Birden fazla jeneratörlü güç santralleri, sabit bir hata analizi gerektiren kritik altyapılardır, bu makale, simetrik bileşenlerin yöntemini kullanarak çok-jeneratif bir güç santralinde hata analizinin incelenmesini gerektirir.

Güç Sistemlerinde Yanlış Analize Giriş

Hata analizi, güç sistemi mühendisliğinin temel taşıdır. Sistem davranışını anormal koşullar altında incelemek içerir - üç fazlı, çizgi-to-line, çift çizgi-vardır ve tek yönlü hataları belirlemek için - hata akımlarını, gerilim diplerini belirlemek ve ekipmandaki stresleri belirlemek.Modern güç santrallerinde sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan bir hataya katkıda bulunur, çünkü her makine kendi iç dürtülerine, eski referans sistemi yanıt verir.

Çok-jeneratör bitkisinde hata analizinin birincil hedefleri şunlardır:

  • Kısıtlama ve röle koordinasyonu için maksimum ve minimum hata akımlarını ertelemek.
  • Zemin-fault nötrizerlerin veya zemin dirençlerinin etkisini değerlendirmek.
  • Senkron jeneratörlerin stabilitesini ve hatadan sonra değerlendirmek.
  • Hatalı bölümü izole eden koruyucu programları tasarlarken, güç tedarikini sağlıklı parçalara korur.

Geleneksel fasor bazlı hesaplamalar, 1918'de Charles LeGeyt Fortescue tarafından ilk olarak ortaya çıkan, bunun kaçınılmaz olduğunu kanıtlamaktadır.

Symmetrical components Method

Symmetrical bileşenler, üç bağımsız dengeli sisteme üç fazlı sistemlere dönüşmektedir: pozitif-sequence, negatif eşitsizlik ve sıfır-sequence. Her bir dizi ağ standart AC devre analizi kullanarak ayrı çözülebilir ve sonuçlar gerçek aşama miktarlarını elde etmek için yeniden bağlanır.Bu yöntem, gerçek-dünya rahatsızlıklarının büyük çoğunluğu için dikkate değer olmayan hataların analizini büyük ölçüde basitleştirir.

Olumlu Eşitlik Ağı

Olumlu denge ağı normal dengeli bir işlem altında sistemi temsil eder. Gerçler ve akımlar aynı büyüklüktedir ve fazda 120 derece ile ayrılır A-B-C. Tüm dönen makine -jeneratörler, motorlar, senkronizasyonlar - olumlu sonuçsuzluğu ile modellenir (örneğin Z1).

Olumsuz Eşitlik Ağı

Bir jeneratörün negatif tanımları, genellikle Z1'den daha düşük çünkü rotor birçok pratik analizde farklı bir manyetik yol sunar, Z2, amplitüdlütlü makineler için negatif-değer tepki olarak alınır.

Zero-Sequence Network

Sıfır Eşitlik ağı, tüm üç iletkende fazda olan mevcutları ele alır ve sıfırdan geri döner, nötr teller veya her ikisi de sıfırdan ayrılır Z0, rüzgar bağlantılarına (wye veya delta) ve zeminize uygulamalar.Eğer herhangi bir şekilde bir jeneratör için Z0 jeneratörün sıfırdan tepki X0 ve üç kez nötr zemini bozar.

simetrik bileşenler yönteminin önemli bir avantajı, üç sıralı ağların bağımsız olmasıdır; sadece hata noktasında bir şekilde hata türü tarafından dikilir (örneğin, tek bir line-to-ground hatası için seri bağlantı, bir line-to-line hatası için paralel bağlantı).

Symmetrical components'ı Multi-Generator Power Plant'a uygulayın

Birkaç jeneratör ortak bir otobüsle bağlantılı olduğunda, her jeneratörün sıra dışı tutmaları genel sıra ağda dikkate alınmalıdır. Gerçek interconnection, bitki topolojisine bağlıdır - jeneratörler bireysel molalar yoluyla tek bir otobüs beslemektedir veya jeneratör-dönüşümlü bir birim yapılandırmasında düzenlenirse.

