Calcolo dei guasti elettrici | Impedenza negativa della sequenza zero negativa

Prima di applicare un adeguato sistema di protezione elettrica, è necessario conoscere a fondo le condizioni del sistema di alimentazione elettrica durante i guasti. La conoscenza di guasto elettrico condizione è richiesta per dispiegare relè protettivi diversi adeguati in diverse posizioni del sistema di energia elettrica.
Informazioni sui valori di massimo eCorrenti minime di guasto, tensioni sotto quelle faglie in relazione di ampiezza e fase rispetto alle correnti in diverse parti del sistema di alimentazione, da raccogliere per la corretta applicazione del sistema di relè di protezione in quelle diverse parti del sistema di energia elettrica. La raccolta delle informazioni da diversi parametri del sistema è generalmente nota come calcolo guasti elettrici.

Calcolo dei guasti significa in generale calcolo della corrente di guasto in qualsiasi sistema di alimentazione elettrica. Ci sono principalmente tre passaggi per il calcolo degli errori in un sistema.

1. Scelta delle rotazioni di impedenza.
2. Riduzione della complicata rete del sistema di alimentazione elettrica a impedenza singola equivalente.
3. Calcolo delle correnti elettriche e delle tensioni di guasto utilizzando la teoria dei componenti simmetrici.

Notazione di impedenza del sistema di alimentazione elettrica

Se guardiamo a qualsiasi sistema di energia elettrica, noitroverà, questi sono diversi livelli di tensione. Ad esempio, supponiamo un tipico sistema di alimentazione in cui l'energia elettrica è generata a 6,6 kV, quindi quella potenza a 132 kV viene trasmessa alla sottostazione terminale dove viene ridotta a 33 kV e 11 kV e questo livello a 11 kV può scendere ulteriormente a 0,4 kv .

Da questo esempio risulta chiaro che è lo stessola rete del sistema di alimentazione può avere diversi livelli di tensione. Quindi il calcolo del guasto in qualsiasi punto del suddetto sistema diventa molto difficile e complicato tenta di calcolare l'impedenza di diverse parti del sistema in base al loro livello di tensione. Questa difficoltà può essere evitata se calcoliamo l'impedenza di diverse parti del sistema in riferimento a un singolo valore di base. Questa tecnica è chiamata notazione di impedenza del sistema di alimentazione. In altri reparti, prima calcolo guasti elettrici, i parametri di sistema devono essere indicati quantità di base e rappresentato come sistema uniforme di impedenza in valore ohmico, percentuale o per unità.

L'energia elettrica e la tensione sono generalmente presecome quantità di base. Nel sistema trifase, l'alimentazione trifase in MVA o KVA viene presa come potenza di base e la tensione da linea a linea in KV viene presa come tensione di base. L'impedenza di base del sistema può essere calcolata da questa base e dalla tensione di base, come segue,

Per unità è un valore di impedenza di qualsiasi sistema non è altro che la radio dell'impedenza effettiva del sistema rispetto al valore dell'impedenza di base.

Impedenza percentuale il valore può essere calcolato moltiplicando 100 con per unità valore.

Anche in questo caso è necessario convertire per unità valori riferiti a nuovi valori di base per semplificare diversi calcoli dei guasti elettrici. In quel caso,

La scelta di notazione di impedenza dipende dalla complicità del sistema. Generalmente la tensione di base di un sistema è scelta in modo tale da richiedere un numero minimo di trasferimenti.
Supponiamo, un sistema come un numero elevato di 132 KVlinee sopra la testa, pochi numeri di 33 linee KV e pochissimi numeri di 11 linee KV. La tensione di base del sistema può essere scelta come 132 KV o 33 KV o 11 KV, ma qui le migliori tensioni di base 132 KV, perché richiede un numero minimo di trasferimento durante calcolo delle anomalie.

Riduzione della rete

Dopo aver scelto la notazione di impedenza corretta,il passo successivo consiste nel ridurre la rete su una singola impedenza. Per questo prima dobbiamo convertire l'impedenza di tutti i generatori, linee, cavi, trasformatori in un valore base comune. Quindi prepariamo un diagramma schematico del sistema di energia elettrica che mostra l'impedenza riferita allo stesso valore di base di tutti quei generatori, linee, cavi e trasformatori.
La rete si è quindi ridotta a una singola impedenza equivalente comune utilizzando trasformazioni stella / triangolo. I diagrammi di impedenza separati devono essere preparati per reti di sequenza positiva, negativa e zero.
Ci sono difetti di fase sono unici poiché sono bilanciati cioè simmetrici in trifase e possono essere calcolati dal diagramma di impedenza di sequenza positiva monofase. Perciò guasto trifase la corrente è ottenuta da

Dove, io _f è la corrente di guasto trifase totale, v è la tensione fase-neutro z ₁ è l'impedenza di sequenza positiva totale del sistema; supponendo che nel calcolo, l'impedenza sia rappresentata in ohm su una base di tensione.

