5. Токораспределение в сети со стороны питающего напряжения силовых трансформаторов при несимметричных коротких замыканиях за трансформатором

5. Токораспределение в сети со стороны питающего напряжения силовых трансформаторов при несимметричных коротких замыканиях за трансформатором

5. 1 Токораспределение в сети на стороне∆  силового трансформатора (∆ /Y – 11) при однофазном КЗ за трансформатором

		Рисунок 5. 1 Однофазное КЗ за силовым трансформатором ∆ /Y - 11

 

 

По такой  схеме собран блочный трансформатор энергоблока АЭС (и другие). Знание токораспределения ( І_А, І_В, І_С) на стороне  генераторного напряжения (на стороне ∆ ) при несимметричных КЗ (К⁽¹⁾, К⁽²⁾, К^{(1. 1)}) на стороне высокого напряжения (на стороне Y) важно и необходимо для уяснения функционирования релейных защит, установленных на блоке генератор-трансформатор, в частности, защиты генератора от перегрузки токами ОП, дифференциальной защиты блочного трансформатора и других защит.  

Для упрощения анализа процессов, происходящих в прилегающих к силовому трансформатору цепях, примем некоторые допущения:

· примем коэффициент трансформации силового трансформатора К_U равным единице;

· примем токи в неповрежденных фазах (в и с) на стороне Y равными нулю;

· примем потери в трансформаторе равными нулю;

· не учитываем поперечную проводимость в трансформаторе.

В нормальном режиме работы сети при К_U = 1:

1) линейные токи на стороне ∆ равны линейным токам на стороне Y, то есть

 

І_{А, Λ ∆} = І_{а, Λ Υ} ; І_{В, Λ ∆} = І_{в, Λ Υ} ; І_{С, Λ ∆} = І_{с, Λ Υ} ;

 

2) на стороне Υ линейные токи равны фазным, то есть

 

І_{а, Λ Υ} = І_аΥ ; І_{в, Λ Υ} = І_вΥ ; І_{с, Λ Υ} = І_сΥ ;

 

3) на стороне ∆ линейные токи в   раз больше фазных, то есть

ІA∆

І_{А, Λ ∆} = · І_А∆  

І_{В, Λ ∆} = · І_В∆  

 

ІВ∆

І_{С, Λ ∆} = · І_С∆  

 

 

4) чтобы выполнялись первые три условия, необходимо, чтобы число витков в фазных обмотках ∆ было в   больше числа витков в фазных обмотках Υ (при К_U = 1);

5) фазные токи в обмотках ∆ в   меньше фазных токов в обмотках звезды, то есть

 

 

6) фазные токи в обмотках треугольника совпадают по фазе с соответствующими фазными токами в обмотках звезды

		Рисунок 5. 3. Однофазное КЗ за трансформатором (направление токов и условно положительное)

 

 

 

 

Для получения токораспределения на стороне ∆ при  за трансформатором воспользуемся  методом симметричных составляющих. Для этого разложим полный ток однофазного КЗ І_{к, а} на стороне Υ на симметричные составляющие ПП, ОП и НП (рисунок 5. 4).

	Используя известные соотношения токов в рассматриваемой схеме (пункты 1 ÷ 6), определим симметричные составляющие полных линейных токов на стороне ∆, которые соответствуют симметричным составляющим на стороне Υ.     Имея симметричные составляющие линейных токов на стороне ∆ и, используя формулы образования, найдем полные токи в фазах А, В и С на стороне ∆.

 

 

Симметричные составляющие фазных токов на стороне ∆ синфазны соответствующим симметричным составляющим в обмотках Υ и меньше последних в   раз (см пункт 5 и 6).

 

 

                     (5. 1)

 

 

Следует отметить, что токи НП ,   и  циркулируют на стороне генераторного напряжения внутри ∆, не выходя за его пределы. Следовательно, в полных линейных токах на стороне ∆ составляющих НП нет.

Фазные токи ПП и ОП, протекающие по фазным обмоткам ∆, образуют линейные токи ПП и ОП.

 

 

 

Полные линейные токи на стороне ∆ представляют собой геометрические суммы линейных токов ПП и ОП.

 

Здесь  - полный линейный ток в фазе А на стороне ∆.

 

 

 

Определим полные линейные токи в фазах А, В, С на стороне ∆.

1. В фазе А протекают токи   и .

2.

 

 

 

 

 

30º

 

 

	Полный   ток  (линейный)  в   фазе  А равен геометрической сумме симметричных составляющих ( + ). Из векторной диаграммы (рисунок 5. 5) следует, что полный линейный ток в фазе А на стороне ∆ в   раз больше своих симметричных составляющих, по фазе он совпадает с током КЗ на стороне Υ (рисунки 5. 3 и 5, 4).
				І1АΛ
							І2АΛ
			Рисунок 5. 5.

 

Сравним по величине ток в фазе А на стороне ∆ с током КЗ на стороне звезды. Поскольку , а , то

 

                           (5. 2)

 

Из векторной диаграммы (рисунок 5. 5) и из выражения 5. 2 следует, что на стороне ∆ в фазе А проходит ток   по величине в   раз меньше тока однофазного КЗ   и совпадает с ним по фазе.

2. В фазе В на стороне ∆ проходят линейные токи ПП и ОП:

 

І1В∆

І1С∆

			І1ВΛ
	І2В∆

 

І2С∆

Полный линейный ток в фазе В на стороне ∆ равен геометрической сумме составляющих   и , которая равна нулю.

 

Из вышеизложенного следует, что при К⁽¹⁾  фазы а за трансформатором   в фазе В на стороне ∆ ток отсутствует.

3. В фазе С на стороне ∆ проходят токи:

 

 

Полный линейный ток в фазе С на стороне ∆ равен геометрической сумме линейных составляющих ПП и ОП (рисунок 5. 6).

 

                         .                 (5. 3)

 

По направлению линейный ток в фазе С на стороне ∆ противофазен току в фазе А.

 

Выводы:

1. При однофазном КЗ за трансформатором (∆ /Υ – 11) фазы а токи в фазах А и С на стороне ∆ равны по величине и встречно направлены; ток в фазе В на стороне ∆ равен нулю.

На рисунке 5. 7 приведены векторные диаграммы токов на сторонах ∆ и Υ при К⁽¹⁾ различных фаз.

 

 

 

2. Линейные полные токи на стороне ∆ при К⁽¹⁾ на стороне Υ в   раз меньше тока КЗ І_{к, а} на стороне Υ.

3. При однофазном КЗ фаз в и с на стороне Υ токораспределение аналогично рассмотренному (рисунок 5. 7, б) и в).

4. При К⁽¹⁾ за трансформатором характер токораспределения в сети генераторного напряжения таков, что в составе полных токов І_А и І_С содержатся помимо токов ПП также токи ОП. Последние неблагоприятно воздействуют на генератор, что вызывает необходимость в применении специальной защиты генератора от перегрузки токами ОП.

 

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: