Elektromos hiba kalkuláció | Pozitív negatív nulla sor impedancia

A megfelelő elektromos védelmi rendszer alkalmazása előtt alapos ismeretekre van szükség az elektromos energiaszolgáltatási rendszer hibás működési feltételeiről. Az elektromos hiba feltételeinek ismerete szükséges a különböző védelmi relék megfelelő helyzetbe rakásához az elektromos energiaszolgáltatási rendszerben.

Információra van szükség a maximális és minimális hibajáráról, valamint a hibás esetben fellépő feszültségekről a rendszer különböző részein, hogy megfelelően alkalmazhassuk a védelmi relék rendszert az elektromos energiaszolgáltatási rendszer különböző részeiben. A rendszer különböző paramétereiből történő információgyűjtést általában elektromos hibaszámításnak nevezik.

A hibaszámítás általánosságban azt jelenti, hogy bármely elektromos energiaszolgáltatási rendszerben számítjuk a hibajáratot. A rendszerben fellépő hibák számításához három fő lépés létezik.

1. Ellenállás forgatásának kiválasztása.

2. A bonyolult elektromos energiaszolgáltatási hálózat egyetlen ekvivalens ellenállásra való redukálása.

3. Az elektromos hibajáratok és feszültségek számítása szimmetrikus komponensek elméletének felhasználásával.

Az elektromos energiaszolgáltatási rendszer ellenállási jelölése

Ha bármilyen elektromos energiaszolgáltatási rendszert megnézünk, akkor látni fogunk, hogy több feszültségi szinttel rendelkeznek. Például, tegyük fel, hogy egy tipikus energiaszolgáltatási rendszerben az elektromos energia 6,6 kV-on jön létre, majd ezt 132 kV-ra növelik, és továbbítják a terminál alárendelt átalakítóállományba, ahol 33 kV-ra és 11 kV-ra csökkentik, és ez a 11 kV szint tovább csökkenthető 0,4 kV-ra.

Ez a példa arra utal, hogy ugyanazon energiaszolgáltatási hálózatban különböző feszültségi szintek lehetnek. Ezért a rendszer bármely pontjának hibájának számítása nagyon nehézzé és összetettté válik, ha a rendszer különböző részeinek ellenállását a feszültségükhez igazodva próbáljuk kiszámítani.

Ezt a nehézséget elkerülhetjük, ha a rendszer különböző részeinek ellenállását egyetlen alapértékre vonatkoztatva számítjuk. Ez a technika az energiaszolgáltatási rendszer ellenállási jelölése. Más szavakkal, mielőtt elektromos hibaszámítást végezünk, a rendszer paraméterei egyetlen alapértékre kell, hogy vonatkozzanak, és ohm, százalék vagy egység értékekben egyenletes ellenállási rendszerként legyenek reprezentálva.

Az elektromos energia és a feszültség általában alapértékeként szolgálnak. A háromfázisú rendszerben a háromfázisú teljesítmény MVA vagy KVA alap teljesítményként, és a fázisközös feszültség KV-ban alap feszültségként számít. A rendszer alap ellenállása a következőképpen számítható:

Egység egy rendszer ellenállásának értéke semmi más, mint a rendszer valós ellenállásának és az alap ellenállás értékének aránya.

Százalékos ellenállás értékét úgy számíthatjuk, hogy 100-szorozzuk a egység értékkel.

Számos esetben szükség van a egység értékek új alapértékre történő konvertálására, hogy leegyszerűsítse a különböző elektromos hibaszámításokat. Ilyen esetben,

Az ellenállási jelölés kiválasztása a rendszer összetettségétől függ. Általában a rendszer alap feszültsége oly módon van megválasztva, hogy a minimum számú átmenet szükséges legyen.
Tegyük fel, hogy egy rendszerben nagy számú 132 kV felettmenő vezeték, kevesebb 33 kV-os vezeték, és nagyon kevés 11 kV-os vezeték található. A rendszer alap feszültsége lehet 132 kV, 33 kV vagy 11 kV, de itt a legjobb alap feszültség 132 kV, mivel ez a legkevesebb átmenetre ad lehetőséget a hibaszámítás során.

Hálózat redukálása

A megfelelő ellenállási jelölés kiválasztása után a következő lépés a hálózat egyetlen ellenállásra való redukálása. Ehhez először a generátorok, vezetékek, kábelek, átalakítók ellenállását közös alapértékre kell konvertálni. Ezt követően elkészítünk egy elektromos energiaszolgáltatási rendszer sémadiagramját, amely azon generátorok, vezetékek, kábelek és átalakítók ellenállását mutatja, amelyek ugyanarra az alapértékre vannak hivatkozva.

A hálózatot ezután egy közös ekvivalens egyetlen ellenállásra redukáljuk csillag/delta transzformációk használatával. Külön ellenállási diagramokat kell készíteni a pozitív, negatív és null sorozat hálózatokhoz.

A háromfázisú hibák egyediek, mivel egyensúlyban, azaz szimmetriában vannak a három fázisban, és a háromfázisú pozitív sorozat ellenállási diagramból számíthatók. Tehát a háromfázisú hibajárat a következő képlet szerint kapható:

Ahol, I f a teljes háromfázisú hibajárat, v a fázis-neutral feszültség, z 1 a rendszer teljes pozitív sorozat ellenállása; feltéve, hogy a számításban az ellenállások ohm-ban vannak reprezentálva egy feszültség alapon.

Szimmetrikus komponensek elemzése

A fenti hibaszámítás egy háromfázisú egyensúlyban lévő rendszerre épül. A számítás csak egy fázishoz tartozó, mivel a fázisokban fellépő áram- és feszültségi feltételek azonosak.

Amikor tényleges hibák fordulnak elő az elektromos energiaszolgáltatási rendszerben, mint például a fázis-föld hiba, a fázis-fázis hiba, és a dupla fázis-föld hiba, a rendszer egyensúlytalan lesz, azaz a fázisokban fellépő feszültségi és árami feltételek már nem lesznek szimmetrikusak. Ilyen hibákat szimmetrikus komponensek elemzésével oldanak meg.

Általában a háromfázisú vektordiagram három kiegyensúlyozott vektorsorral helyettesíthető. Az egyik ellentétes vagy negatív fázisforgású, a másik pozitív fázisforgású, és az utolsó egybeeső. Tehát ezek a vektorsorok rendre negatív, pozitív és null sorozatként írhatók le.

A fázis és sorozat mennyiségek közötti egyenletek a következők:

Tehát,

Ahol minden mennyiség a referencia fázishoz r hivatkozik.
Hasonlóan egy sorozat áramokra is írhatók egyenletek. A feszültség és áram egyenletekből könnyen meghatározható a rendszer sorozat ellenállása.

A szimmetrikus komponensek elemzésének fejlesztése azon tényen alapszik, hogy egyensúlyban lévő ellenállásrendszerben a sorozatáramok csak ugyanolyan sorozatú feszültségcsökkenéseket okozhatnak. Amint a sorozat hálózatok elérhetők, ezek egyetlen ekvivalens ellenállásra konvertálhatók.

Tegyük fel, hogy Z1, Z2 és Z0 a rendszer ellenállása a pozitív, negatív és null sorozat áramok folyásához.
Föld hiba

Fázis-fázis hibák


Dupla fázis-föld hibák