צמחים בעלי גנרטורים מרובים הם תשתיות קריטיות הדורשות ניתוח תקלות קפדני כדי להבטיח יציבות, בטיחות, ורציפות של שירות. במערכות כאלה, האינטראקציה בין מספר גנרטורים סינכרוניים במהלך תנאים חריגים כגון מעגלים קצרים יוצרת התנהגויות מורכבות שאינן ניתן להבין כראוי באמצעות מודלים פשוטים לphase. מאמר זה מציג מקרה מורחב של ניתוח תקלות במפעל כוח רב-מארגן באמצעות שיטת הממסר הסימטרי, אשר ניתן לחקור את שלושת המרכיבים התיאורטיים של עיצוב, עיצוב, ופעולות תיאורטית של עיצוב, על ידי עיצוב, על ידי עיצוב, על ידי יישום, על ידי תכנון, על ידי עיצוב, על ידי עיצוב, על ידי עיצוב, על ידי יישום, על ידי יישום, על ידי עיצוב אסטרטגי, על ידי יישום, על ידי עיצוב, על ידי עיצוב, על ידי עיצוב, על ידי עיצוב, על ידי עיצוב, על ידי יישום של מערכת ניהול פעולה תיאורטית של תהליכי פעולה תיאורטית של תהליכי פעולה תיאורטית של תהליכי פעולה תיאורטית של תהליכי פעולה תיאורטית של תהליכי עיבוד פעולה של מערכת ניהול פעולה של מערכת הגנה, על ידי מעצב פעולה של רכיב פעולה תיאורטית של מערכת הגנה, על ידי מעצב פעולה של מערכת ניהול פעולה של מערכת ניהול פעולה של מערכת הגנה, על ידי עיצוב, על ידי עיצוב, על ידי תכנון, על ידי עיצוב, עיצוב, על ידי עיצוב

ניתוח Fault Analysis in Power Systems

ניתוח Fault הוא אבן הפינה של הנדסת מערכת כוח.זה כרוך בחקר התנהגות מערכת בתנאים חריגים - כגון שלוש-phase, קו-ליין, קו כפול-קרקע, ופרק אחד-על-פי-קרקע תקלות - כדי לקבוע את זרמים, מתעממי מתח, ואת הלחץ הנובע על ציוד.בתחנות דיור מודרניות מספר גנרטורים הקשורים לאוטובוס משותף, הניתוח הופך מאתגר במיוחד כי כל מכונה תורמת לשבר על בסיס תקלות פנימיות ודימום, מערכת החשמל הנוכחית, בהשוואה למניעה.

המטרות העיקריות של ניתוח תקלות במפעל רב-מארגן כוללות:

  • קביעת זרםי אשמה מקסימליים ומינימום עבור ה-Breaker sizing ו-Saming תיאום.
  • הערכת ההשפעה של נטרולנים קרקעיים או פולשים מעומקים.
  • תוך הסתמכות על יציבות הגנרטורים הסינכרון במהלך ואחרי ההאשמה.
  • תכנון תוכניות הגנה מבודדות את החלק המוטעם תוך שמירה על אספקת החשמל לחלקים בריאים.

חישובים מסורתיים המבוססים על phasor הופכים במהרה ללא מאוזן כאשר מתרחשות תקלות ללא מאוזן.כאן נמצא ה-FLT:0סימטריות רכיבים שיטת ההרחבה 1:1, שהוצגה לראשונה על ידי צ'ארלס ליגיט פורטסקו בשנת 1918, מוכיחה הכרחית.

שיטת ה-Sammetrical Components

מרכיבים סיממטריים הופכים מערכת תלת-אפית בלתי מאוזנת לשלושה מערכות מאוזנות עצמאיות: חוסר-שוויון חיובי, חוסר-שוויון שלילי, ואפס-השוויון.כל רשת רצף ניתן לפתור בנפרד באמצעות ניתוח סטנדרטי של מעגל AC, והתוצאות מוכוונות להשיג כמויות של שלב בפועל. שיטה זו מפשטת מאוד את הניתוח של תקלות לא מאוזנות, אשר אחראיות על רוב עצום של הפרעות אמיתיות בעולם.

רשת חיובית-Sequence Network

רשת השקיפות החיובית מייצגת את המערכת תחת פעולה מאוזנת רגילה.וולוקס וזרמים יש אותה גודל והם מופרדים על ידי 120 מעלות ברצף שלב A-B-C. כל המכונות המתרקבות – מגני אדם, מנועים, קונדנטורים סינכרוניים - הם מתודגם עם תנודות חיובי שלהם (לעתים קרובות de Z1).

