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

故障電流解析では、トランスは漏れリアクタンスを使用してモデル化され、伝送線路は等価な直列リアクタンスで表されます。
同期マシンは、サブトランジェントリアクタンスの背後にある定電圧源としてモデル化されます。
この解析では、巻線抵抗と直列抵抗、シャントアドミタンス、デルタY位相シフト、電機子抵抗、飽和、顕著性、非回転インピーダンス負荷、および50馬力未満の小型モーターは除外されます。
同期発電機が2つの変圧器と送電線を介してモーターに電力を供給する1本の線図を考えてみましょう。三相短絡は、正のシーケンス等価回路を使用して解析されます。
同期マシンの故障前の内部電圧は、サブトランジェントリアクタンスの背後に表されます。
この障害は、スイッチが閉じたときに発生し、障害点で電圧降下を引き起こします。
重ね合わせは、結果として生じる故障電流を計算するために使用されます。フェーザが障害前の電圧と一致する場合、2番目の回路は障害前のシステムを表します。
この方法は、障害時のシステム動作を予測し、安定性を確保し、損傷を軽減します。

電力システムの 3 相短絡

Power System Three-Phase Short Circuits

電力システムにおける過渡故障電流の判定には、変圧器を漏れリアクタンスで、送電線を等価直列リアクタンスで、同期機を過渡電気子リアクタンスの背後にある定電圧源で表すことが含まれます。この分析では、巻線抵抗、直列抵抗、並列アドミタンス、デルタ Y 位相シフト、電機子抵抗、飽和、突極性、非回転インピーダンス負荷、定格 50 馬力未満の小型モーターなどの特定の要素は除外されます。これは、過渡故障電流への影響が無視できるほど小さいか、結果に大きな影響を与えずに分析を複雑にするためです。 
3 相短絡が発生すると、同じ位相値を持つ 2 つの反対電圧源を使用して故障がモデル化されます。故障電流を計算するために重ね合わせの原理が適用されます。これには、同じ位相値を持つ 2 つの反対電圧源を使用することが含まれ、これにより、位相値を削除してシステムを簡素化し、故障電流成分を分離して計算を容易にすることができます。 
過渡故障電流を決定する手順では、発電機とモーターの両方の寄与を考慮する必要があります。初期回路条件を使用し、適切なリアクタンスを適用することで、過渡故障電流を正確に計算できます。このアプローチにより、解析で故障が電力システムに及ぼす直接的な影響が考慮されるようになります。 
この方法は、障害発生時の電力システムの動作に関する重要な洞察を提供し、エンジニアがそのようなイベントに耐えられるシステムを設計できるようにします。過渡障害電流を予測する機能は、システムの安定性を維持し、潜在的な損害を最小限に抑えるのに役立ちます。障害発生時のさまざまなコンポーネントの寄与を理解し、それらのリアクタンスを正確にモデル化することは、効果的な障害管理に不可欠です 。
この解析は、主要なリアクタンスに焦点を当て、重ね合わせを採用することで、堅牢な電力システムの設計と管理に役立ちます。これにより信頼性と安全性が確保され、障害発生時に効果的な緩和戦略が可能になります。障害の挙動を予測し、その直接的な影響を理解することは、電気ネットワークの整合性を維持し、障害発生時に電力システムが確実に動作し続けることができるようにするために不可欠です。

故障電流解析では、トランスは漏れリアクタンスを使用してモデル化され、伝送線路は等価な直列リアクタンスで表されます。
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主要用語と概念

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

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series r&#8212;l circuit transients

Fault Current in a Series R-L Circuit

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

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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

JoVE Core 電気工学 は、電気回路の基本概念と回路解析テクニックを網羅したアニメーションビデオシリーズです。オペアンプと回路変換および 1 次・ 2 次回路の概念を網羅しています。実験を撮影した実写動画では、設計例や現代社会での応用が含まれており、複雑な概念も分かりやすく学習いただけます。

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Subtransient Fault Current in Power Systems

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