Izračun električnih napak

Definicija izračuna električnih napak

Izračun električnih napak vključuje določanje največjih in najmanjših tokov in napetosti pri različnih točkah v sistem energije za načrtovanje zaščitnih sistemov.

Poševna zaporne upornost

Poševna zaporna upornost je upornost, s katero se sooča poševni tok, ključnega pomena za izračun trofaznih napak.

Negativna zaporna upornost

Negativna zaporna upornost je upornost, s katero se sooča negativni tok, pomembna za razumevanje neravnovesnih stanj napak.

Neničelna zaporna upornost

Zaporna upornost, ki jo ponuja sistem za pretok neničelnega toka, se imenuje neničelna zaporna upornost.V prejšnjem izračunu napak so Z1, Z2 in Z0 pozitivne, negativne in neničelne zaporne upornosti. Zaporna upornost se spreminja glede na vrsto komponent sistema energije, ki jih obravnavamo:

• Pri statičnih in ravnovesnih komponentah sistema energije, kot so transformatorji in črte, so zaporne upornosti, ki jih ponuja sistem, enake za pozitivne in negativne tokove. Drugače povedano, pozitivna zaporna upornost in negativna zaporna upornost sta enaki za transformatorje in črte.V primeru vrtečih se strojev pa so pozitivne in negativne zaporne upornosti različne.

• Dodelitev vrednosti neničelne zaporne upornosti je bolj zapletena. To je zato, ker tri neničelne toke na poljubni točki v električnem sistemu, ki so v fazi, ne seštevajo do nič, temveč morajo povrniti skozi neutralno žico ali tla. V trofaznih transformatorjih in strojih, fluksi zaradi neničelnih komponent, ne seštevajo do nič v okvirju ali magnetskem sistemu. Zaporna upornost se veliko razlikuje glede na fizikalno razporeditev magnetskih vezij in ovitev.

• Reaktivna upornost prenosnih črt za neničelne tokove lahko znaša približno 3 do 5-krat več kot pozitivni tok, manjša vrednost pa velja za črte brez talnih žic. To je zato, ker je razmik med odhodom in povratkom (tj. neutralno žico ali tlo) veliko večji kot za pozitivne in negativne tokove, ki se vračajo (izenačijo) znotraj skupin treh-faznih vodnikov.

• Neničelna reaktivna upornost stroja je sestavljena iz utrjevanja proplavljanja in ovitvene reaktivne upornosti, ter majhne komponente zaradi ravnotežja ovitve (odvisno od ovitvene trditve).Neničelna reaktivna upornost transformatorjev je odvisna tako od ovitvenih povezav kot od konstrukcije jedra.

Analiza simetričnih komponent

Zgoraj opisan izračun napak je izveden na predpostavki o ravnovesnem trofaznem sistemu. Izračun je izveden le za eno fazo, saj so pogoji tokov in napetosti enaki v vseh treh fazah.

Ko se dejansko pojavijo napake v električnem sistemu, kot so napake faza-na-tlo, faza-na-fazo in dvojna faza-na-tlo, postane sistem neravnovesen, kar pomeni, da pogoji napetosti in tokov v vseh fazah več niso simetrični. Take napake se rešujejo z analizo simetričnih komponent.

Običajno se trofazni vektorski diagram lahko zamenja z tremi seti ravnovesnih vektorjev. Eden ima nasprotno ali negativno fazno vrtenje, drugi pozitivno fazno vrtenje, zadnji pa je ko-fazal. To pomeni, da so ti seti vektorjev opisani kot negativni, pozitivni in neničelni zaporedje, zlasti.

Kjer so vse količine navedene glede na referenčno fazo r. Podobno lahko zapišemo množico enačb tudi za zaporedne tokove. Iz enačb napetosti in tokov lahko enostavno določimo zaporne upornosti sistema.