Böyle bir bitkide bir hatayı analiz etmek için genel prosedür:

  1. [FONT:0] Olumlu, negatif ve sıfır-sequence impedance diagramları [DFLT:1), jeneratörler, dönüştürücüler, otobüs barları, iletim hatları ve herhangi bir yük mevcut hataya katkıda bulunur.
  2. [FONT:0]Her bir dizi ağ[[Dönetici:0) Hata noktasından görüldüğü gibi bir eşdeğer Thévenin dürtüsü için. multi-generator otobüs için, bu genellikle jeneratör dizilerinin paralel kombinasyonlarını içerir ve transformatörler ve hatların engellerini içerir.
  3. [FONT=0] Dizi ağlarını ([Döneticileri) doğru bir şekilde bağlayın. Üç fazlı dengeli bir hata için, sadece olumlu eşdeğerlik ağı kullanılır.
  4. [FONT:0]Ölçeğe göre, şu anki dizi için solunda (C) bir hata noktası olarak, Ohm'in kanununu kullanarak: I1 = V).
  5. [FONT:0)Transform serisi mevcutlar [Döndüşüküme Dönüşü] [Döndüşüküm: I}) = I1 + I2 + I0, [FLT] = 1 °.

Her bir jeneratörün toplam hata akımına katkısı, her bir dizi ağdaki mevcut bölünmeye göre mevcut diziyi dağıtarak bulunabilir. Bu, belirli bir jeneratörün molasını güvenli bir şekilde kesebilirse belirlemek önemlidir.

PerUnit System and Base Quantities

Hata hesaplamaları, tüm dizi ağlarında (pu) kullanımdan kaçınmak için neredeyse sadece per-unit (pu) sistemini kullanarak yapılır ve kendi derecelendirmesinde bulunan ekipmanların farklı gerilim seviyelerinden kolayca kombinasyonuna izin verilir.Bu durumda, dönüştürücünin dönüş oranını ve taban miktarlarını kullanarak benzer şekilde dönüştürülür.

per-unit hesaplamalarının ayrıntılı bir tedavisi için, okuyucular, Grainger ve Stevenson tarafından önerilen standart güç sistemi derslerini ifade edebilir.

Vaka Çalışması: Bus Fault ile Üç-Generator Plant

Vaka çalışması, üç aynı senkronizasyon jeneratörlü bir güç bitkisini içerir (her biri kendi tabanda 100 MVA, 13.8 kV) 13 saat dönüştürücüler aracılığıyla ortak bir otobüse bağlanır (3.8/138 kV, 100 MVA, X)

Sistem Data ve Asvolts

  • Jeneratör notları: 100 MVA, 13.8 kV, X “d = 0.15 pu (pozisyon) x2 = 0.12 pu, X0 = 0.06 pu (tüm jeneratörün kendi tabanında) jeneratörler 0,5 {{ tarafsız bir direnerek katı bir şekilde zemine sahiptir.
  • Transformer engellendi: 100 MVA üssünde 10% (0.1 pu), 13.8/138 kV. Basitlik için dönüştürücüler yüksek tarafta ve wye-delta olarak yerleştirilmiştir; sıfır-sequence yol, delta rüzgarları için tıkanır.
  • Hata yeri: 13.8 kV otobüsü (k noktası F).
  • Prefault gerilimi: Tüm otobüslerde 1.0 pu (glecting load flow effects).

Adım 1: Eşitlik Ağı Geliştirme

Her jeneratör alt transient tepkisi ile temsil edilir. Ortak 100 MVA üssünde, per-unit değerleri şunlardır:

  • 1. Jeneratör 1, 2, 3: Z1 = j0.15 pu, Z2 = j0.12 pu, Z0 = j0.06 p 3Z)[Dönemli[Dönemli)[Dönemli)[Düzücük)[Düzücükler için sıfırdan (p) 0,4 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
  • Transformer dürtü: Z)T) = j0.1 pu (üçüncü bir MVA üssünde) sıfırdan (bir tarafta) sıfırdan (parçalı) bir hata için, ancak hata düşük gerilim tarafındadır, bu yüzden dönüştürücü sıfırın sıfır olması sonsuza kadar kabul edilebilir.

