Pagkalkula ng Electrical Fault | Positibong Negatibong Zero Sequence Impedance

Bago ang paglalapat ng wastong sistema ng pangangalang elektrikal, kailangan na mayroon kang malalim na kaalaman sa kondisyon ng sistema ng lakas elektrikal sa panahon ng mga kaput. Ang kaalaman sa kaput sa elektrikal ay kinakailangan upang mapagkalooban ng tamang iba't ibang relé pangproteksiyon sa iba't ibang lugar ng sistema ng lakas elektrikal.

Ang impormasyon tungkol sa mga halaga ng pinakamataas at pinakamababang kasalukuyang kaput, voltages sa ilalim ng mga ito sa sukat at ugnayan ng phase sa mga kasalukuyan sa iba't ibang bahagi ng sistema ng lakas, kailangang makuha para sa wastong aplikasyon ng sistema ng relé pangproteksiyon sa mga iba't ibang bahagi ng sistema ng lakas elektrikal. Ang pagkuha ng impormasyon mula sa iba't ibang parametro ng sistema ay karaniwang tinatawag na pagsusulit ng kaput sa elektrikal.

Ang pagsusulit ng kaput ay nangangahulugang pagkalkula ng kasalukuyang kaput sa anumang sistema ng lakas elektrikal. May tatlong pangunahing hakbang para sa pagkalkula ng mga kaput sa isang sistema.

1. Pagpili ng rotasyon ng impekdansa.

2. Pagsimplipiko ng komplikadong sistema ng network ng lakas elektrikal sa iisang katumbas na impekdansa.

3. Pagsusulit ng kasalukuyang kaput at voltages gamit ang teorya ng symmetrical component.

Notasyon ng Impekdansa ng Sistema ng Lakas Elektrikal

Kapag tinitignan natin anumang sistema ng lakas elektrikal, makikita natin na may iba't ibang antas ng voltage. Halimbawa, suposin natin ang isang tipikal na sistema ng lakas kung saan ang lakas elektrikal ay ginagawa sa 6.6 kV, pagkatapos ay ang 132 kV na lakas ay ipinapadala sa terminal substation kung saan ito binababa sa 33 kV at 11 kV levels at ang 11 kV level ay maaaring mas bababa pa sa 0.4 kv.

Dahil dito, malinaw na ang parehong sistema ng network ay maaaring magkaroon ng iba't ibang antas ng voltage. Kaya ang pagsusulit ng kaput sa anumang lokasyon ng nasabing sistema ay naging mahirap at komplikado kung sinusubukan nating kalkulahin ang impekdansa ng iba't ibang bahagi ng sistema ayon sa kanilang antas ng voltage.

Maaaring maiwasan ang kahirapan na ito kung ikalkula natin ang impekdansa ng iba't ibang bahagi ng sistema sa sanggunian sa iisang base value. Ang teknikong ito ay tinatawag na notasyon ng impekdansa ng sistema ng lakas. Sa ibang salita, bago ang pagsusulit ng kaput sa elektrikal, ang mga parameter ng sistema, kailangang irefer sa base quantities at ipinakikilala bilang uniform na sistema ng impekdansa sa ohmic, percentage, o per unit values.

Ang lakas elektrikal at voltage ay karaniwang inilalapat bilang base quantities. Sa three phase system, ang three phase power sa MVA o KVA ay inilalapat bilang base power at line to line voltage sa KV ay inilalapat bilang base voltage. Ang base impedance ng sistema ay maaaring ikalkula mula sa mga ito, gaya ng sumusunod,

Per unit ay isang value ng impekdansa ng anumang sistema ay wala kundi ang ratio ng aktwal na impekdansa ng sistema sa base value ng impekdansa.

Percentage impedance value maaaring ikalkula sa pamamagitan ng pagpaparami ng 100 sa per unit value.

