Однофазное короткое замыкание
Однофазные короткие замыкания (К(1)) являются наиболее частым видом повреждения в сетях с глухозаземлёнными нейтралями. С таким режимом заземления работают cети напряжением 110 кВ и выше, а также сеть 0,4 кВ. На рисунке 3.11 приведена схема замещения воздушной ЛЭП, на которой произошло однофазное КЗ.
Ток КЗ ( ), возникающий под действием ЭДС , проходит по повреждённой фазе от источника питания к месту КЗ, проходит по земле и через заземлённые нейтрали (генераторов, трансформаторов) возвращается к источнику питания.
Напряжение поврежденной фазы А в точке К при металлическом КЗ снижается до нуля. При наличии переходного сопротивления между фазой А и землей это напряжение отличается от нуля.
Напряжения неповреждённых фаз В и С равны ЭДС этих фаз и совпадают с ними по фазе.
Построим векторные диаграммы полных токов и напряжений. Как и ранее построение векторных диаграмм начнём с базовых векторов , , (рисунок 3.12). Под действием ЭДС по петле короткого замыкания (фаза источника, фаза линии А, точка К, земля, нейтраль источника питания) протекает ток КЗ, величина которого определяется выражением
|
|
Активные и индуктивные сопротивления в выражении (3.8) должны учитывать сопротивление участка земли от места КЗ до нейтрали источника питания. Они отличаются от значений сопротивлений фаз при К(2) и К(3). Поэтому в данном выражении введён дополнительный индекс “(1)”
|
|
При К(2) и К(3) в расчёт принимаются сопротивления ПП и ОП, которые для линии можно принимать равными между собой.
При К(1) в сети с глухозаземлённой нейтралью, когда возникают токи НП, необходимо кроме z1 и z2 учитывать z0.
Вектор тока КЗ остаётся от вектора ЭДС на угол
|
Междуфазные напряжения в точке К равны
; ;
В неповреждённых фазах токи равны нулю.
Из рисунка 3.12 следует, что полные напряжения , , имеют в своём составе симметричные составляющие всех трёх последовательностей.
Из рисунка 3.12 следует также, что вектор напряжения ПП и совпадает по фазе с ЭДС . Векторы и равны по модулю и встречно направлены вектору ЕА. Геометрическая сумма напряжений ПП, ОП и НП равна нулю
.
Геометрические суммы напряжений ПП, ОП и НП неповреждённых фаз равны полным напряжениям неповрежденных фаз (рисунок 3.12).
;
.
Вектор полного тока однофазного КЗ следует также разложить на симметричные составляющие ПП, ОП и НП, которые будут иметь вид, указанный на рисунке 3.13.
Из рисунка 3.13 видно, что в составе полного тока КЗ содержатся все три системы симметричных составляющих. Причём все векторы (а их девять) по модулю равны между собой и равны одной трети вектора полного тока КЗ.
|
|
Векторы , , синфазны; их геометрическая сумма даёт полный ток фазы А.
.
Геометрические суммы последовательностей для неповреждённых фаз дают полные токи, равные нулю.
Построим векторные диаграммы полных токов и напряжений при К(1) для точки 1 (на шинах подстанции)
За исходные векторы примем векторы
Напряжение фазы А UА,1 на шине подстанции 1 определяется выражением
. (3.10)
Вектор напряжения на шине подстанции опережает ток своей фазы на угол
.
Фазные напряжения неповреждённых фаз остаются прежними
;
Междуфазное напряжение остаётся прежним.
Линейные напряжения и возрастают по величине.
Сравнивая векторные диаграммы на рисунках 3.12; 3.13 и 3.14, приходим к следующим выводам:
1) при удалении места КЗ от шин подстанции на повреждённой фазе появляется остаточное напряжение; при этом возрастают междуфазные напряжения;
2) при удалённых КЗ значения напряжений ОП и НП уменьшаются, а напряжения ПП возрастают;
|
|
3) из-за неодинаковости активно-индуктивного сопротивления системы и активно-индуктивного сопротивления повреждённого участка линии смещаются по фазе векторы напряжений ПП относительно векторов ОП и НП (рисунок 3.14);
4) поскольку токи в неповреждённых фазах отсутствуют, а протекает лишь ток в повреждённой фазе , векторная диаграмма токов ПП,ОП, НП (рисунок 3.13) для точек К и 1 остаётся неизменной.
Общие выводы
1. Токи и фазные напряжения при К(1) образуют несимметричные и неуравновешенные системы полных векторов, что свидетельствует о наличии в них составляющих ПП, ОП, НП.
2. В отличие от двухфазного КЗ при К(1) междуфазные напряжения в точке К (тем более на шинах подстанции) больше нуля.
3. Однофазное КЗ является менее опасным повреждением с точки зрения устойчивости работы ЭЭС и потребителей.
4. Сравнивая векторные диаграммы токов ОП и напряжений ОП, приходим к однозначному выводу: фазный ток ОП опережает напряжение ОП одноименной фазы на угол 1100 ÷ 1200. Данный угол учитывается при конструировании и расчётах реле мощности обратной последовательности.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 667; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!