3 Виды коротких замыканий. 3.1 Трёхфазное короткое замыкание

3 Виды коротких замыканий

3. 1 Трёхфазное короткое замыкание

Симметричное трёхфазное короткое замыкание К⁽³⁾ – наиболее простой для расчёта и анализа вид повреждения. Оно характерно тем, что токи КЗ во всех фазах равны по величине как в месте возникновения КЗ, так и в любой другой точке сети, а также равны между собой фазные и линейные напряжения в любом сечении трёхпроводной линии, т. е.

 

; ; .

На рисунке 3. 1 показан участок воздушной ЛЭП, на котором возникло металлическое трёхфазное КЗ.

 

 

В приведённой схеме векторами  показаны условно положительные направления токов КЗ - от источника питания к месту повреждения.

При расчётах токов короткого замыкания и остаточных напряжений на шинах подстанции 1 токами нагрузки следует пренебречь.  

Построение векторной диаграммы следует начать с векторов фазных ЭДС

Под действием фазных ЭДС в каждом фазном проводе протекает ток короткого замыкания величина которого определяется выражением:

                                                                 

(3. 1)

 где:

- - фазная ЭДС ( или или );

- Z_C и Z_Л полные комплексные сопротивления электрической системы и участка линии от шин питающей подстанции, где установлена релейная защита, до места КЗ;

- R_C, X_C, R_Л, X_Л – активные и реактивные сопротивления системы и участка линии.

 

 

Токи КЗ в фазах сдвинуты в сторону отставания относительно одноимённых ЭДС на угол системы .

 

(3. 2)

.

 

Междуфазные напряжения в точке К равны нулю. Фазные напряжения в точке К также равны нулю.

 а также

Остаточные фазные напряжения на шинах подстанции 1 определяются выражениями:

	(3. 3)

    или для фазы А

 

, т. е. равно геометрической сумме векторов напряжений на активном и реактивном сопротивлениях повреждённого участка линии от шин до точки К.

Модули фазных напряжений на шинах подстанции 1 имеют одинаковые значения. Каждый вектор напряжения на шинах подстанции опережает ток в своей фазе на угол .

 

(3. 4)

.

 

Для воздушных ЛЭП 35 кВ угол лежит в пределах 45⁰ 50⁰;

110 кВ - 60⁰ 70⁰; 220 кВ (один провод в фазе) - 73⁰ 82⁰; 330 кВ (два провода в фазе – R_Л меньше) - 80⁰ 85⁰; 500 (три провода в фазе) - 86⁰ 88⁰. Большему   сечению  фазного   провода   соответствует  большие  значения  и .

Когда воздушная ЛЭП питает потребители с активным и реактивным характером сопротивления, то в целом в нормальном режиме линия совместно с потребителями имеет сопротивление активно-индуктивного характера. Наличие в линии на промежуточных подстанциях мощных силовых трансформаторов, реакторов ещё более увеличивает индуктивность системы в целом и линии в частности. На рисунке 3. 3 приведены треугольники сопротивлений для случая нормального режима (OMN) и для случая трёхфазного КЗ в конце воздушной линии (OM^/N^/)

 

 

При возникновении трёхфазного КЗ местом КЗ «отсекается» потребитель и сопротивление линии становится преимущественно индуктивным. А резкое снижение активной нагрузки увеличивает угол системы до 60⁰ 88⁰. Другими словами  закороченной воздушной линии резко уменьшается

(3. 5)

.

 

Кабельная линия (0, 4 кВ; 6кВ; 10кВ) в нормальном режиме работы и при КЗ в конце кабеля ведёт себя иначе, чем воздушная ЛЭП. Известно, что в силу конструктивных особенностей кабельных ЛЭП, характер полного сопротивления жилы кабеля существенно активный, а весьма велик. Подключённые к кабелю активные потребители и асинхронные двигатели несколько снижают , отчего угол сдвига фаз между фазным током  нормального режима и напряжением на одноимённой фазе  несколько увеличивается. На рисунке 3. 4 приведены треугольники сопротивлений кабельной ЛЭП для случая нормального режима и для случая КЗ в конце кабельной линии.

 

 

Рисунок 3. 4 показывает, что угол сдвига фаз между током в фазе  и остаточным напряжением на шинах подстанции  достаточно велик ( ), он во многом зависит от характера сопротивления поключённого потребителя.

При возникновении КЗ в конце кабеля, когда коротким замыканием «отсекается» потребитель,  возрастает, а угол сдвига фаз уменьшается ( ).

В этом заключается одна из многих особенностей кабельных ЛЭП в сравнении с воздушными ЛЭП.

На этих общих рассуждениях остановимся. Более подробно процессы в кабельных присоединениях собственных нужд АЭС 0, 4 кВ; 6, 3 кВ должны быть рассмотрены при изучении конкретных релейных защит на конкретных кабельных присоединениях.

В дальнейшем при рассмотрении иных видов КЗ будем ориентироваться на воздушные ЛЭП.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: