per unit kısa devre hesabı
DESCRIPTION
Per unit system hesabıTRANSCRIPT
EES 455 - 20.12.2011
KISA DEVRE HESABI
EES 455 - 20.12.2011
Kısa devre arızası
Zsc Arıza noktasından
önceki tüm sistemin eşdeğer empedansı
ZsYük empedansı
EES 455 - 20.12.2011
Kısa Devre Gücü Arıza akımlarını hesaplama gerekliliği
Arıza akımlarına dayanıklı Arıza akımlarını izole edebilecek kapasitedeteçhizat seçimi yapabilmek
Güç sistemlerinde ana kaynak generatörlerdir. Trafolar ise gücün istenilen gerilim seviyelerine dağıtılmasında kullanılır.
Arıza, generatörlerden veya trafolardan sonraki kısımlarda meydana gelir. İlk durumda arıza akımını sadece kaynak empedansı sınırlarken, ikinci durumda ise trafo empedansı arıza akımını belirleyen önemli bir faktördür.
Genelde, en yüksek arıza akımları üç faz arızalarında oluşur. Bu yüzden, teçhizatın arızaya dayanımı açısından üç faz arızaları referans alınır.
Kısa devre akımı anında söz konusu olan güce kısa devre gücü denir.
EES 455 - 20.12.2011
… Kısa Devre Gücü
Şekildeki arıza akımı, trafo reaktansı ve aradaki bağlantı kablolarının empedansları tarafından sınırlanır.
Bağlantı kablolarının empedansları ihmal edilirse, arıza akımı;
Trafo Kısa Devre Gücü
EES 455 - 20.12.2011
EES 455 - 20.12.2011
Örnek
EES 455 - 20.12.2011
… Örnek
EES 455 - 20.12.2011
Yukarıdaki örneklerde, hesaplamaları basitleştirmek için bazı kabuller yapılmıştır; Arızanın şalt sahasına çok yakın olduğu varsayılarak aradaki kablo
empedansları ihmal edilmiştir (1. örnekte) Ark direnci ihmal edilmiştir. Kablo empedansı ile trafo empedansı (reaktans) arasındaki faz açısı
sıfır kabul edilerek, söz konusu empedans değerleri kompleks matematik kullanılmadan toplanmıştır.
Generatörden önceki şebekenin kaynak empedansı ihmal edilmiştir. (Sonsuz bara / sonsuz kısa devre gücü)
Bahsedilen ihmaller yapılmadığında ve kesin değerlere ulaşılmak istendiğinde, hesaplamalar çok karmaşık hale gelmekte ve simülasyon yazılımlarının kullanılması gereği doğmaktadır.
Kesin sonuçlar ile ihmaller yapıldığında elde edilen sonuçlar arasında genellikle %5 civarında hatalar söz konusu olmaktadır. Dolayısıyla, koruma ayarları ve teçhizat karakteristiklerini belirlemek için arıza akımlarını hesaplarken yapılan kabul ve ihmaller tatmin edici sonuçlar sağlamaktadır.
EES 455 - 20.12.2011
Sonsuz bara
• Kısa devre gücü sonsuz, kaynak empedansı sıfırdır.
• Sonsuz baranın gerilimi sabittir, reaktif tüketim ne olursa olsun değişmez
EES 455 - 20.12.2011
Kısa Devre Hesaplama Yöntemleri
Ohm metoduEmpedanslar ohm cinsinden ifade edilir
Yüzde empedans metoduEmpedanslar ortak bir baz empedansın yüzdesi
cinsinden ifade edilir Per unit metodu
Yüzde empedans metodundan farkı, empedansların yüzde yerine ondalık cinsinden ifade edilmesidir.
Ohm Metodu
Örnek (Ohm metodu)
EES 455 - 20.12.2011
… Ohm metodu
!!! Yukarıda formüller; Z empedansının yalnızca indüktif reaktanstan (X) ibaret olduğu, yani R bileşeninin ihmal edilebileceği varsayımı ile oluşturulmuştur.
EES 455 - 20.12.2011
Yüzde Empedans Metodu
EES 455 - 20.12.2011
…Yüzde Empedans Metodu (Örnek)
EES 455 - 20.12.2011
Per Unit Metodu
EES 455 - 20.12.2011
Bazen incelemeleri kolaylaştırmak amacıyla bir barayı sonsuz güçlü kabul etme olanağı vardır. Bu durum baranın bir sonsuz kısa devre gücüne sahip olduğunu ifade eder. Bu ise bir birim eşdeğer empedans belirttiğinden sabit gerilimi korumakla bir baranın daima yeter derecede güçlü olduğunu ifade eder.
IUKDG
eşkd Z
0,1i
eşkd Z
0,10,1i0,1KDG
eşZ
0,1KDG
Per Unit Metodu (Örnek)
EES 455 - 20.12.2011
…Örnekler 154 kV Bornova barasında 3 faz
kısa devre akımı : Ikd = 19,459 pu olarak verilmiştir. UB=154 kV ve SB=100 MVA ise 154 kV ve 10,5 kV baralarda oluşacak kısa devre akımlarını hesaplayınız.
puIpu
UpuZ puS 051,0
459,19
1)( ZS Sistem empedansı:
IB Baz akım: AU
SI
B
BB 9,374
101543
10100
3 3
6
154 kV barada oluşacak kısa devre akımı:
AIII puBkd 2,7295459,199,374
EES 455 - 20.12.2011
10,5 kV barada oluşacak kısa devre akımını bulmak için öncelikle trafo empedansının 100 MVA baz için değeri bulunur :
…Örnekler
puZ putr 34,05,62
1002125,0)(
10,5 kV barada oluşacak kısa devre akımı:
puZZ
UI
trS
Spukd 557,2
34,0051,0
1)(
AIII puBkd 14060557,2105,103
101003
6
EES 455 - 20.12.2011
…Örnekler Şekilde görüldüğü gibi dört adet birbirinin
aynı genaratör paralel olarak işletilmektedir. Her birinin 11 kV anma geriliminde 25 MVA anma gücü vardır. Her birine ait geçici reaktans Xd = 0,16 pu olduğuna göre 3~ kısa devre gücünü hesaplayınız.
K
G1 G2 G3 G4
11kV
0,16
K
0,160,160,16 puxeş 04,04
16,0 pu25
04,0
1
Z
1KDG
eş
MVA62525.25SKDGKDG B pu2504,0
1
Z
1i
eş
kd
A154,131210113
1025
U3
SI
3
6
B
BB
A32803154,131225IZ
1IiI B
eş
Bkdkd