Minsan din, kinakailangan ang pagbabago ng per unit values sa bagong base values para simplipikarin ang iba't ibang pagsusulit ng kaput sa elektrikal. Sa kaso na ito,

Ang pagpili ng notasyon ng impekdansa ay depende sa komplikado ng sistema. Karaniwan, ang base voltage ng isang sistema ay napili na ang minimong bilang ng transfers.
Halimbawa, ang isang sistema na may malaking bilang ng 132 KV overhead lines, ilang bilang ng 33 KV lines at napakakaunti na 11 KV lines. Ang base voltage ng sistema maaaring napili bilang 132 KV o 33 KV o 11 KV, ngunit dito, ang pinakamahusay na base voltages 132 KV, dahil ito nangangailangan ng minimong bilang ng transfer sa panahon ng pagsusulit ng kaput.

Pagsusundin ng Network

Matapos ang pagpili ng tama na notasyon ng impekdansa, ang susunod na hakbang ay ang pagsusundin ng network sa iisang impekdansa. Para dito, unang kailangan nating baguhin ang impekdansa ng lahat ng generators, lines, cables, transformer sa common base value. Pagkatapos, ginagawa natin ang schematic diagram ng sistema ng lakas elektrikal na nagpapakita ng impekdansa na sinasanggunian sa parehong base value ng lahat ng mga generators, lines, cables at transformers.

Ang network ay saka ibinaliktad sa iisang katumbas na single impedance sa pamamagitan ng star/delta transformations. Dapat gawin ang hiwalay na impedance diagrams para sa positive, negative at zero sequence networks.

Three phase faults ay natatangi dahil sila ay balanced i.e. symmetrical sa three phase, at maaaring ikalkula mula sa single phase positive sequence impedance diagram. Kaya ang three phase fault current ay nakukuha sa pamamagitan ng,

Kung saan, I f ay ang kabuuang three phase fault current, v ang phase to neutral voltage z 1 ang kabuuang positive sequence impedance ng sistema; asuming na sa pagkalkula, ang impekdansa ay ipinakikilala sa ohms sa voltage base.

Analisis ng Symmetrical Component

Ang nabanggit na pagsusulit ng kaput ay ginawa sa suposisyong ng three phase balanced system. Ang pagsusulit ay ginawa para sa isang phase lamang dahil ang kondisyon ng kasalukuyan at voltage ay pareho sa lahat ng tatlong phases.

Kapag ang aktwal na mga kaput ay nangyari sa sistema ng lakas elektrikal, tulad ng phase to earth fault, phase to phase fault at double phase to earth fault, ang sistema ay naging unbalanced, ibig sabihin, ang kondisyon ng voltages at kasalukuyan sa lahat ng phases ay hindi na symmetrical. Ang mga kaput na ito ay nalutas sa pamamagitan ng analisis ng symmetrical component.

Karaniwan, ang three phase vector diagram maaaring palitan ng tatlong set ng balanced vectors. Isa ay may kabaligtaran o negative phase rotation, ang ikalawa ay may positive phase rotation at ang huli ay co-phasal. Ibig sabihin, ang mga set ng vectors na ito ay inilarawan bilang negative, positive at zero sequence, ayon sa pagkakasunud-sunod.

Ang equation sa pagitan ng phase at sequence quantities ay,

Kaya,

Kung saan ang lahat ng quantities ay sinasanggunian sa reference phase r.
Karaniwan din, isang set ng equations maaaring isulat para sa sequence currents. Mula sa voltage at current equations, madali nating matutukoy ang sequence impedance ng sistema.

Ang pagbuo ng analisis ng symmetrical component ay depende sa katotohanan na sa balanced system ng impekdansa, ang sequence currents ay maaaring magbigay lamang ng voltage drops ng parehong sequence. Kapag ang sequence networks ay available, ito ay maaaring ibinaliktad sa iisang katumbas na impedance.

Isaalang-alang natin ang Z1, Z2 at Z0 ang impekdansa ng sistema sa flow ng positive, negative at zero sequence current, ayon sa pagkakasunud-sunod.
Para sa earth fault

Phase to phase faults


Double phase to earth faults

Three phase faults

Kapag ang fault current sa anumang particular branch ng network ay kinakailangan, ito ay maaaring ikalkula pagkatapos ng pag-combine ng sequence