חישוב תקלה חשמלית

הגדרת חישוב תקלה חשמלית

חישוב תקלה חשמלית כולל את קביעת הזרמים והמתחים המירביים והמינימליים בנקודות שונות במערכת החשמל לעיצוב מערכות הגנה.

trở kháng סדר חיובי

ההתנגדות הנתקלת בזרם סדר חיובי היא קריטית לחישוב תקלות שלוש פאזה.

נגד סדר שלילי

ההתנגדות הנתקלת בזרם סדר שלילי חשובה להבנת מצבים של תקלות לא מאוזנות.

נגד סדר אפס

ההתנגדות שהמערכת מציעה לזרימת זרם סדר אפס נקראת נגד סדר אפס.בחישובי תקלות קודמים, Z1, Z2 ו-Z0 הם בהתאמה נגדי הסדר החיובי, השלילי והאפס. ההתנגדות לפי הסדר משתנה בהתאם לסוג רכיבי מערכת החשמל שמתבוננים בהם:

• ברכיבי מערכת חשמל סטטיים ומאזניים כמו טרנספורמרים וקווים, ההתנגדות לפי הסדר שהמערכת מציעה היא זהה עבור זרמי סדר חיובי ושלילי. במילים אחרות, ההתנגדות של הסדר החיובי והשלילי היא אותו הדבר עבור טרנספורמרים וקווים חשמליים. אבל במקרה של מכונות מסובבות ההתנגדויות של הסדר החיובי והשלילי שונות.

• הקצאת ערכים להתנגדות סדר אפס היא מורכבת יותר. זאת כי שלושת הזרמים בסדר אפס בכל נקודה במערכת חשמל, שהם באותו מופע, אינם מתווספים לאפס אלא חייבים לחזור דרך הניטרל או/ו האדמה. בטרנספורמרים ומכונות של שלוש פאזה, השדות המגנטיים עקב רכיבי סדר אפס לא מתווספים לאפס בחלק התומך או במערכת השדה. ההתנגדות משתנה מאוד בהתאם לסדר הפיזי של מעגלי המגנטים והזיווינים.

• הreatance של קווי העברה לזרמי סדר אפס יכול להיות בערך 3 עד 5 פעמים הזרם בסדר חיובי, כאשר הערך הנמוך הוא לקווים ללא כבלים ארצה. זאת כי המרווח בין הילוך ושיבוץ (כלומר ניטרל ואדמה) גדול בהרבה מאשר לזרמי סדר חיובי ושלילי שמחזירים (מאזנים) בתוך קבוצות המוליכים בשלוש פאזה.

• הreatance סדר אפס של מכונה מורכב מהleakage והwinding reactance, ורכיב קטן עקב winding balance (תלוי ב-winding pitch). הreactance סדר אפס של טרנספורמרים תלוי הן בהקשרי הזיווינים והן בבניית הליבה.

ניתוח רכיבים סימטריים

החישוב של התקלות לעיל נעשה בהנחה של מערכת שלוש פאזה מאוזנת. החישוב מתבצע רק עבור פאזה אחת שכן תנאי הזרמים והמתחים זהים בשלושת הפאזות.

כאשר תקלות מתרחשות בפועל במערכת חשמל, כגון תקלה בין פאזה לאדמה, בין פאזה לפאזה ותקלה כפולה בין פאזה לאדמה, המערכת נעשית לא מאוזנת, כלומר, תנאי המתחים והזרמים בשלושת הפאזות אינם עוד סימטריים. תקלות כאלה מטופלות על ידי ניתוח רכיבים סימטריים.

בדרך כלל ניתן להחליף דיאגרמת וקטורים של שלוש פאזה בשלוש קבוצות של וקטורים מאוזנים. אחד מהם עם סיבוב שלילי, השני עם סיבוב חיובי והאחרון הוא co-phasal. כלומר, קבוצות הווקטורים מתוארות כסדר שלילי, חיובי ואפס, בהתאמה.

כאשר כל הכמויות מתייחסות לפאזה המرجعית r. באופן דומה ניתן לכתוב קבוצת משוואות גם לזרמי הסדר. מתוך משוואות המתח והזרם, ניתן בקלות לקבוע את ההתנגדות לפי הסדר של המערכת.