Pengiraan Kerosakan Elektrik | Rintangan Rangkaian Positif Negatif Sifar

Sebelum menerapkan sistem pelindungan elektrik yang betul, adalah perlu untuk mempunyai pengetahuan yang mendalam tentang keadaan sistem tenaga elektrik semasa kesalahan. Pengetahuan mengenai kesalahan elektrik diperlukan untuk menempatkan pelindung relai yang berbeza di lokasi yang berbeza dalam sistem tenaga elektrik.

Maklumat mengenai nilai arus kesalahan maksimum dan minimum, voltan di bawah kesalahan tersebut dalam magnitud dan hubungan fasa terhadap arus di bahagian-bahagian yang berbeza dalam sistem tenaga, harus dikumpulkan untuk penggunaan yang tepat sistem relai perlindungan di bahagian-bahagian yang berbeza dalam sistem tenaga elektrik. Pengumpulan maklumat dari parameter-parameter yang berbeza dalam sistem umumnya dikenali sebagai pengiraan kesalahan elektrik.

Pengiraan kesalahan secara luas bermaksud pengiraan arus kesalahan dalam sebarang sistem tenaga elektrik. Terdapat tiga langkah utama untuk mengira kesalahan dalam sistem.

1. Pilihan rotasi impedans.

2. Penurunan rangkaian sistem tenaga elektrik yang rumit kepada impedans setara tunggal.

3. Pengiraan arus dan voltan kesalahan elektrik dengan menggunakan teori komponen simetri.

Nota Impedans Sistem Tenaga Elektrik

Jika kita melihat sebarang sistem tenaga elektrik, kita akan dapati, terdapat beberapa tahap voltan. Sebagai contoh, anggap sistem tenaga biasa di mana tenaga elektrik dihasilkan pada 6.6 kV kemudian tenaga 132 kV itu ditransmisikan ke substesen terminal di mana ia diturunkan kepada tahap 33 kV dan 11 kV, dan tahap 11 kV ini mungkin lebih diturunkan kepada 0.4 kv.

Oleh itu, dari contoh ini jelas bahawa satu rangkaian sistem tenaga yang sama mungkin mempunyai tahap voltan yang berbeza. Jadi pengiraan kesalahan di mana-mana lokasi dalam sistem tersebut menjadi sukar dan rumit jika cuba mengira impedans bahagian-bahagian yang berbeza dalam sistem mengikut tahap voltannya.

Kesukaran ini boleh dielakkan jika kita mengira impedans bahagian-bahagian yang berbeza dalam sistem merujuk kepada satu nilai asas. Teknik ini dipanggil nota impedans sistem tenaga. Dengan kata lain, sebelum pengiraan kesalahan elektrik, parameter sistem, mesti dirujuk kepada kuantiti asas dan diwakili sebagai sistem seragam impedans dalam ohm, peratus, atau nilai per unit.

Tenaga elektrik dan voltan umumnya diambil sebagai kuantiti asas. Dalam sistem tiga fasa, tenaga tiga fasa dalam MVA atau KVA diambil sebagai tenaga asas dan voltan antara baris dalam KV diambil sebagai voltan asas. Impedans asas sistem boleh dikira dari tenaga asas dan voltan asas ini, seperti berikut,

Per unit adalah nilai impedans sebarang sistem tidak lain hanyalah nisbah impedans sebenar sistem kepada nilai impedans asas.

Impedans peratus boleh dikira dengan menggandakan 100 dengan per unit nilai.

Sekali lagi, kadang-kadang diperlukan untuk menukar nilai per unit merujuk kepada nilai asas baru untuk memudahkan pelbagai pengiraan kesalahan elektrik. Dalam hal itu,

Pilihan nota impedans bergantung kepada kompleksiti sistem. Umumnya voltan asas sistem dipilih sedemikian sehingga ia memerlukan jumlah pemindahan minimum.
Misalnya, satu sistem mempunyai banyak garis udara 132 KV, beberapa garis 33 KV, dan sangat sedikit garis 11 KV. Voltan asas sistem boleh dipilih sebagai 132 KV atau 33 KV atau 11 KV, tetapi di sini voltan asas terbaik ialah 132 KV, kerana ia memerlukan jumlah pemindahan minimum semasa pengiraan kesalahan.

