전기 고장 계산

전기 고장 계산 정의

전기 고장 계산은 보호 시스템을 설계하기 위해 전력 시스템의 다양한 지점에서 최대 및 최소 고장 전류와 전압을 결정하는 것을 포함합니다.

양상열 임피던스

양상열 임피던스는 양상열 전류가 마주치는 저항으로, 세상 고장 계산에 중요합니다.

음상열 임피던스

음상열 임피던스는 음상열 전류가 마주치는 저항으로, 불균형 고장 상태를 이해하는 데 중요합니다.

영상열 임피던스

시스템이 영상열 전류 흐름에 제공하는 임피던스를 영상열 임피던스라고 합니다. 이전 고장 계산에서는 Z1, Z2, Z0가 각각 양상열, 음상열, 영상열 임피던스입니다. 순서 임피던스는 고려되는 전력 시스템 구성 요소 유형에 따라 다릅니다:

• 변압기 및 선로와 같은 정적이고 균형 잡힌 전력 시스템 구성 요소의 경우, 시스템이 제공하는 순서 임피던스는 양상열과 음상열 전류에 대해 동일합니다. 즉, 변압기와 전력선의 양상열 임피던스와 음상열 임피던스는 같습니다. 그러나 회전 기기의 경우 양상열과 음상열 임피던스는 다릅니다.

• 영상열 임피던스 값의 할당은 더 복잡합니다. 전력 시스템의 어느 지점에서든 세 영상열 전류가 위상이 같아 합이 0이 되지 않고 중성선이나 대지를 통해 돌아와야 하기 때문입니다. 삼상 변압기와 기기에서 영상열 성분으로 인한 플럭스는 용골 또는 필드 시스템에서 합이 0이 되지 않습니다. 임피던스는 자기 회로와 감싸기의 물리적 배열에 따라 크게 달라집니다.

• 영상열 전류의 송전선 반응은 양상열 전류의 약 3~5배 정도이며, 가벼운 값은 대지선이 없는 선로에 해당합니다. 이는 양상열과 음상열 전류가 세상 도체 그룹 내에서 균형을 이루고 돌아오는 것보다 가/복귀(i.e. 중성선 및/또는 대지) 간의 간격이 훨씬 크기 때문입니다.

• 기기의 영상열 반응은 누설 및 감싸기 반응, 그리고 감싸기 균형(감싸기 피치에 따라 달라짐)으로 인한 작은 성분으로 구성됩니다. 변압기의 영상열 반응은 감싸기 연결 및 코어 구조에 따라 달라집니다.

대칭 성분 분석

위의 고장 계산은 삼상 균형 시스템을 가정하여 이루어집니다. 모든 세 상의 전류 및 전압 조건이 동일하므로 한 상에 대해서만 계산이 이루어집니다.

실제로 전력 시스템에서 지구 단락, 상간 단락, 두 상 대 지구 단락 등의 고장이 발생하면, 시스템은 불균형 상태가 됩니다. 즉, 모든 상의 전압 및 전류 조건이 더 이상 대칭적이지 않게 됩니다. 이러한 고장은 대칭 성분 분석을 통해 해결됩니다.

일반적으로 삼상 벡터 다이어그램은 세 개의 균형 벡터 집합으로 대체될 수 있습니다. 하나는 역방향 또는 음의 위상을 가지며, 다른 하나는 정방향 위상을 가지며, 마지막 하나는 동위상입니다. 즉, 이러한 벡터 집합은 음, 양, 영 순서로 설명됩니다.

모든 양은 참조 상 r에 대해 언급됩니다. 비슷하게 순서 전류에도 일련의 방정식을 작성할 수 있습니다. 전압 및 전류 방정식에서 시스템의 순서 임피던스를 쉽게 결정할 수 있습니다.