Analisi dei componenti simmetrici

Il calcolo dell'errore sopra riportato viene eseguito in base all'assunzionedel sistema bilanciato trifase. Il calcolo viene effettuato per una fase solo in quanto le condizioni di corrente e tensione sono le stesse in tutte e tre le fasi. Quando si verificano guasti reali nel sistema di alimentazione elettrica, come guasto fase-terra, guasto fase-fase e guasto fase-terra, il sistema diventa un mezzo sbilanciato, le condizioni delle tensioni e delle correnti in tutte le fasi non sono più simmetriche. Tali difetti sono risolti da analisi di componenti simmetrici. Generalmente lo schema vettoriale a tre fasi può esseresostituito da tre serie di vettori bilanciati. Una ha una rotazione di fase opposta o negativa, una seconda ha una rotazione di fase positiva e l'ultima è in fase di co-fase. Ciò significa che questi set di vettori sono descritti come sequenza negativa, positiva e zero, rispettivamente.

L'equazione tra le quantità di fase e di sequenza sono,

Perciò,

Dove tutte le quantità sono riferite alla fase di riferimento r.
Allo stesso modo un insieme di equazioni può essere scritto anche per le correnti di sequenza. Da, equazioni di tensione e corrente, si può facilmente determinare l'impedenza di sequenza del sistema. Lo sviluppo di analisi di componenti simmetrici dipende dal fatto che nel sistema equilibrato diimpedenza, le correnti di sequenza possono dare origine solo a cadute di tensione della stessa sequenza. Una volta disponibili le reti di sequenza, queste possono essere convertite in impedenza singola equivalente.
Consideriamo Z₁, Z₂ e Z₀ sono l'impedenza del sistema al flusso di corrente positiva, negativa e zero di sequenza rispettivamente.
Per guasto a terra

Faglie fase-fase


Difetti da doppia fase a terra

Guasti trifase

Se la corrente di guasto in un particolare ramo della rete è richiesta, lo stesso può essere calcolato dopo aver combinato le componenti della sequenza che scorre in quel ramo. Ciò comporta la distribuzione di correnti di componenti di sequenza come determinato risolvendo le equazioni di cui sopra, nella loro rispettiva rete in base alla loro impedenza relativa. Le tensioni su qualsiasi punto della rete possono anche essere determinate una volta note le correnti del componente di sequenza e l'impedenza di sequenza di ciascun ramo.

Impedenza di sequenza positiva

Viene chiamata l'impedenza offerta dal sistema al flusso di corrente di sequenza positiva impedenza di sequenza positiva.

Impedenza della sequenza negativa

Viene chiamata l'impedenza offerta dal sistema al flusso della corrente di sequenza negativa impedenza di sequenza negativa.

Impedenza a sequenza zero

L'impedenza offerta dal sistema al flusso di corrente a sequenza zero è nota come impedenza di sequenza zero.
Nel calcolo dell'errore precedente, Z₁, Z₂ e Z₀ sono rispettivamente l'impedenza di sequenza positiva, negativa e zero. Il impedenza di sequenza varia in base al tipo di componenti del sistema di alimentazione in esame: -

1. In componenti del sistema di alimentazione statico ed equilibrato come il trasformatore e le linee, il impedenza di sequenza offerti dal sistema sono gli stessi per le correnti di sequenza positiva e negativa. In altre parole, il impedenza di sequenza positiva e impedenza di sequenza negativa sono gli stessi per i trasformatori e le linee elettriche.
2. Ma nel caso di macchine rotanti il impedenza di sequenza positiva e negativa sono diversi.
3. Il compito di impedenza di sequenza zero i valori sono più complessi. Questo perché la corrente di sequenza a tre zero in qualsiasi punto di un sistema di energia elettrica, essendo in fase, non somma a zero ma deve ritornare attraverso il neutro e / o la terra. Nel trasformatore trifase e nei flussi macchina dovuti a componenti a sequenza zero non si somma a zero nel giogo o nel sistema di campo. L'impedenza è molto ampia a seconda della disposizione fisica dei circuiti magnetici e dell'avvolgimento.
   1. La reattanza delle linee di trasmissione di zerole correnti di sequenza possono essere da 3 a 5 volte la corrente di sequenza positiva, il valore più leggero è per linee senza fili di terra. Questo perché la spaziatura tra il partire e ritorno(cioè neutro e / o terra) è tanto maggiore che per le correnti di sequenza positive e negative che ritornano (equilibrio) all'interno dei tre gruppi di conduttori di fase.
   2. La reattanza a sequenza zero di una macchina è composta da perdite e reattanza di avvolgimento e da un piccolo componente a causa dell'equilibrio di avvolgimento (dipende dal tritch di avvolgimento).
   3. La reattanza a sequenza zero dei trasformatori dipende sia dalle connessioni degli avvolgimenti che dalla costruzione del nucleo.