Elektrodefekta aprēķins | Pozitīvā negatīvā nulles sekvenču impedancija
Pirms piemērošanas pareizo elektriskā aizsardzības sistēmu, ir nepieciešama pilnīga zināšana par stāvokli elektriskajā enerģijas sistēmā defektu laikā. Elektriskā defekta stāvokļa zināšanas ir vajadzīgas, lai ievietotu atbilstošus dažādus aizsardzības releus elektriskā enerģijas sistēmas dažādos punktos.
Informāciju par maksimālajiem un minimālajiem defekta strāvām, spriegumiem šajos defektos lielumā un fāzes attiecībā ar strāvām enerģijas sistēmas dažādos punktos, jāsavāca, lai pareizi piemērotu aizsardzības releju sistēmu šajās dažādās elektriskās enerģijas sistēmas daļās. Informācijas savākošana no sistēmas dažādiem parametriem ir vispārīgi pazīstama kā elektriskais defekta aprēķins.
Defekta aprēķins plaši nozīmē defekta strāvas aprēķinu jebkurā elektriskā enerģijas sistēmā. Defektu aprēķināšanai sistēmā ir galvenokārt trīs soļi.
Impedancēs rotācijas izvēle.
Sarežģītās elektriskās enerģijas sistēmas tīkla samazināšana līdz vienam ekvivalentajam impedancēm.
Elektriskās defekta strāvas un sprieguma aprēķināšana, izmantojot simetrisko komponentu teoriju.
Elektriskās enerģijas sistēmas impedancēs apzīmējums
Ja aplūkosim jebkuru elektriskās enerģijas sistēmu, mēs atradīsim, ka tās ir vairākas sprieguma līmeņi. Piemēram, pieņemsim tipisku enerģijas sistēmu, kur elektriskā enerģija tiek ģenerēta 6,6 kV, tad šis 132 kV enerģija tiek transmēdēta terminālajām apgabalam elektrostacijām, kur tā tiek samazināta līdz 33 kV un 11 kV līmeņiem, un šis 11 kV līmenis var tikt turpmāk samazināts līdz 0,4 kV.
Tātad no šī piemēra ir skaidrs, ka viena un tā pati enerģijas sistēma var būt ar dažādiem sprieguma līmeņiem. Tāpēc defekta aprēķināšana sistēmas jebkurā vietā kļūst daudz grūtāka un sarežģītāka, ja mēģina aprēķināt sistēmas dažādu daļu impedanci saskaņā ar to sprieguma līmeni.
Šo grūtību var izvairīties, ja mēs aprēķinām sistēmas dažādo daļu impedanci atsaucoties uz vienu pamatvērtību. Šī metode saukta par impedancēs apzīmējumu enerģijas sistēmai. Citiem vārdiem sakot, pirms elektriskā defekta aprēķina, sistēmas parametri, jāatceras, pamatdaudzumiem
un jāattēlo kā vienveidīgs impedancēs sistēma vai omās, procentos vai vienībās.
Elektriskā enerģija un spriegums parasti tiek ņemti kā pamatdaudzumi. Trīsfāzes sistēmā, trīsfāzes enerģija MVA vai KVA tiek ņemta kā pamatelektroenerģija, bet fāze līdz fāze spriegums KV tiek ņemts kā pamatspiegums. Sistēmas pamatimpedanci var aprēķināt no šiem pamatelektriskajiem un pamatspiegumiem, šādi,
Vienība ir nekas cits kā sistēmas faktiskās impedancēs attiecība pret pamatimpedancēm.
Procentuālā impedancē
vērtību var aprēķināt, reizinot 100 ar vienības vērtību.
Atkal, dažreiz ir nepieciešams konvertēt vienības vērtības, atsaucoties uz jaunām pamatvērtībām, lai vienkāršotu dažādus elektriskos defektus aprēķinus. Šajā gadījumā,
Impedancēs apzīmējuma izvēle atkarīga no sistēmas sarežģītības. Parasti sistēmas pamatspriegums tiek izvēlēts tā, lai nepieciešami mazākā skaista pārnešanas.
