Izračunavanje električnih grešaka | Impedansa pozitivne negativne nula sekvence
Pre primene pravilnog električnog zaštita sistema, neophodno je da imamo temeljito znanje o stanju električnog sistema snage tokom grešaka. Znanje o električnim greškama je potrebno kako bi se ispravno postavili različiti zaštitni releji na različitim mestima električnog sistema snage.
Informacije o vrednostima maksimalne i minimalne struje greške, napona tokom tih grešaka u veličini i fazi u odnosu na struju na različitim delovima sistema snage, treba prikupiti za ispravnu primenu zaštitnog releja sistema na tim različitim delovima električnog sistema snage. Priprema informacija iz različitih parametara sistema je opšte poznata kao računanje električnih grešaka.
Računanje grešaka široko znači računanje struje greške u bilo kom električnom sistemu snage. Postoji uglavnom tri koraka za računanje grešaka u sistemu.
Izbor rotacija impedanci.
Smanjenje složenog električnog sistema snage na jednu ekvivalentnu impedanciju.
Računanje struje i napona greške pomoću teorije simetričnih komponenti.
Napisa impedanci električnog sistema snage
Ako pogledamo bilo koji električni sistem snage, vidimo da postoje različite nivoa napona. Na primer, pretpostavimo tipičan sistem snage gde se električna snaga generiše na 6,6 kV, zatim ta snaga od 132 kV prenosi do terminalne podstane gde se smanjuje na nivo 33 kV i 11 kV, a ovaj nivo 11 kV može dalje biti smanjen na 0,4 kV.
Stoga, iz ovog primera jasno je da isti sistem snage može imati različite nivoa napona. Stoga, računanje greške na bilo kom mestu tog sistema postaje mnogo teži i složeniji pokušaj da se izračuna impedancija različitih delova sistema prema njihovim nivoima napona.
Ova težina se može izbegnuti ako izračunamo impedanciju različitih delova sistema u odnosu na jednu osnovnu vrednost. Ova tehnika se naziva napis impedanci sistema snage. Drugim rečima, pre računanja električnih grešaka, parametri sistema moraju biti referentni osnovnim količinama
i predstavljeni kao uniformni sistem impedanci u ohmima, procentima ili per unit vrednostima.
Električna snaga i napon su obično uzeti kao osnovne količine. U trofaznom sistemu, trofazna snaga u MVA ili KVA se uzima kao osnovna snaga, a linijski napon u KV se uzima kao osnovni napon. Osnovna impedancija sistema može se izračunati iz ove osnovne snage i osnovnog napona, kao što sledi,
Per unit vrednost impedancije bilo kog sistema je ništa više nego odnos stvarne impedancije sistema i osnovne vrednosti impedancije.
Procentualna impedancija
se može izračunati množenjem 100 sa per unit vrednošću.
Ponekad je potrebno da se per unit vrednosti prevedu na nove osnovne vrednosti kako bi se pojednostavila različita računanja električnih grešaka. U tom slučaju,
Izbor napisa impedanci zavisi od složenosti sistema. Obično se osnovni napon sistema biraju tako da zahtevaju najmanji broj prenosa.
Na primer, u sistemu sa velikim brojem 132 kV površinskih linija, malim brojem 33 kV linija i vrlo malim brojem 11 kV linija, osnovni napon sistema može biti 132 kV, 33 kV ili 11 kV, ali najbolji osnovni napon je 132 kV, jer zahteva najmanji broj prenosa tokom računanja grešaka.
Smanjenje mreže
Nakon izbora ispravnog napisanih impedanci, sledeći korak jeste smanjenje mreže na jednu impedanciju. Za to prvo moramo pretvoriti impedanciju svih generatora, linija, kabela, transformatora na zajedničku osnovnu vrednost. Zatim pripremamo shemički dijagram električnog sistema snage koji pokazuje impedancije referentne istoj osnovnoj vrednosti sve te generatora, linija, kabela i transformatora.
Mreža se zatim smanjuje na zajedničku ekvivalentnu jednu impedanciju korišćenjem transformacija zvezda/delta. Treba izraditi posebne dijagrame impedanci za pozitivnu, negativnu i nulu sekvencu mreža.
Trofazne greške su jedinstvene jer su ravnotežne, odnosno simetrične u trofaznom sistemu, i mogu se izračunati iz dijagrama pozitivne sekvence jedne faze. Stoga se trofazna struja greške dobija po formuli:
Gde, I f je ukupna trofazna struja greške, v je fazni neutralni napon, z 1 je ukupna impedancija pozitivne sekvence sistema; pretpostavljajući da su u izračunavanju impedancije predstavljene u ohmima na osnovu napona.
Analiza simetričnih komponenti
Izračunavanje grešaka izvršeno je pod pretpostavkom ravnotežnog trofaznog sistema. Izračunavanje je izvršeno samo za jednu fazu, jer su uslovi struje i napona isti u svih tri faze.
Kada se zapravo desavaju greške u električnom sistemu snage, poput fazno-zemaljske greške, fazno-fazne greške i dvostruke fazno-zemaljske greške, sistem postaje neravnotežan, odnosno, uslovi napona i struje u svih faza više nisu simetrični. Takve greške se rešavaju analizom simetričnih komponenti.
Obično se trofazni vektorski dijagram može zameniti sa tri skupa balansiranih vektora. Jedan ima suprotan ili negativan fazni rotiranje, drugi ima pozitivno fazno rotiranje, a poslednji je ko-fazal. To znači da se ti skupovi vektora opisuju kao negativna, pozitivna i nula sekvencija, redom.
Jednačine između faznih i sekvencijskih količina su:
Dakle,
Gde su sve količine referentne fazi r
.
Slično, može se napisati skup jednačina i za sekvencijske struje. Iz jednačina za napon i struju, lako se može odrediti sekvencijska impedancija sistema.
Razvoj analize simetričnih komponenti zavisi od činjenice da u ravnotežnom sistemu impedanci, sekvencijske struje mogu dati samo padove napona iste sekvence. Kada su dostupne sekvencijske mreže, one se mogu pretvoriti u jednu ekvivalentnu impedanciju.
Neka su Z1, Z2 i Z0 impedancije sistema za protok pozitivne, negativne i nule sekvencijske struje, redom.
Za zemaljsku grešku
Fazno-fazne greške
Dvostruke fazno-zemaljske greške
Trofazne greške
Ako je potrebna struja greške u bilo kom grani mreže, ista se može izračunati nakon kombinovanja sekvencijskih komponen
