Соотношения токов и напряжений. Векторные диаграммы при коротких замыканиях в линии и за трансформаторами со схемами соединений

1.

Соотношения токов и
напряжений. Векторные
диаграммы при коротких
замыканиях в линии и за
трансформаторами со схемами
соединений Y/ -11 и /Y-11

2.

Что такое короткое замыкание?
2
Коро́ткое замыка́ние (КЗ) — электрическое
соединение двух точек электрической цепи с
различными значениями потенциала, не
предусмотренное конструкцией устройства и
нарушающее его нормальную работу

3.

Что такое релейная защита и для чего она нужна?
Релейная защита — комплекс устройств, предназначенных для быстрого,
автоматического (при повреждениях) выявления и отделения
от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой
электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения
нормальной работы всей системы.
3

4.

Что такое релейная защита и для чего она нужна?
4

5.

Основные виды повреждений линий сетей
K(2)
K(3)
Kз(1)
Воздушная линия электропередач (ЛЭП) 10 кВ
5

6.

Исходные данные задачи
6
Допущения:
• за положительное
направление токов КЗ принято
направление к месту
повреждения;
• система симметрична
(ZA = ZB = ZC);
• не учитываются токи
нагрузки, т.е. рассматриваются
только аварийные составляющие токов
(Iк >> Iнагр);
• рассматриваются только металлические
КЗ (Rп = 0), удаленные от шин
генераторного напряжения;
• рассматриваются повреждения на линии
в сети с глухо-заземленными нейтралями
с одним источником питания.

7.

Трехфазное короткое замыкание K(3)
7
3
Im
ЕА
U(3)АН
I(3)CK
кз = arg (Zc + Zл) = argZ
1)
E
I кз(3) ф
Z
3)
U
U
U(3)СН
Re
3 Z
ЕВ
ЕС
U AН Z л I AК
(3)
ВН
(3)
СН
φкз
I(3)AK
Eм, ф
2) UAК = UВК = UСК = 0
(3)
φл
(3)
Zл I
Zл I
(3)
ВК
(3)
СК
φл = arg Zл
I(3)BK
U(3)ВН

8.

Двухфазное короткое замыкание К(2)
ВС
8
2
=0
Im
I(2)CK
5)
2) IA= 0
3)
4)
кз = arg (Zc + Zл) = argZ
(2)
(2)
I ВК
I СК
U ВН U ВК I ВК Z л
(2)
1) ЕВС= ЕВ-ЕС
Eм,ф
2 Z
3 Eф
2 Z
3 (3)
Iк
2
6)
(2)
(2)
U СН U СК I СК Z л
направление ЕВС
U(2)BCH = 2(Rл + jX л) I(2)BK
U(2)ВCН
(2)
(2)
φл = arg Zл
( 2)
ЕС
U(2)СН
U(2)ВК=U(2)СК
UAК + UВК + UСК = 0
UAК = ЕА
ЕА=UА
φл
Re
ЕВ
U(2)ВН
φкз
=> UВК = UСК = -0,5 ЕА
I(2)BK

9.

Однофазное короткое замыкание КС(1)
=0
9
1
Im
=0
ЕА
Еm
U(1)АН
I(1)С
IС 3
(1)
1)
EC
( Z 1 Z 2 Z 0 )
φкз
кз = arg ( Z 1 Z 2 Z 0 )
(1)
2) U CK
=0
φл
Re
U(1)ВН
U(1)СН
Еm
ЕС
ЕВ
3)
(1)
= I1лZ1л + I2Z2л + I0Z0л
U CН
φл = arg Zл
4) ЭДС взаимоиндукции Em

10.

Короткие замыкания за трансформаторами со схемой
соединения обмоток Y/Δ-11 и Δ/Y-11
Допущения:
• не учитываются токи
нагрузки, т.е. рассматриваются
только аварийные
составляющие токов (Iк >> Iнагр)
• рассматриваются только
металлические КЗ (Rп = 0)
• диаграммы токов со
стороны питания как при КЗ
за трансформаторами Y/ -11, так и за
трансформаторами /Y-11 аналогичны
• соотношение витков трансформатора
10

11.

11
Трехфазное КЗ в точке K2 (Δ/Y-11)
Iα
I A
Nт
3
1
3
I AY
Iβ
( I AY I BY )
I C
I AY
Nт
3
Iγ
I ВY
I B
Nт
3
I СY
Токи со стороны питания равны по величине токам
со стороны повреждения
Im
1
( I BY I CY )
3
1
( I CY I AY )
3
30°
1
1
( I A I C ) I BY
( I B I A )
3N т
3N т
I CY
1
( I C I B )
3N т
I(3)АY
I(3)АΔ
I(3)BΔ
I(3)CY
I(3)BY
I(3)CΔ
! Nт = 1 !
- коэффициент трансформации
Re

12.

12
Двухфазное КЗ в точке K2 (Δ/Y-11)
Iα
Nт
3
I AY
Iβ
Nт
3
Iγ
I ВY
Nт
3
I СY
, I(2)АY = 0 (см. слайд 5)
I(2)BΔ
I A
1
3
0
( I AY I BY )
I C
I AY
I B
I(2)BY
1
( I BY I CY )
3
0
1
( I CY I AY )
3
1
1
( I A I C ) I BY
( I B I A )
3N т
3N т
I CY
1
( I C I B )
3N т
I(2)CY
I(2)АΔ I(2)CΔ
! Nт = 1 !
- коэффициент трансформации

13.

13
Однофазное КЗ в точке K2 (Δ/Y-11)
Iα
Nт
3
I AY
Iβ
Nт
3
Iγ
I ВY
Nт
3
I СY
(см. слайд 6)
I(1)СΔ
I A
I AY
1
3
1
0
( I BY I CY )
3
0
0
I C
0
1
( I CY I AY )
3
( I AY I BY )
I B
I(1)CY
1
1
( I A I C ) I BY
( I B I A )
3N т
3N т
I CY
1
( I C I B )
3N т
I(1)ВΔ
! Nт = 1 !
- коэффициент трансформации

14.

14
Трехфазное КЗ в точке K3 (Y/Δ -11)
Iα
I A
Nт
3
1
3
I AY
Iβ
( I AY I BY )
I C
I AY
Nт
3
Iγ
I ВY
I B
Nт
3
I СY
Токи со стороны питания равны по величине токам
со стороны повреждения
Im
1
( I BY I CY )
3
1
( I CY I AY )
3
30°
1
1
( I A I C ) I BY
( I B I A )
3N т
3N т
I CY
1
( I C I B )
3N т
I(3)АY
I(3)АΔ
I(3)BΔ
I(3)CY
I(3)BY
I(3)CΔ
! Nт = 1 !
- коэффициент трансформации
Re

15.

15
Двухфазное КЗ в точке K3 (Y/Δ -11)
Iα
Nт
3
I AY
Iβ
Nт
3
Iγ
I ВY
Nт
3
I СY
I
( 2)
B
I C , I AY 0
( 2)
I(2)АY
I A
1
3
( I AY I BY )
I C
I AY
I B
I(2)BY
( 2)
(см. слайд 5)
I(2)BΔ
1
( I BY I CY )
3
1
( I CY I AY )
3
1
1
0
( I A0 I C ) I BY
( I B I A )
3N т
3N т
I CY
1
( I C I B )
3N т
I(2)CΔ
I(2)CY
! Nт = 1 !
- коэффициент трансформации

16.

16
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!