Υπολογισμός Ηλεκτρικών Αδυναμιών

Ορισμός Υπολογισμού Ηλεκτρικών Σφαλμάτων

Ο υπολογισμός ηλεκτρικών σφαλμάτων περιλαμβάνει την καθορίζουσα των μέγιστων και ελάχιστων ρευμάτων και τάσεων σε διάφορα σημεία ενός συστήματος ενέργειας για να σχεδιαστούν προστατικά συστήματα.

Αντίσταση Θετικής Ακολουθίας

Η αντίσταση θετικής ακολουθίας είναι η αντίσταση που αντιμετωπίζει το ρεύμα θετικής ακολουθίας, που είναι κρίσιμη για τον υπολογισμό τριφασικών σφαλμάτων.

Αντίσταση Αρνητικής Ακολουθίας

Η αντίσταση αρνητικής ακολουθίας είναι η αντίσταση που αντιμετωπίζει το ρεύμα αρνητικής ακολουθίας, που είναι σημαντική για την κατανόηση των μη ισορροπημένων συνθηκών σφάλματος.

Αντίσταση Μηδενικής Ακολουθίας

Η αντίσταση που προσφέρει το σύστημα για τη ροή του ρεύματος μηδενικής ακολουθίας είναι γνωστή ως αντίσταση μηδενικής ακολουθίας. Σε προηγούμενους υπολογισμούς σφαλμάτων, Z1, Z2 και Z0 είναι η αντίσταση θετικής, αρνητικής και μηδενικής ακολουθίας αντίστοιχα. Η ακολουθία αντίστασης μεταβάλλεται με τον τύπο των συστατικών στοιχείων του συστήματος ενέργειας υπό συζήτηση:

• Σε στατικά και ισορροπημένα στοιχεία συστήματος ενέργειας, όπως μετατροπείς και γραμμές, η ακολουθία αντίστασης που προσφέρει το σύστημα είναι η ίδια για το ρεύμα θετικής και αρνητικής ακολουθίας. Με άλλα λόγια, η αντίσταση θετικής ακολουθίας και η αντίσταση αρνητικής ακολουθίας είναι η ίδια για τους μετατροπείς και τις γραμμές ενέργειας. Ωστόσο, στην περίπτωση των περιστρεφόμενων μηχανών, η αντίσταση θετικής και αρνητικής ακολουθίας είναι διαφορετική.

• Η αντιστοιχία των τιμών αντίστασης μηδενικής ακολουθίας είναι πιο περίπλοκη. Αυτό συμβαίνει επειδή τα τρία ρεύματα μηδενικής ακολουθίας σε οποιοδήποτε σημείο ενός ηλεκτρικού συστήματος, όντας σε φάση, δεν αθροίζονται σε μηδέν, αλλά πρέπει να επιστρέψουν μέσω του ουδέτερου και/ή της γης. Σε τριφασικούς μετατροπείς και μηχανές, οι ροές λόγω των συνιστωσών μηδενικής ακολουθίας δεν αθροίζονται σε μηδέν στο άξονα ή το σύστημα πεδίου. Η αντίσταση ποικίλλει ευρέως με βάση τη φυσική διάταξη των μαγνητικών κύκλων και των πλεξίδων.

• Η αντίθετη αντίσταση των γραμμών μεταφοράς για ρεύματα μηδενικής ακολουθίας μπορεί να είναι 3 έως 5 φορές το ρεύμα θετικής ακολουθίας, με την ελαφρύτερη τιμή να είναι για γραμμές χωρίς γη. Αυτό συμβαίνει επειδή η απόσταση μεταξύ του πηγαίου και του επιστροφής (δηλαδή ουδέτερου και/ή γης) είναι τόσο μεγαλύτερη από τα ρεύματα θετικής και αρνητικής ακολουθίας, τα οποία επιστρέφουν (ισορροπούν) εντός των ομάδων τριφασικών συνδυασμών.

• Η αντίθετη αντίσταση μηδενικής ακολουθίας ενός μηχανήματος συνιστά από διαρροή και αντίσταση πλεξίδων, και ένα μικρό συστατικό λόγω ισορροπίας πλεξίδων (εξαρτάται από την πλεξίδα). Η αντίσταση μηδενικής ακολουθίας των μετατροπείων εξαρτάται και από τις συνδέσεις πλεξίδων και από την κατασκευή του πυρήνα.

Ανάλυση Συμμετρικών Συστατικών

Ο παραπάνω υπολογισμός σφαλμάτων γίνεται με την υπόθεση ότι το σύστημα είναι ισορροπημένο. Ο υπολογισμός γίνεται για μία μόνο φάση, καθώς οι συνθήκες ρεύματος και τάσης είναι οι ίδιες σε όλες τις τρεις φάσεις.

Όταν συμβαίνουν πραγματικά σφάλματα σε ηλεκτρικά συστήματα ενέργειας, όπως σφάλματα φάσης στη γη, σφάλματα φάσης-φάσης και διπλά σφάλματα φάσης-γη, το σύστημα γίνεται άνισο, δηλαδή, οι συνθήκες τάσεων και ρευμάτων σε όλες τις φάσεις δεν είναι πλέον συμμετρικές. Τέτοια σφάλματα λύνονται με ανάλυση συμμετρικών συστατικών.

Συνήθως, το διάγραμμα τριφασικών διανυσμάτων μπορεί να αντικατασταθεί από τρία σύνολα ισορροπημένων διανυσμάτων. Ένα έχει αντίθετη ή αρνητική φάση, το δεύτερο θετική φάση και το τελευταίο είναι συνφασικό. Δηλαδή, αυτά τα σύνολα διανυσμάτων περιγράφονται ως αρνητική, θετική και μηδενική ακολουθία, αντίστοιχα.

Όπου όλες οι ποσότητες αναφέρονται στην αναφερόμενη φάση r. Παρόμοια, μπορεί να γραφτεί ένα σύνολο εξισώσεων και για τα σειριακά ρεύματα. Από τις εξισώσεις τάσης και ρεύματος, μπορεί κανείς εύκολα να καθορίσει την ακολουθία αντίστασης του συστήματος.