רשת שלילית

רשת השקיפות השלילית מהווה תנאים לא מאוזנים המייצרים זרמים המסתובבים בכיוון הרגיל.המצב השלילי של גנרטור, Z2, הוא בדרך כלל נמוך יותר מ- Z1 משום שהרוטטור מציג נתיב מגנטי שונה לשדות של שקיפות שלילית.בניתוחים מעשיים רבים, Z2 נלקח כתגובה שלילית X2, אשר עבור מכונות סלולר הוא בערך X2 XR (המכונה XDQient-xdra) הוא XR.

Zero-Sequence Network

רשת אפס-השוויון מטפלת בזרמים הנמצאים בשלב בכל שלושת המוליכים וחוזרים דרך קרקע, חוטים ניטרליים, או שניהם. אפס-השוויון תלוי במידה רבה בחיבורים רוחיים (וואו או דלה) ופרקטיקות קרקעיות. עבור גנרטור עם ניטרלי מוצק, Z0 כולל את התגובה אפסית של אפס-ה של X0 ו-3 פעמים נייטרליות (ד') אם לא-ZFn-Tertt; אם הוא משוחרר (מחץ) או 3 פעמים) ללא ניטראלי (מחוספסהחלים (מקודמת)

יתרון מפתח של שיטת הרכיבים הסימטריים הוא כי שלוש רשתות הרצף הן עצמאיות; הן קשורות רק בנקודה השגויה באופן המוכתב על ידי סוג השגיאה (למשל, חיבור סדרה עבור טעות קו בודד אל הקרקע, חיבור מקביל לאשמה קו-ליין).

החלת Components סיממטרית למפעל כוח רב-מארגן

כאשר כמה גנרטורים מחוברים לאוטובוס משותף, כל רצף של גנרטורים חייב להיחשב ברשת הרצף הכוללת.החיבור בפועל תלוי בטופולוגיה הצמחית - בין אם גנרטורים להאכיל אוטובוס אחד באמצעות פריצים בודדים, או אם הם מסודרים בתצורה של יחידת גנרטור-טרנסטרנסרטור.

ההליך הכללי לניתוח אשמה במפעל כזה הוא:

  1. (ב) [ה]ה']: [ה], ה', ה''',' ו'לא', אין שום מושג על כך, אלא על כל המערכת, כולל גנרטורים, ממירים, קווי אוטובוסים, קווי שידור וכל עומס שתורם לאסון הנוכחי.
  2. (FLT:0) לחנך כל רשת רצף 1R) לאותה מקבילה של טאובן כפי שנראה מנקודת השגיאה. עבור אוטובוס רב-מארגן, זה בדרך כלל כרוך שילובים מקבילים של רצף גנרטורים אימפולסים בתוספת האימפולסים של הטרנספורמציה והקווים.
  3. (FLT:0)Connect theרצף רשתות רצף 103 (ב) על פי סוג השגוי.עבור פגם מאוזן תלת-פענוח, רק רשת השוויון החיובית משמשת.
  4. (ב) בפרשת ה[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]
  5. (ב) [13] רצף הרצף של ה-Transform חוזר ל-I1+I0, IFLT:1 (בשיתוף פעולה) ב-Forverse Fortescue Transform: IFLT:2aFLT 3=I1+ I2 + I0, IFLT:4bcioFLT:5=2I1 + I0, IFLT:6covir 7=1=I=1=1=1=I=1=1=2=I=I=2=I=I1=1=I0=I1=I2=1=I1=I1=2=I0=A2=I1=I1=2=I0=2=2=I2=I0=A2=A2=A2=A2=A2=A2=I1=I0=I0=I0=I1=I=I02=I=I0=I0.

התרומה של כל גנרטור בודד לזרם הפגום הכולל ניתן למצוא על ידי חלוקת הרצף הנוכחי על פי החלוקה הנוכחית בכל רשת רצף.זה חיוני לקביעת אם פורץ גנרטור מסוים יכול להפריע בבטחה את הבעיה.

מערכת סודיות ובסיס

חישובי Fault מבוצעים כמעט אך ורק באמצעות מערכת הענישה (pu) כדי להימנע מהתמודדות עם מתח גדול וגודלים נוכחיים ומאפשר שילוב קל של ציוד מרמות מתח שונות.במקרה זה, אנו מאמצים בסיס משותף של 100 MVA ו 13.8 kV עבור כל רשתות רצף.גנרטור, אשר במקור ניתן הומס או אחוזים על הדירוג שלהם, מומרים כדי לחדור על בסיס משותף.

