 |
3.3 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.
|
|
|
