Name: subtransient fault current in power systems
Uploaded: 2024-11-21T14:54:30.000Z
Duration: 1 min 21 s
Channel: JoVE

Nell'analisi della corrente di guasto, i trasformatori sono modellati utilizzando reattanze di dispersione, mentre le linee di trasmissione sono rappresentate da reattanze in serie equivalenti.
Le macchine sincrone sono modellate come sorgenti di tensione costante dietro reattanze subtransitorie.
Questa analisi esclude le resistenze di avvolgimento e in serie, le ammettenze di shunt, gli sfasamenti delta-Y, la resistenza dell'armatura, la saturazione, la salienza, i carichi di impedenza non rotanti e i piccoli motori inferiori a 50 cavalli.
Si consideri uno schema unifilare di un generatore sincrono che alimenta un motore tramite due trasformatori e una linea di trasmissione. Un cortocircuito trifase viene analizzato utilizzando il circuito equivalente a sequenza positiva.
Le tensioni interne pre-guasto delle macchine sincrone sono rappresentate dietro le loro reattanze subtransitorie.
Il guasto si verifica quando l'interruttore si chiude, causando una caduta di tensione nel punto di guasto.
La sovrapposizione viene utilizzata per calcolare la corrente di guasto risultante. Se il fasore corrisponde alla tensione pre-guasto, il secondo circuito rappresenta il sistema prima del guasto.
Questo metodo prevede il comportamento del sistema durante i guasti, garantendo stabilità e riducendo i danni.

corto circuiti trifase nei sistemi di alimentazione

Power System Three-Phase Short Circuits

La determinazione della corrente di guasto subtransitoria in un sistema di alimentazione comporta la rappresentazione dei trasformatori tramite le loro reattanze di dispersione, delle linee di trasmissione tramite le loro reattanze di serie equivalenti e delle macchine sincrone come sorgenti di tensione costante dietro le loro reattanze subtransitorie. In questa analisi, alcuni elementi sono esclusi, come resistenze di avvolgimento, resistenze di serie, ammettenze in parallelo, spostamenti di fase delta-Y, resistenza dell'indotto, saturazione, salienza, carichi di impedenza non rotanti e piccoli motori con potenza nominale inferiore a 50 cavalli, perché il loro impatto sulla corrente di guasto subtransitoria è trascurabile o complica l'analisi senza influenzare significativamente i risultati.

Quando si verifica un cortocircuito trifase, il guasto viene modellato utilizzando due sorgenti di tensione opposte con valori di fasore uguali. Il principio di sovrapposizione viene applicato per calcolare la corrente di guasto. Ciò comporta l'utilizzo di due sorgenti di tensione opposte con valori di fasore uguali, il che consente di semplificare il sistema rimuovendo il valore di fasore, isolando così la componente di corrente di guasto per un calcolo più semplice.

La procedura per determinare la corrente di guasto subtransitoria comporta la considerazione dei contributi sia del generatore che del motore. Utilizzando le condizioni iniziali del circuito e applicando le reattanze appropriate, la corrente di guasto subtransitoria può essere calcolata con precisione. Questo approccio assicura che l'analisi tenga conto degli effetti immediati del guasto sul sistema di alimentazione.

Questo metodo fornisce informazioni essenziali sul comportamento del sistema di alimentazione durante i guasti, consentendo agli ingegneri di progettare sistemi in grado di resistere a tali eventi. La capacità di prevedere la corrente di guasto subtransitoria aiuta a mantenere la stabilità del sistema e a ridurre al minimo i potenziali danni. Comprendere i contributi dei diversi componenti durante un guasto e modellare accuratamente le loro reattanze è fondamentale per una gestione efficace dei guasti.

Concentrandosi sulle reattanze chiave e impiegando la sovrapposizione, questa analisi aiuta nella progettazione e gestione di sistemi di alimentazione robusti. Ciò garantisce affidabilità e sicurezza, consentendo strategie di mitigazione efficaci durante i guasti. Prevedere il comportamento dei guasti e comprenderne l'impatto immediato è fondamentale per mantenere l'integrità delle reti elettriche, assicurando che i sistemi di alimentazione possano continuare a funzionare in modo affidabile in condizioni di guasto.

Corto circuiti trifase nei sistemi di alimentazione

Nell'analisi della corrente di guasto, i trasformatori sono modellati utilizzando reattanze di dispersione, mentre le linee di trasmissione sono rappresentate da reattanze in serie equivalenti.
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subtransient fault current in power systems

Subtransient fault current analysis in a power system uses simplified models for the main equipment. Transformers are represented by their leakage reactances. Transmission lines are modeled with equivalent series reactances, and synchronous machines are treated as constant voltage sources behind their subtransient reactances.

Several elements are left out of the calculation because their effect on the immediate fault current is small or they make the model harder without changing the result much. These include winding resistances, series resistances, shunt admittances, delta-Y phase shifts, armature resistance, saturation, saliency, non-rotating impedance loads, and small motors rated below 50 horsepower. Removing these parts keeps the fault study focused on the most important reactances.

A three-phase short circuit is modeled with two opposing voltage sources that have equal phasor values. Phasors are rotating values used to describe AC voltage and current. The superposition principle is then used to find the fault current by removing the equal phasor values and isolating the fault component.

The calculation also includes the contributions from both the generator and the motor. Using the initial circuit conditions and the correct reactances, the subtransient fault current can be found accurately. This method helps engineers understand the first effects of a fault, predict system behavior, and design power systems that can better handle short-circuit events.

Subtransient Fault Current in Power Systems

subtransient-fault-current-in-power-systems

series r&#8212;l circuit transients

Fault Current in a Series R-L Circuit

A series resistor-inductor, or R-L, circuit can model a three-phase short circuit when the switch closes at the start of the time period. In this fault condition, all three phases of an unloaded synchronous machine are short-circuited. With no fault impedance and no initial current, the starting voltage depends on the source voltage phase angle. Kirchhoff's Voltage Law, or KVL, is used to analyze the circuit and find the total asymmetrical fault current. This current has two parts. The AC...

three-phase short circuit&#8212;unloaded synchronous machine

three-phase-short-circuitunloaded-synchronous-machine

Synchronous Machine Fault Current Decay

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power system three-phase short circuits

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bus impedance matrix

Three-Phase Fault Current Analysis

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circuit breaker and fuse selection

Protective Devices in Power Systems

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Generator Sequence Currents and Impedances

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Transformer Sequence Networks in Per Unit

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Power System Faults in Sequence Networks

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key terms and concepts

Learn how transformers, lines, generators, and motors are modeled to calculate subtransient fault current during a three-phase short circuit.

Subtransient Fault Current in Power Systems | JoVE K12

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Subtransient Fault Current in Power Systems

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