לטיפול מפורט בחישובי ענישה, הקוראים יכולים להתייחס לספרי לימוד סטנדרטיים של מערכת חשמל כגון:0IEEEFLT:1 מומלץ שיטות או עבודה קלאסית על ידי גריינגר ו- סטיבנסון.

מקרה מחקר: שלושה ג'נרטור צמחים עם אוטובוס

המחקר כולל תחנת כוח עם שלושה גנרטורים סינכרוניים זהים (כל אחד דירג 100 MVA, 13.8 kV) המחובר לאוטובוס משותף דרך מתניפיני צעד בודדים (13.8/138 kV, 100 MVA כל אחד, XFLT:0TreaFLT:1= 10% על בסיס משלו). A-phase Short-cuit מתרחשת ב 1V 3.8 הוא המטרה של כל אחד מהם הוא הנכון לכל אחד.

מערכת נתונים ותחזיות

  • דירוגים גנרטורים: 100 MVA, 13.8 kV, X»d=0.15 pu (חיובי-quence), X2= 0.12 pu, X0= 0.06 pu (כל על בסיס של גנרטור) גנרטורים הם מעוכבים באופן מוצק באמצעות התנגדות נייטרלית 0.5 ⁇ .
  • תנוחתו של Transformer: 10% (0.1 pu) על בסיס 100 MVA, 13.8/138 kV. לפשטות, ההופכים נחשבים דלה-וייט על הצד הגבוה ו-Wye-delta בצד הנמוך; נתיב אפס-השוויון חסום עבור רוחות דלה.
  • מיקום: 13.8 kV אוטובוס (נקודת F).
  • מתח טרום-פו: 1.0 pu בכל האוטובוסים (הפחתת השפעות זרימת העומס).

שלב 1: פיתוח רשת

כל גנרטור מיוצג על ידי התגובה תת-הטווח שלו.על בסיס 100 MVA המשותף, ערכי הענישה הופכים:

  • (ג'נרטור 1, 2, 3: Z1= j0.15 pu, Z2= j0.12 pu, Z0= j0.06 pu + 3ZIRFLT:0nearFLT:1, Z2= j0.12 puration per Phase הוא 0.5 ⁇ .0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0
  • ⁇ : ⁇ :0 [ה] [=]=]=[=]]] [=]]] [=[ה]]]] [ה]]] [=[ה]]]]]]]] [התחילה] [ה] [ה] [ה] [ה]] [הההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההה]]] [הה]]]] [ההההה]]] [ההההההההההההההההתחילה] [ה] [הה]]]] [הההה

שלב 2: חוסר ערך ת'ונין מתועד בנקודת Fault Point

עבור פגם שלוש נקודות, רק רשת השקיפות החיובית משמשת.שלוש הגנרטורים מקבילים דרך הממירים בהתאמה שלהם.המצב החיובי המקבילה של ההשוואה שניתן לראות מהאוטובוס הוא השילוב המקביל של שלושה סניפים זהים.כל ענף יש Z1 gen + Z T = J0.15 + j0.0.0.pu., לכן Z1 e=0=0.0.0.0.0.

שלב 3: נקו את הכובד הנוכחי

3-phase Wrong נוכחי (per-ענישה) הוא I1=VirFLT:0prefaultFLT:1 / Z1 eq= 1.0 / j0.08=-j12.0 pu (magnitude 12.0 pu) בסיס הנוכחי ב 13.8 kV ו 10084 הוא IF:2FLT 3=100=100=R=1=100=A=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=41=0=0=41=41=0=41=41=41=41=0=0=0=41=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=0=1=0=1=1=1=0=0=0=1=1=1=1=1=1=1=1=1=1=1=1=1=0=0=1=1=0=0=1=1=0=0=0=0=0=1=1=1=1=1=1=1=1=1=0=1=1=

שלב 4: תרומות גנרטור

מאחר ששלוש הסניפים זהים, כל גנרטור תורם שליש מכלל הנוכחי: 50,208 / 3 ⁇ 16,736 A. ערך זה הוא בתוך יכולת ההפרעה האופיינית של מתג גיל בינוני (למשל, 40 kA ל-63 kA), המאשר כי ההפריים הם מספיקים.