Pengurangan Rangkaian

Selepas memilih nota impedans yang betul, langkah seterusnya adalah untuk mengurangkan rangkaian kepada satu impedans. Untuk ini, pertama kita perlu menukar impedans semua penjana, garis, kabel, transformer kepada nilai asas yang sama. Kemudian kita menyediakan gambar rajah skematik sistem tenaga elektrik yang menunjukkan impedans yang dirujuk kepada nilai asas yang sama bagi semua penjana, garis, kabel, dan transformer tersebut.

Rangkaian kemudian dikurangkan kepada impedans setara tunggal yang sama dengan menggunakan transformasi star/delta. Gambar rajah impedans yang berasingan harus disediakan untuk rangkaian positif, negatif, dan sifar.

Kesalahan tiga fasa adalah unik kerana mereka seimbang iaitu simetri dalam tiga fasa, dan boleh dikira dari gambar rajah impedans fasa tunggal positif. Oleh itu arus kesalahan tiga fasa diperoleh oleh,

Di mana, I f adalah arus kesalahan tiga fasa total, v adalah voltan fasa ke neutral z 1 adalah impedans urutan positif total sistem; dengan mengandaikan bahawa dalam pengiraan, impedans diwakili dalam ohm pada voltan asas.

Analisis Komponen Simetri

Pengiraan kesalahan di atas dibuat berdasarkan anggapan sistem tiga fasa yang seimbang. Pengiraan dibuat hanya untuk satu fasa sahaja kerana keadaan arus dan voltan adalah sama dalam semua tiga fasa.

Apabila kesalahan sebenar berlaku dalam sistem tenaga elektrik, seperti kesalahan fasa ke bumi, kesalahan fasa ke fasa, dan kesalahan dua fasa ke bumi, sistem menjadi tidak seimbang, bermaksud, keadaan voltan dan arus dalam semua fasa tidak lagi simetri. Kesalahan-kesalahan ini diselesaikan dengan analisis komponen simetri.

Secara umumnya gambar rajah vektor tiga fasa mungkin digantikan oleh tiga set vektor seimbang. Satu mempunyai putaran fasa bertentangan atau negatif, kedua mempunyai putaran fasa positif, dan yang terakhir adalah sefasa. Ini bermaksud set-set vektor ini digambarkan sebagai urutan negatif, positif, dan sifar, masing-masing.

Persamaan antara kuantiti fasa dan urutan adalah,

Oleh itu,

Di mana semua kuantiti dirujuk kepada fasa rujukan r.
Seterusnya, satu set persamaan boleh ditulis untuk arus urutan juga. Dari persamaan voltan dan arus, seseorang boleh dengan mudah menentukan impedans urutan sistem.

Pembangunan analisis komponen simetri bergantung kepada fakta bahawa dalam sistem impedans yang seimbang, arus urutan hanya boleh memberi timbul kepada penurunan voltan urutan yang sama. Setelah rangkaian urutan tersedia, rangkaian-rangkaian ini boleh ditukar kepada impedans setara tunggal.

Mari kita pertimbangkan Z1, Z2 dan Z0 adalah impedans sistem terhadap aliran arus urutan positif, negatif, dan sifar masing-masing.
Untuk kesalahan ke bumi

Kesalahan fasa ke fasa


Kesalahan dua fasa ke bumi

Kesalahan tiga fasa

Jika arus kesalahan dalam mana-mana cabang rangkaian diperlukan, ia boleh dikira selepas menggabungkan komponen-komponen urutan yang mengalir dalam cabang tersebut. Ini melibatkan pembahagian arus komponen urutan seperti yang ditentukan dengan menyelesaikan persamaan-persamaan di atas, dalam rangkaian masing-masing mengikut impedans relatif mereka. Voltan di mana-mana titik dalam rangkaian juga boleh ditentukan apabila arus komponen urutan dan impedans urutan setiap cabang telah diketahui.