3.2 Двухфазное короткое замыкание

Выводы

1. Векторные диаграммы токов короткого замыкания К⁽³⁾ и остаточных напряжений на шинах подстанции являются симметричными и уравновешенными. В составе полных токов и напряжений нет составляющих ОП и НП.

2. Трёхфазное КЗ сопровождается резким увеличением токов во всех трёх фазах и резким снижением фазных и междуфазных напряжений. Поэтому трёхфазное КЗ является самым опасным повреждением для устойчивости работы энергосистемы и потребителей.

3. В начальном периоде (во время развития КЗ из-за неодинаковости дуговых сопротивлений) может кратковременно нарушаться симметрия токов и напряжений.

4. Величина остаточного напряжения на шинах подстанции во многом зависит от удалённости места КЗ от шин.

5. Угол сдвига фаз между током КЗ  и напряжением одноимённой фазы зависит от конструктивных особенностей и технических характеристик ЛЭП.

 

3. 2 Двухфазное короткое замыкание

При двухфазном КЗ токи и напряжения в различных фазах неодинаковы. Рассмотрим соотношения токов и напряжений при двухфазном КЗ. На рисунке 3. 5 приведена схема замещения трёхфазной электрической сети, в которой произошло двухфазное КЗ (К⁽²⁾).

	Рисунок 3. 5 Схема замещения трёхфазной электрической сети при двухфазном КЗ.

 

Векторами и  обозначены условно положительные направления токов КЗ от источника к месту КЗ.

Под действием междуфазной ЭДС в линии возникают токи КЗ  и . Их значения определяются выражением

 

(3. 6)

, где:

 

- 2(Z_C+Z_Л) – полное сопротивление прямой последовательности повреждённых фаз (петли короткого замыкания).

Ток фазы А мал, им можно пренебречь.

Токи в повреждённых фазах равны по модулю и противоположно направлены, - ток КЗ в фазе В совпадает с выбранным условно положительным направлением, а ток КЗ в фазе С противоположен условно положительному направлению. Поэтому в векторной форме следует записать

Вектор тока КЗ  отстаёт от создавшей его ЭДС на угол

 

Известно, что при

двухфазном КЗ токи НП

отсутствуют, т. к.

 

Напряжение неповреждённой фазы А одинаково в любой точке сети и равно ЭДС

Определим напряжения в точке К на повреждённых фазах относительно земли.

Поскольку: 1) междуфазное напряжение  в точке К при металлическом К⁽²⁾ равно нулю, то можно записать ; отсюда ;

2) при двухфазном КЗ фазные напряжения не содержат составляющих НП, то должно удовлетворяться условие

Учитывая, что , а , находим ; отсюда

Следовательно, в месте КЗ напряжение каждой неповреждённой фазы относительно земли равно половине напряжения неповреждённой фазы и противоположно ему по знаку (рисунок 3. 6).

Для релейной защиты больший интерес представляют токи и остаточные напряжения на шинах подстанции. Построим векторные диаграммы токов и напряжений в точке 1, в месте установки РЗ (на шинах подстанции).

 

 

Векторы  и векторы токов КЗ  и  остаются без изменений. Остаточные напряжения на шинах В и С  и  равны геометрическим суммам напряжений  и , а также  и , т. е.

 

(3. 7)

Выводы

1. Чем дальше отстоит место КЗ от шин подстанции, тем больше полное сопротивление цепи короткого замыкания и тем больше остаточные фазные и междуфазные напряжения на шинах подстанции.

2. Напряжение неповреждённой фазы  остаётся неизменным по всей длине линии и равным .

3. Вектор тока  отстаёт по фазе от остаточного междуфазного напряжения , на угол линии , который равен

 

В общем случае

 

 

4. Векторы токов  и , а также векторы фазных остаточных напряжений , ,  образуют несимметричные, но уравновешенные системы, что указывает на отсутствие составляющих НП. Наличие несимметрии говорит о том, что в составе полных токов и напряжений есть составляющие ПП и ОП.

Этот последний важный вывод подтвердим рядом примеров. Построим векторные диаграммы полных токов , ,  и напряжений , ,  в различных сечениях сети и разложим полные токи и напряжения на симметричные составляющие.

На рисунке 3. 9 приведено разложение полных токов двухфазного КЗ на симметричные составляющие.

В составе полных токов двухфазного КЗ нет составляющих НП.

 

 

	Рисунок 3. 9 Разложение полных токов двухфазного КЗ на составляющие ПП и ОП

 

 

Разложение полных напряжений на симметричные составляющие произведём для различного удаления места КЗ от шин подстанции: рисунок 3. 10, а) – КЗ вблизи подстанции; 3. 10, б) – КЗ на некотором удалении от шин подстанции; 3. 10, в) – КЗ на значительном удалении.

 

 

5. Величины напряжений ПП и ОП в месте установки защиты зависят от удалённости места КЗ от шин подстанции

6. Из векторных диаграмм на рисунках 3. 9 и 3. 10 следует, что токи обратной последовательности , ,  опережают «свои» напряжения , ,  на 110⁰ 120⁰

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: