Elektrilise vea arvutamine | Positiivne negatiivne nulljärjestuse impedants
Enne sobiva elektrilise kaitse süsteemi rakendamist on vaja täielikku teadmist elektrivõrgu tingimustest veateadmisel. Elektriline viga tingimuste teadmist vajatakse, et asetada sobivad erinevad kaitserelid elektrivõrgu erinevates osades.
Tuleb koguda teavet maksimaalsete ja minimaalsete vigavaate strööide, pingete väärtustest nende vigade käigus, nende suuruses ja faasisuhtes vastavalt ströödile elektrivõrgu erinevates osades, et rakendada õigesti kaitserelli süsteemi neis erinevates osades elektrivõrgus. Selle teabe kogumist erinevatest süsteemi parameetritest tavaliselt nimetatakse elektrilise vea arvutuseks.
Vea arvutamine tähendab laialdaselt veaströödi arvutamist mis tahes elektrivõrgus. Vea arvutamiseks on peamiselt kolm sammu.
Impedantsi pöördteiste valik.
Kompleksse elektrivõrgu võrgustiku lihtsustamine üheks ekvivalentseks impedantsiks.
Elektriliste veaströödide ja pingete arvutamine sümmeetrilise komponendi teooria abil.
Elektrivõrgu impedantsi märgistus
Kui vaatame mis tahes elektrivõrgu, siis leiame, et seal on mitu erinevat pingetaseme. Näiteks, eeldame tavalist võrgu, kus elektrienergia toodetakse 6,6 kV-l, seejärel edastatakse 132 kV-l lõppsubstaatsiooni, kus see väheneb 33 kV-ni ja 11 kV-ni ning see 11 kV tasand võib edasi väheneda 0,4 kV-ni.
Seega sel näitena on selge, et sama võrk võib omada erinevaid pingetasemeid. Seega mis tahes kohta antud süsteemis vea arvutamine muutub palju keerulisemaks ja komplekssemaks, kui üritatakse arvutada süsteemi erinevate osade impedantsi vastavalt nende pingetasemele.
See raskeolu saab vältida, kui arvutame erinevate süsteemi osade impedantsi viites ühele ühisele aluseväärtusele. See meetod on nimetatud impedantsi märgistuseks võrgus. Teisisõnu, enne elektrilist vea arvutamist, tuleb süsteemi parameetrid viidata aluseväärtustele
ja esitada need ühtse impedantsi süsteemina ohmides, protsendides või ühikutes.
Elektrivõimsus ja pinge on tavaliselt võetud aluseväärtusteks. Kolmefase süsteemis on kolmefase võimsus MVA-s või KVA-s võetud alusevõimsusena ja lineaarne pinge KV-s on võetud alusepingena. Süsteemi aluseimpedants võib arvutada nendest alusevõimsusest ja alusepingest järgmiselt,
Ühikuline on süsteemi impedantsi väärtus, mis on tegeliku süsteemi impedantsi suhe aluseimpedantsi väärtusega.
Protsentuaalne impedants
väärtus saab arvutada korrutades 100-ga ühikulise väärtusega.
Mõnikord on vaja ümber viidata ühikulisi väärtusi uutele aluseväärtustele, et lihtsustada erinevaid elektrilisi vea arvutusi. Sellisel juhul,
Impedantsi märgistuse valik sõltub süsteemi keerukusest. Tavaliselt on süsteemi alusepinge nii valitud, et see nõuab vähimat arvu ümberviitamisi.
Näiteks, kui ühes süsteemis on palju 132 kV õhuvööke, vähe 33 kV-vööke ja väga vähe 11 kV-vööke, siis süsteemi alusepinge saab olla kas 132 kV, 33 kV või 11 kV, kuid siin parim alusepinge on 132 kV, kuna see nõuab vähimat arvu ümberviitamisi vea arvutamisel.
Võrgu lihtsustamine
Pärast õiget impedantsi märgistuse valikut on järgmine samm lihtsustada võrgu üheks impedantsiks. Selleks tuleb esmalt viidata kõigi generaatorite, joonte, kaablite, transformaatorite impedantsi ühele ühisele aluseväärtusele. Siis valmistame ette elektroenergiavõrgu skeemilise diagrammi, näitades kõigi nende generaatorite, joonte, kaablite ja transformaatorite impedantsi viidates sama aluseväärtusele.
Võrku siis lihtsustatakse ühte ühise ekvivalentseks impedantsiks kasutades täht/kolmnurga teisendusi. Eraldi impedantsi diagrammid tuleb valmistada positiiv-, negatiiv- ja nulljärjestuse võrkude jaoks.
Kolmefased vigad on unikaalsed, kuna need on tasakaalustatud, st sümmeetrilised kolmes faasis ja neid saab arvutada ühefaaselise positiivjärjestuse impedantsi diagrammi abil. Seega kolmefase veaströöd saab arvutada järgmiselt,
Kus, I f on kogu kolmefase veaströöd, v on faze-neutraali pinge z 1 on süsteemi kogu positiivjärjestuse impedants; eeldades, et arvutuses impedantsid on esitatud ohmides ühe pingebase'i järgi.
Sümmeetrilise komponendi analüüs
Eelnev vea arvutus on tehtud kolmefase tasakaalustatud süsteemi eelduse järgi. Arvutus on tehtud ainult ühe fazi jaoks, kuna ströödi ja pingevälja tingimused on samad kõigis kolmes fasises.
Kui tegelikud vigad tekivad elektrivõrgus, näiteks faze-maa viga, faze-faze viga ja kahekordne faze-maa viga, siis süsteem muutub ebatasakaalustatuks, st kõikide fase'ide ströödi ja pingevälja tingimused ei ole enam sümmeetrilised. Selliseid vigu lahendatakse sümmeetrilise komponendi analüüsi abil.
Tavaliselt kolmefase vektori diagramm võib asendada kolmeks tasakaalustatuks vektoriks. Üks neist on vastupidine või negatiivne faasipööre, teine on positiivne faasipööre ja viimane on koosfaasiline. See tähendab, et need vektorid kirjeldatakse vastavalt negatiiv-, positiiv- ja nulljärjestuse kui.
Fase'ide ja järjestuse suuruste vahelised võrrandid on,
Seega,
Kus kõik suurused on viidatud referentsfase'ile r
.
Analoogiliselt saab kirjutada järjestuse strööde jaoks ka. Pinge- ja ströödivõrranditest saab hõlpsasti määrata süsteemi järjestuse impedantsi.
Sümmeetrilise komponendi analüüsi arendus sõltub faktist, et tasakaalustatud impedantsi süsteemis järjestuse ströödid võivad anda ainult sama järjestuse pingevahendid. Kui järjestuse võrgud on saadaval, siis need saavad teisenduda üheks ekvivalentseks impedantsiks.
Olgu Z1, Z2 ja Z0 on süsteemi impedants positiiv-, negatiiv- ja nulljärjestuse ströödi vooma järeldi.
Maaviga
Fase-fase vigad
Kahekordne faze-maa viga
Kolmefase viga
Kui vajatakse mingi võrgu haru konkreetne veaströöd, siis seda saab arvutada kombinerides selle haru kaudu voomate järjestuse komponentide. See hõlmab järjestuse komponent
