29.4 : Bus-Impedanzmatrix

Die Berechnung subtransienter Fehlerströme für Dreiphasenfehler in einem N-Bus-Stromversorgungssystem erfolgt über das Mitsystem. Wenn an einem bestimmten Bus ein Dreiphasenkurzschluss auftritt, wird bei der Analyse die Überlagerungsmethode verwendet, um zwei separate Stromkreise zu bewerten.

Im ersten Schaltkreis werden alle Maschinenspannungsquellen kurzgeschlossen, sodass nur die Spannungsquelle vor dem Fehler an der Fehlerstelle verbleibt. Die Impedanzmatrix des Mitsystems kann durch Lösen der Knotengleichungen bestimmt werden, die die Admittanzmatrix des Mitsystems enthalten. Bei einer einzelnen Spannungsquelle am fehlerhaften Bus liefert die Matrixlösung der Knotengleichungen den Fehlerstrom und die Spannung an jedem Bus.

Der zweite Schaltkreis spiegelt die Bedingungen vor dem Fehler wider. Durch Vernachlässigung der Lastströme vor dem Fehler wird angenommen, dass alle Spannungen der Spannung vor dem Fehler entsprechen. Der Ersatzschaltkreis für Kurzschlussströme umfasst sowohl Eigenimpedanzen als auch gegenseitige Impedanzen. Durch Vernachlässigung der Lastströme vor dem Fehler wird angenommen, dass alle Synchronmaschinen gleiche interne Spannungsquellen haben, die durch eine einzige Ersatzquelle dargestellt werden können.

Wenn der Schalter geöffnet ist, sind zunächst alle Ströme gleich Null und jeder Bus hat die gleiche Spannung. Wenn der Schalter geschlossen wird, entsteht am angegebenen Bus ein Kurzschluss, wodurch seine Spannung auf Null fällt.

Dieser Ansatz bietet eine umfassende Methode zur Bestimmung der subtransienten Fehlerströme und ihrer Auswirkungen auf das Stromnetz. Indem sie sich auf das Mitsystem konzentrieren und das Superpositionsprinzip anwenden, können Ingenieure das Verhalten des Systems während eines Fehlers genau vorhersagen. Diese Methode stellt sicher, dass potenzielle Störungen und Schäden minimiert werden können, was zur Stabilität und Zuverlässigkeit des Stromnetzes beiträgt.

Das Verständnis der Dynamik subtransienter Fehlerströme ist für die effektive Gestaltung und Verwaltung von Stromnetzen von entscheidender Bedeutung. Durch die genaue Modellierung und Analyse von Fehlerzuständen können Ingenieure Strategien entwickeln, um die Auswirkungen von Fehlern zu mildern und so einen kontinuierlichen und stabilen Betrieb von Stromnetzen sicherzustellen. Diese Analyse bildet die Grundlage für die Gestaltung robuster Systeme, die Fehlern standhalten und sich effizient davon erholen können.