенергийната система, които се разглеждат:

• В статични и балансираны компоненти на електроенергийната система като трансформатори и линии, последователността на импеданса, предлагана от системата, е еднаква за положителната и отрицателната последователност на токовете. С други думи, положителната последователност на импеданса и отрицателната последователност на импеданса са еднакви за трансформатори и енергийни линии. Но в случая на вращащи се машини положителната и отрицателната последователност на импеданса са различни.

• Задаването на стойности на нулевата последователност на импеданса е по-сложна задача. Това е, защото трите нулеви последователни тока във всяка точка на електроенергийната система, бъдучи в фаза, не се сумират до нула, но трябва да се възвръщат през нейтралната жица и/или земята. В трифазни трансформатори и машини, флуксите, причинени от нулевите последователни компоненти, не се сумират до нула в яката или полето на системата. Импедансът варира значително в зависимост от физическото устройство на магнитните контури и намотките.

• Реактивното съпротивление на преходните линии за нулевата последователност на токовете може да бъде около 3 до 5 пъти по-голямо от положителната последователност на тока, по-малката стойност е за линии без земни жици. Това е, защото разстоянието между ходящата и връщащата (т.е. нейтрална и/или земна) жица е много по-голямо от това за положителната и отрицателната последователност на токовете, които се връщат (балансира) в групата от трифазни проводници.

• Нулевата последователност на реактивното съпротивление на машина е съставена от утечи и намотково реактивно съпротивление, и малък компонент, породен от баланс на намотките (зависи от намотката). Нулевата последователност на реактивното съпротивление на трансформаторите зависи както от връзките на намотките, така и от конструкцията на ядрото.

Анализ на симетричните компоненти

Посочените изчисления на дефект се правят при предположение за трифазна балансирана система. Изчисленията се правят само за една фаза, тъй като условията на тока и напрежението са еднакви във всички три фази.

Когато реални дефекти се появят в електроенергийната система, като дефект между фаза и земя, дефект между фази и двойен дефект между фаза и земя, системата става несбалансирана, което означава, че условията на напреженията и токовете във всички фази вече не са симетрични. Такива дефекти се решават чрез анализ на симетричните компоненти.

Обикновено трифазния векторен диаграм може да бъде заменен с три набора от балансирани вектори. Единият има обратна или отрицателна фазова ротация, вторият има положителна фазова ротация, а последният е копхазален. Това означава, че тези набори от вектори се описват като отрицателни, положителни и нулеви последователности, съответно.

Където всички величини са отнесени към референтната фаза r. Подобно на това, може да се запишат уравнения и за последователността на токовете. От уравненията за напрежение и ток, лесно може да се определи последователността на импеданса на системата.