Výpočet elektrických poruch

Definice výpočtu elektrické chyby

Výpočet elektrické chyby zahrnuje určení maximálních a minimálních proudů a napětí v různých bodech elektrického systému pro návrh ochranných systémů.

Kladná sekvencová impedanční hodnota

Kladná sekvencová impedanční hodnota je odpor, který čelí kladné sekvencovému proudu, a je klíčová pro výpočet třífázových chyb.

Záporná sekvencová impedanční hodnota

Záporná sekvencová impedanční hodnota je odpor, který čelí záporné sekvencovému proudu, a je důležitá pro pochopení nerovnovážných stavů chyb.

Nulová sekvencová impedanční hodnota

Impedance, kterou systém nabízí toku nulové sekvencového proudu, se nazývá nulová sekvencová impedanční hodnota. V předchozích výpočtech chyb Z1, Z2 a Z0 jsou kladná, záporná a nulová sekvencová impedanční hodnota. Sekvencová impedance se liší podle typu komponent elektrického systému, které jsou brány v úvahu:

• U statických a vyrovnaných komponent elektrického systému, jako jsou transformátory a vedení, je sekvencová impedance nabízená systémem stejná pro kladné a záporné sekvencové proudy. Jinak řečeno, kladná sekvencová impedance a záporná sekvencová impedance jsou stejné pro transformátory a vedení. Ale u rotačních strojů jsou kladná a záporná sekvencová impedance rozdílné.

• Přiřazení hodnot nulové sekvencové impedance je složitější. To je proto, že tři nulové sekvencové proudy v libovolném místě elektrického systému, které jsou ve fázi, se nevyrovnají na nulu, ale musí se vrátit přes neutrální vodič a/nebo zem. U třífázových transformátorů a strojů se magnetické fluxy způsobené nulovými sekvencovými součástmi nevyrovnají na nulu v jihu nebo v magnetickém obvodu. Impedance se velmi liší v závislosti na fyzickém uspořádání magnetických obvodů a cívek.

• Reaktance vedení pro nulové sekvencové proudy může být asi 3 až 5krát větší než pro kladné sekvencové proudy, menší hodnota je pro vedení bez zemních drátů. To je proto, že vzdálenost mezi směrem tam a zpět (tj. neutrálním vodičem a/nebo zemí) je mnohem větší než pro kladné a záporné sekvencové proudy, které se vrací (vyrovnávají) uvnitř skupiny třífázových vodičů.

• Nulová sekvencová reaktance stroje je složena z unikající a cívkové reaktance a malé komponenty způsobené vyrovnáním cívek (závisí na tricích cívek). Nulová sekvencová reaktance transformátorů závisí jak na spojení cívek, tak na konstrukci jádra.

Analýza symetrických komponent

Výše uvedený výpočet chyb je proveden za předpokladu vyrovnaného třífázového systému. Výpočet je proveden pouze pro jednu fázi, protože podmínky proudu a napětí jsou stejné ve všech třech fázích.

Když dojde k skutečným chybám v elektrickém systému, jako je chyba fáze na zem, chyba fáze na fázi a dvojitá chyba fáze na zem, systém se stane nerovnovážný, což znamená, že podmínky napětí a proudu ve všech fázích již nejsou symetrické. Takové chyby se řeší analýzou symetrických komponent.

Obecně lze třífázový vektorový diagram nahradit třemi sadami vyrovnaných vektorů. Jeden má opačnou nebo zápornou fázovou rotaci, druhý má kladnou fázovou rotaci a poslední je ko-fázový. To znamená, že tyto sady vektorů jsou popsány jako záporná, kladná a nulová sekvence, v tomto pořadí.

Kde jsou všechny veličiny odkazovány na referenční fázi r. Podobně lze napsat sadu rovnic i pro sekvencové proudy. Z rovnic pro napětí a proud lze snadno určit sekvencovou impedanci systému.