29.4 : Матрица импеданса шины

Расчет сверхпереходных токов короткого замыкания для трехфазных коротких замыканий в системе питания N-шины подразумевает использование сети положительной последовательности. Когда трехфазное короткое замыкание происходит на определенной шине, анализ использует метод суперпозиции для оценки двух отдельных цепей.

В первой схеме все источники напряжения машины закорочены, оставляя только источник предаварийного напряжения в месте неисправности. Матрица импеданса шины прямой последовательности может быть определена путем решения узловых уравнений, которые включают матрицу проводимости шины прямой последовательности. При наличии одного источника напряжения на неисправной шине матричное решение узловых уравнений дает ток неисправности и напряжение на любой шине.

Вторая схема отражает предаварийные условия. Пренебрегая предаварийными токами нагрузки, все напряжения принимаются равными предаварийному напряжению. Эквивалентная схема для токов короткого замыкания включает как собственные импедансы, так и взаимные импедансы. Пренебрегая предаварийными токами нагрузки, предполагается, что все синхронные машины имеют равные внутренние источники напряжения, которые могут быть представлены одним эквивалентным источником.

Первоначально, при разомкнутом переключателе, все токи равны нулю, и каждая шина имеет одинаковое напряжение. Когда переключатель замыкается, на указанной шине происходит короткое замыкание, в результате чего ее напряжение падает до нуля.

Этот подход обеспечивает комплексный метод определения сверхпереходных токов короткого замыкания и их влияния на энергосистему. Сосредоточившись на сети положительной последовательности и используя принцип суперпозиции, инженеры могут точно предсказать поведение системы во время короткого замыкания. Этот метод гарантирует, что потенциальные сбои и повреждения могут быть сведены к минимуму, способствуя стабильности и надежности энергосистемы.

Понимание динамики сверхпереходных токов короткого замыкания имеет решающее значение для эффективного проектирования и управления энергосистемой. Благодаря точному моделированию и анализу условий короткого замыкания инженеры могут разрабатывать стратегии для смягчения последствий короткого замыкания, обеспечивая непрерывную и стабильную работу электрических сетей. Этот анализ формирует основу для проектирования надежных систем, способных эффективно выдерживать и восстанавливаться после короткого замыкания.