درصد راکتانس در سیستم قدرت (ترانسفورماتور، ژنراتور یا راکتور) در آزمون نظام مهندسی برق
درصد راکتانس عناصر سیستم قدرت مانند ژنراتور، ترانسفورماتور و راکتور به طور گسترده در محاسبات اتصال کوتاه در صورت بروز هرگونه عیب در سیستم استفاده می شود.
اکثر خطاها در سیستم قدرت منجر به یک وضعیت اتصال کوتاه می شود. هنگامی که چنین شرایطی رخ می دهد، یک جریان سنگین (به نام جریان اتصال کوتاه ) از تجهیزات عبور می کند و باعث آسیب قابل توجهی به تجهیزات و وقفه در خدمات به مصرف کنندگان می شود.
جریان اتصال کوتاه در سیستم توسط امپدانس تجهیزات متصل به سیستم تا نقطه خطا محدود می شود.
اگر در نقطه F روی فیدر خطا رخ دهد، جریان اتصال کوتاه از ایستگاه تولید مقداری محدود به امپدانس ژنراتور و ترانسفورماتور و امپدانس خط بین ژنراتور و نقطه خطا خواهد داشت. این نشان می دهد که آگاهی از امپدانس تجهیزات و مدارهای مختلف در سیستم برای تعیین جریان های اتصال کوتاه ضروری است.
برای اینکه محاسبه اتصال کوتاه سریعتر انجام شود، راکتانس ژنراتورها، ترانسفورماتورها و راکتورها معمولاً بر حسب درصد راکتانس بیان می شود.
تعریف و معادله راکتانس درصد
درصد راکتانس مدار به عنوان درصد کل ولتاژ فاز کاهش یافته در مدار زمانی که جریان با بار کامل از آن عبور می کند تعریف می شود.
بنابراین درصد راکتانس یک ترانسفورماتور درصد افت ولتاژ فاز زمانی است که جریان بار کامل از آن عبور می کند.
از طرف دیگر، درصد راکتانس (%X) را نیز می توان بر حسب kVA و kV به صورت زیر بیان کرد:
اگر X تنها عنصر راکتانس در مدار باشد، جریان اتصال کوتاه با ;
یعنی جریان اتصال کوتاه با ضرب جریان بار کامل در 100/% X بدست می آید.
مثال:
اگر درصد راکتانس یک ترانسفورماتور 20% و جریان بار کامل 50 A باشد.
آنگاه جریان اتصال کوتاه 50 × 100/20 = 250 A خواهد بود که فقط آن ترانسفورماتور در مدار باشد.
مزایای راکتانس درصدی نسبت به راکتانس اهمی؟
شاید بد نباشد در اینجا به مزیت استفاده از راکتانس درصدی به جای راکتانس اهمی در محاسبات اتصال کوتاه اشاره کنیم. مقادیر راکتانس درصد بدون تغییر باقی می‌مانند که از طریق ترانسفورماتورها ارجاع می‌شوند، بر خلاف راکتانس‌های اهمی که در مجذور نسبت تبدیل ضرب یا تقسیم می‌شوند. این روش را ساده می کند و امکان محاسبات سریع را فراهم می کند.
- راکتانس درصدی به محاسبات اتصال کوتاه سریع اجازه می دهد
- به خاطر سپردن و استفاده آسان: 13200V+/-1350 +/-2725 V سخت تر از 13200V +/ – 2.5% +/- 5% است.
- مقایسه و تخمین ماشین‌ها را مستقل از ولتاژ و جریان کار امکان‌پذیر می‌کند: ترانسفورماتورهای توزیع کوچک Xd=ucc = 3/4% دارند و با ولتاژ و توان افزایش می یابند. ترانسفورماتورهای 132 کیلوولت دارای راکتانس 11/15 درصد هستند.
- محاسبه را در سیستم های قدرت با اجتناب از نسبت ترانسفورماتور، با استفاده از سیستم در واحد، به عنوان مثال در محاسبات اتصال کوتاه، فعال می کند.
درصد راکتانس و پایه kVA
از بیان%ایکس=(kVA)ایکس10(کیلوولت)2واضح است که درصد راکتانس یک تجهیزات به رتبه kVA آن بستگی دارد.
به طور کلی، تجهیزات مختلف مورد استفاده در سیستم قدرت دارای رتبه بندی kVA متفاوتی هستند. بنابراین، یافتن درصد راکتانس تمام عناصر در یک رتبه بندی kVA مشترک ضروری است. این رتبه بندی رایج kVA به عنوان kVA پایه شناخته می شود .
مقدار این پایه kVA کاملاً بی اهمیت است و ممکن است:
- برابر با بزرگترین گیاه
- برابر با ظرفیت کل کارخانه
- هر مقدار دلخواه
تبدیل را می توان با استفاده از رابطه زیر انجام داد:
بنابراین، یک ترانسفورماتور 1000 کیلوولت آمپر با راکتانس 5 درصد دارای راکتانس 10 درصد در پایه 2000 کیلوولت آمپر خواهد بود.