2. Adım: Eşdeğer Thévenin Impedance at the Fault Point

Üç fazlı bir hata için, sadece olumlu sonuç ağ kullanılır. Üç jeneratörler ilgili dönüştürücüler aracılığıyla paraleldir.Bu nedenle, toplam Z1 eq = j0.08333 pu.

Adım 3: Hata Şimdiki Hesap

Üç fazlı hata akımı (per-unit) I1 = V)I) / Z1 eq = 1.0 / j0.08333 = -j12.0 pu (mevcut 12.0 pu) - 12.0 p = 12.0 x 4184 = 50,208 A (yaklaşık 5 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

Adım 4: Jeneratör Contributions

Üç şube aynı olduğundan, her jeneratör toplam hatanın üçte birine katkıda bulunur: 50,208 / 3 ⁇ 16,736 A. Bu değer, orta gerilim geçişinin tipik kesinti kapasitesi içindedir (örneğin, 40 kA'nın 63 kA'ya kadar)

Ek Analiz: Single Line-to-Ground Fault

3. simetrik bileşenlerin gücünü göstermek için, aynı otobüste tek bir çizgi-dikal hatayı göz ardı edebilir: (j0.12+j0.1) = s = ss.

Tek bir çizgi için mevcut olan toplam dizi-var hata (fay A): I1 = I2 = I0 = V)[Z1 + Z2 + Z0) = 1.0 / (j0.08333 + J0.07333 + (878 + j0.02) = 0,7|7666) Bu nedenle, üç tane daha düşük değerde 3,4 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

Sonuçlar ve Tartışma

simetrik bileşenler analizi hem dengeli hem de dengesiz olmayan hataların açıklanması için kullanılabilir hesaplamalar sağladı. Üç fazlı hata için, toplam 50.2 kA mevcut olan toplam hata, jeneratörün kapasitesindedir; ancak, subtransient'nin hızlı çürümesi gerekli olsa da, en yüksek seviyedeki mevcut hataları kesintiye uğratmalıdır.

Tek çizgili hata analizi, sağlam bir zemine sahip nötrin hala önemli bir zemin akımına izin verebilir. Eğer tarafsız direnici daha büyük olsaydı, zemin-fault mevcut azaltılacaktı, potansiyel olarak hassas zemin-fault koruması gerektirir.Bu ticaret-tavaplama hassasiyeti ile koruyucu hassasiyet klasik bir tasarım kararıdır.

Koruyucu süzgeçleme

Bilinen hata katkılarıyla, mühendisler, herhangi bir jeneratör açmadan önce otobüs için sabit bir şekilde çalıştırılabilirler, dış hatalar sırasında simetrik bileşenler yaklaşımın düzeltilmesi için gereken dizileri sağlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Bu genişletilmiş vaka çalışması, simetrik bileşenlerin yönteminin, çok-jenere güç bitkilerindeki hata analizi için temel bir araçtır.Tahmin olmayan koşulların üç dengeli bir dizi ağa indirgenmesiyle, mühendisler mevcut hataların boyutlarını doğrudan etkileyebilirler, birkaç fazlı etkileşimdeyken bile, koordinasyon ve tek bir satır tabanlı hata örneği, bu tür bir usta sistemlerin genel güvenliğini gösterir, dönüştürücü bir güç için doğrulayıcının seçimi, koordinasyonu ve doğrudan doğru bir şekilde etkilemez.

Konu hakkında daha fazla okuma, [[Dönetici:0)WECC) hata analizi yönergeleri ve klasik ders kitabı:2)Power System Analysis) John J. Grainger ve William D. Stevenson Jr. (McGraw-Hill).