ניתוח: קו בודד-to-Ground Fault

כדי להמחיש את הכוח של רכיבים סימטריים, לשקול טעות קו אחד על אותו אוטובוס.הרצף רשתות מחובר בסדרה.שימוש במקבילות הנחשקות: Z1 eq= j0.08 pu, Z2 eq-0.08-pus (כיוון שחוסר ראייה שלילי הוא מקבילה: J02=02 p) = J0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.08.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.08.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.08.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0

הרצף הכולל של טעות קו-קרקע אחת (phase A) הוא: I1=I2=I0= VFLT:0) ;0 (Z1 + Z2 + Z0)= 1.0/(j0.08 + j.0.01=0.01=0.78=0.78=0.02))=0.0.0.02/0.0.0.0.78 +0.78 +0.0.78 + Z2=0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0=0=0=0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.

תוצאות ודיון

ניתוח הרכיבים הסימטרי סיפק חישובים ברורים, ניתנים לדרכי פעולה עבור תקלות מאוזנות ולא מאוזנות.עבור שלוש הphase, ההאשמה הכוללת הנוכחית של 50.2 kA היא בדירוג 63 kA טיפוסי עבור 13.8 kV מתכת-cladclad מתג'ar, אם כי תיאום זהה הוא הכרחי כי להפריע זרמי היישר ליד המרבי עשוי למתח.

הניתוח היחיד של קו-קרקע מוכיח כיצד נייטרלי בעל בסיס מוצק עדיין יכול לאפשר זרם קרקעי משמעותי.אם ההתנגדות הניטרלית הייתה גדולה יותר, זרם הקרקע יהיה מופחת, עשוי לדרוש הגנה רגישה על הקרקע.זה סחר בין גודל נוכחי ורגישות מגן הוא החלטה עיצובית קלאסית.

הכחשה

עם תרומות ידועות, מהנדסים יכולים להגדיר ממסרים מקבילים (למשל, 51G עבור הקרקע, 51 עבור שלב) וממסרים שונים (87G עבור גנרטור, 87B לאוטובוס) כדי להשיג את הסלקטיביות.המסר השוני באוטובוס חייב לפעול במהירות עבור פגם אוטובוס לפני כל מגנרטור נפתח, תוך הימנעות מפעולות שגויות במהלך תקלות חיצוניות.

מסקנה

מחקר זה מורחב מראה כי השיטה של רכיבים סימטריים היא כלי חיוני לניתוח תקלות בתחנות כוח רב-מארגן. על ידי הצבת תנאים לא מאוזנים לשלוש רשתות רצף מאוזנות, מהנדסים יכולים ליישר זרמי אשמה עם בהירות ודיוק, גם כאשר כמה גנרטורים אינטראקציה.דוגמה של שלוש נקודות מבט ושבר חד-צדדי על בסיס משותף של מערכות הגנה, היא באופן ישיר של אמצעי הגנה או הגנה, כלומר, לא אמצעי הגנה על בסיס אחד, הוא באופן ישיר של תכונות בסיסיות של אמצעי הגנה, או הגנה, או הגנה, או הגנה, או אמצעי הגנה על בסיס כללי, הוא אמצעי הגנה, או אמצעי הגנה, באופן ישיר, הוא אמצעי הגנה, או אמצעי הגנה, הוא אמצעי הגנה, כמו גם על בסיס אחד, או אמצעי הגנה, כלומר, או אמצעי הגנה, הוא אמצעי הגנה, או אמצעי הגנה על בסיס קבוע, או אמצעי הגנה, או אמצעי הגנה, או אמצעי הגנה על בסיס קבוע, הוא אמצעי הגנה, או אמצעי הגנה, באופן ישיר של מערכת הגנה, באופן ישיר של מערכת הגנה על בסיס קבוע, הוא אמצעי הגנה על בסיס קבוע של מערכת הגנה, או אמצעי הגנה, עבור תכונות אבטחה, לא מתאים, או אמצעי הגנה, עבור תכונות אבטחה, או הגנה על בסיס קבוע, כמו גם על בסיס אחד, הוא אמצעי הגנה על בסיס קבוע,

לקריאה נוספת בנושא היא זמינה מ-FLT:0.WeCCIRLT:1 ,הנחיות ניתוח תקלות וספרי הלימוד הקלאסיים FLT:2Power System AnalysisFLT 3: 3 מאת ג'ון ג'יי גריינגר וויליאם ד. סטיבנסון הבן (McGraw-Hill).