Definition: Das Einlinien-Diagramm ist die Darstellung eines Stromnetzes unter Verwendung eines einfachen Symbols für jede Komponente. Das Einlinien-Diagramm eines Stromversorgungssystems ist das Netz, das die Hauptverbindungen und die Anordnung der Systemkomponenten zusammen mit ihren Daten (wie Ausgangsleistung, Spannung, Widerstand und Reaktanz usw.) zeigt.
Es ist nicht notwendig, alle Komponenten des Systems in einem Einlinien-Diagramm darzustellen, z. B. müssen Leistungsschalter nicht in der Lastflussstudie gezeigt werden, sind aber ein Muss für eine Schutzstudie. Im Einstrangschema werden die Anlagenkomponenten in der Regel in Form ihrer Symbole gezeichnet. Generator- und Transformatoranschlüsse, Stern-, Dreieck- und Sternpunkt-Erdung werden durch Symbole angezeigt, die neben der Darstellung dieser Elemente gezeichnet werden.
Leistungsschalter werden durch rechteckige Blöcke dargestellt. Die folgende Abbildung zeigt das Einlinien-Diagramm eines typischen Blocksystems. Es ist schwierig, das Liniendiagramm für die wenigen Komponenten zu zeichnen. Daher wird zur Vereinfachung das Impedanzdiagramm für die Darstellung der Komponenten des Stromversorgungssystems verwendet.
Impedanzdiagramm für das Stromversorgungssystem
Im Impedanzdiagramm wird jede Komponente durch ihr Ersatzschaltbild dargestellt, z. B. der Synchrongenerator an der Erzeugungsstation durch eine Spannungsquelle in Reihe mit dem Widerstand und der Reaktanz, der Transformator durch ein nominales ∏-Ersatzschaltbild. Die Last wird als passiv angenommen und durch einen ohmschen und induktiven Blindwiderstand in Reihe dargestellt. Die Erdungsimpedanz erscheint nicht im Diagramm, da der symmetrische Zustand angenommen wird.
Das unten gezeigte Diagramm ist das symmetrische 3-Phasen-Diagramm. Es wird auch als Mitlaufdiagramm bezeichnet. Für die Darstellung des Mit-, Gegen- und Nullsystemes werden ebenfalls drei separate Diagramme verwendet. Die drei separaten Impedanzdiagramme werden im Kurzschluss für die Untersuchungen von unsymmetrischen Fehlern verwendet.
Das Impedanzdiagramm kann weiter vereinfacht werden, indem man bestimmte Annahmen trifft und auf eine vereinfachte Reaktanz reduziert. Das Reaktanzdiagramm wird unter Vernachlässigung des Wirkwiderstandes des Generatorankers, des Transformatorwicklungswiderstandes, des Übertragungsleitungswiderstandes, der Leitungsaufladung und des Magnetisierungskreises der Transformatoren gezeichnet. Das Reaktanzdiagramm des Stromversorgungssystems ist unten dargestellt.
Reaktanzdiagramm für das Stromversorgungssystem
Das Reaktanzdiagramm liefert ein genaues Ergebnis für viele Studien des Stromversorgungssystems, wie z. B. Kurzschlussstudien usw. Der Wicklungswiderstand, einschließlich des Leitungswiderstands, ist im Vergleich zur Streureaktanz recht klein, und der Nebenschlusspfad, der die Leitungsaufladung und den Transformator-Magnetisierungskreis umfasst, bietet eine sehr hohe Parallelimpedanz mit Fehler.
Wenn der Widerstand weniger als ein Drittel der Reaktanz beträgt und der Widerstand ignoriert wird, dann beträgt der eingeführte Fehler nicht mehr als 5 %. Wenn der Widerstand und die Reaktanz ignoriert werden, können Fehler bis zu 12 % eingeführt werden. Die Fehler bedeuten, dass ihre Berechnung einen höheren Wert ergibt als den tatsächlichen Wert.