Piemēram, vienā sistēmā ir liela skaista 132 kV virsgrīdas līnijas, dažas 33 kV līnijas un ļoti maza skaista 11 kV līnijas. Sistēmas pamatspiegums var tikt izvēlēts kā 132 kV, 33 kV vai 11 kV, bet šeit labākais pamatspiegums 132 kV, jo tas prasa mazāko pārnešanas skaitu defekta aprēķināšanā.
Tīkla samazināšana
Pēc pareizā impedancēs apzīmējuma izvēles nākamais solis ir tīkla samazināšana līdz vienai impedancē. Lai to izdarītu, vispirms mums jākonvertē visas dzinēju, līniju, kabeļu, transformatoru impedancēs uz kopējo pamatvērtību. Pēc tam mēs sagatavojam elektriskās enerģijas sistēmas shēmatisko diagrammu, kas parāda visas šīs dzinēju, līniju, kabeļu un transformatoru impedancēs, atsaucoties uz to pašu pamatvērtību.
Tālāk tīklus samazina līdz kopējam ekvivalentam vienai impedancē, izmantojot zvaigznēs/trijstūris transformācijas. Atsevišķas impedancēs diagrammas jāizveido pozitīvā, negatīvā un nulles sekvenču tīkliem.
Trīsfāzes defekti ir unikāli, jo tie ir saderīgi, t.i., simetriski trīsfāzē, un tos var aprēķināt no vienas fāzes pozitīvās sekvenču impedancēs diagrammas. Tāpēc trīsfāzes defekta strāva tiek iegūta, izmantojot,
Kur I f ir kopējā trīsfāzes defekta strāva, v ir fāzes līdz neitrālam spriegums, z 1 ir sistēmas kopējā pozitīvās sekvenču impedancēs; pieņemot, ka aprēķinos impedancēs ir attēlotas omās uz sprieguma bāzes.
Simetriskā komponentu analīze
Apakšminētais defekta aprēķins veikts, pieņemot trīsfāzes saderīgu sistēmu. Aprēķins tiek veikts tikai vienai fāzei, jo strāvas un sprieguma stāvoklis ir vienāds visās trim fāzēs.
Kad notiek patiešām defekti elektriskā enerģijas sistēmā, piemēram, fāzes līdz zemei defekts, fāzes līdz fāzei defekts un divu fāžu līdz zemei defekts, sistēma kļūst nesaderīga, t.i., sprieguma un strāvas stāvoklis visās fāzēs vairs nav simetrisks. Šādus defektus risina, izmantojot simetrisko komponentu analīzi.
Parasti trīsfāzes vektoru diagrammu var aizstāt ar trim balansētām vektoru kopām. Viens no tiem ir pretējs vai negatīvs fāzes griezums, otrs ir pozitīvs fāzes griezums, un pēdējais ir kopfāzes. Tas nozīmē, ka šīs vektoru kopas tiek aprakstītas kā negatīvā, pozitīvā un nulles sekvens, attiecīgi.
Fāzes un sekvensu daudzumu starpības vienādojumi ir,
Tātad,
Kur visi daudzumi attiecas uz atsauces fāzi r
.
Līdzīgus vienādojumus var rakstīt arī sekvensu strāvām. No sprieguma un strāvas vienādojumiem, var viegli noteikt sistēmas sekvensu impedancēs.
Simetriskās komponentu analīzes attīstība balstās uz faktu, ka balansētās impedancēs sistēmā sekvensu strāvas var radīt tikai to pašu sekvensu sprieguma kritumu. Kad sekvensu tīkli ir pieejami, tos var pārveidot par vienu ekvivalento impedancēs.
Pieņemsim, ka Z1, Z2 un Z0 ir sistēmas impedancēs pozitīvā, negatīvā un nulles sekvensu strāvas plūsmas attiecībā.
Zemes defekta gadījumā
Fāzes līdz fāzei defekti
