Elektrisk feilberegning | Positiv negativ nullsekvens impedans

Før riktig elektrisk beskyttelsessystem settes i bruk, er det nødvendig å ha en grundig forståelse av tilstanden for elektrisk strøm system under feil. Kunnskap om elektriske feil tilstand er nødvendig for å plassere passende beskyttelsesreléer på forskjellige steder i elektrisk strømsystem.

Informasjon om verdier for maksimal og minimal feilstrøm, spenning under disse feil i størrelse og fasforhold med hensyn til strømmene i ulike deler av strømsystemet, må samles inn for riktig bruk av beskyttelsesrelésystem i de ulike delene av elektrisk strømsystem. Samlingen av informasjon fra ulike parametre i systemet er generelt kjent som elektriske feilberegninger.

Feilberegning betyr bredt beregning av feilstrøm i et hvilket som helst elektrisk strømsystem. Det er hovedsakelig tre trinn for å beregne feil i et system.

1. Valg av impedanseroteringer.

2. Reduksjon av et komplisert elektrisk strømsystem nettverk til en enkelt ekvivalent impedans.

3. Beregning av elektriske feilstrømmer og spenninger ved bruk av symmetrisk komponentteori.

Impedansnotasjon av elektrisk strømsystem

Hvis vi ser på et hvilket som helst elektrisk strømsystem, vil vi finne flere spenningsnivåer. For eksempel, la oss anta et typisk strømsystem der elektrisk strøm genereres på 6,6 kV, så sendes denne 132 kV strømmen til terminalomformerstation der den reduseres til 33 kV og 11 kV nivåer, og dette 11 kV-nivå kan videre reduseres til 0,4 kV.

Dermed er det klart fra dette eksemplet at et samme strømsystemnettverk kan ha forskjellige spenningsnivåer. Så beregningen av feil på noen steder i det nevnte systemet blir mye vanskeligere og mer komplisert hvis man prøver å beregne impedansen i forskjellige deler av systemet i henhold til deres spenningsnivå.

Denne vanskeligheten kan unngås hvis vi beregner impedansen i forskjellige deler av systemet i referanse til en enkelt grunnverdi. Denne teknikken kalles impedansnotasjon av strømsystem. Med andre ord, før elektriske feilberegninger, må systemparametre refereres til grunnverdier og representert som et enhetlig system av impedanser enten i ohm, prosent eller per enhet-verdier.

Elektrisk effekt og spenning tas generelt som grunnverdier. I trefas-system, trefas-effekt i MVA eller KVA tas som grunneffekt og linje til linjespenning i KV tas som grunnspenning. Grunnimpedansen i systemet kan beregnes fra disse grunneffekter og grunnspenninger, som følger,

Per enhet er en impedansverdi i ethvert system ikke annet enn forholdet mellom den faktiske impedansen i systemet til grunnimpedansverdien.

Prosent impedans verdi kan beregnes ved å multiplisere 100 med per enhet verdi.

I noen tilfeller er det nødvendig å konvertere per enhet verdier referert til nye grunnverdier for å forenkle ulike elektriske feilberegninger. I slike tilfeller,

Valget av impedansnotasjon avhenger av kompleksiteten i systemet. Generelt velges grunnspenning i et system slik at det krever minst mulig antall overføringer.
La oss si at et system har et stort antall 132 kV overhedsledninger, få 33 kV-ledninger og få 11 kV-ledninger. Grunnspenningen i systemet kan velges enten som 132 kV, 33 kV eller 11 kV, men her er den beste grunnspenningen 132 kV, fordi det krever minst mulig antall overføringer under feilberegning.

Nettverksreduksjon

Etter å ha valgt den riktige impedansnotasjonen, er neste steg å redusere nettverket til en enkelt impedans. For dette må først impedansen for alle generatorer, ledninger, kabler, transformatorer konverteres til en felles grunnverdi. Deretter forbereder vi en skematisk tegning av elektrisk strømsystem som viser impedansen referert til samme grunnverdi for alle disse generatorer, ledninger, kabler og transformatorer.

Nettverket reduseres deretter til en felles ekvivalent enkelt impedans ved hjelp av stjerne/delta-transformasjoner. Separate impedanstegninger bør forberedes for positive, negative og nullsekvens-nettverk.

Trefas-feil er unike siden de er balanserte, det vil si symmetriske i trefas, og kan beregnes fra den enkeltfas positive sekvensimpedanstegningen. Derfor er trefasfeilstrømmen oppnådd ved,

Der, I f er total trefasfeilstrøm, v er fas til neutral spenning z 1 er total positive sekvensimpedans i systemet; ut fra beregningen, impedanser representeres i ohm på et spenningsgrunnlag.

Symmetrisk komponentanalyse

Den ovennevnte feilberegningen er gjort på forutsetning av et trefasbalansert system. Beregningen er gjort for én fase bare, da strøm- og spenningstilstandene er like i alle tre faser.

Når faktiske feil oppstår i elektrisk strømsystem, som fas til jordfeil, fas til fasfeil og dobbel fas til jordfeil, blir systemet ubalansert, altså, spenning- og strømtilstandene i alle faser er ikke lenger symmetriske. Slike feil løses ved symmetrisk komponentanalyse.

Generelt kan trefasvektorgraf erstattes med tre sett med balanserte vektorer. En har motsatt eller negativ fasrotasjon, den andre har positiv fasrotasjon, og den siste er kofasal. Dette betyr at disse vektorsettene beskrives som negativ, positiv og nullsekvens, henholdsvis.

Likningen mellom fase- og sekvenskvantiteter er,

Derfor,

Hvor alle kvantiteter refereres til referansefasen r.
Likningssett kan også skrives for sekvensstrømmer. Fra, spenning og strømligninger, kan en lett bestemme sekvensimpedansen i systemet.

Utviklingen av symmetrisk komponentanalyse baserer seg på at i et balansert system av impedans, kan sekvensstrømmer kun gi opphav til spenningssenkninger av samme sekvens. Når sekvensnettverk er tilgjengelige, kan disse konverteres til en enkelt ekvivalent impedans.

La oss betrakte Z1, Z2 og Z0 som impedansen i systemet for flytten av positive, negative og nullsekvensstrømmer henholdsvis.
For jordfeil

Fas til fasfeil


Dobbelt fas til jordfeil

Trefasfeil

Hvis feilstrøm i en bestemt gren i nettverket er nødvendig, kan den beregnes etter kombinasjon av sekvenskomponenter som flyter i den grenen. Dette involverer distribusjonen av sekvenskomponentstrømmer som er bestemt ved å løse ovennevnte ligninger, i deres respektive nettverk i henhold til deres relative impedans. Spenninger