Трансформирование симметричных составляющих при несимметричных замыканиях

1. Электромагнитные переходные процессы

Лекция 9
Кафедра Энергетика, автоматика и
системы коммуникаций

2. Трансформирование симметричных составляющих при несимметричных замыканиях

G
U
г
Т
U
T
L
K
(1,1)
Практический
интерес вызывает
расчёт токов и
напряжений в
точке удалённой
от места КЗ. Для
её решения
необходимо
отдельно
определять
изменения
каждой
составляющей
напряжения.
Кафедра Энергетика,
автоматика и системы
коммуникаций
2

3. Трансформирование симметричных составляющих при несимметричных замыканиях

G
U
г
Т
U
T
L
K
(1,1)
Напряжение прямой
последовательности будет
увеличиваться по мере
удаления от точки К.З.:
U TA1* U KA1* I LA1* X L*
Напряжение обратной
последовательности будет
уменьшаться по мере
удаления от точки К.З.:
U TA2* U KA2* I LA2* X L*
Напряжение нулевой
последовательности будет
уменьшаться по мере
удаления от точки К.З.:
U T 0* U K 0* I L0* X L0*
Кафедра Энергетика,
автоматика и системы
коммуникаций
3

4. Трансформирование симметричных составляющих: коэффициент трансформации

K K e j 30N
где N – группа соединения
трансформатора
Кафедра Энергетика, автоматика и системы коммуникаций
4

5. Учет сопротивления дуги в месте замыкания

Электрическую дугу приближенно можно характеризовать активным сопротивлением
rд
2
rд
2
rд
2
rд
rд
К(2)
I
( 2)
KA1
E A
rд j ( x1 x2 )
U A1 (rд jx2 ) I A1
I
(1,1)
KA1
E A
j ( x1 x2 //( 3rд x0 ))
К(1)
I
(1)
KA1
К(1,1)
E A
rд j ( x1 x2 x0 )
U A1 3rд j ( x0 x2 ) I A1
U A1 jx2 //( 3rд jx0 )) I A1
Кафедра Энергетика, автоматика и системы коммуникаций
5

6. Особые виды КЗ переходные процессы в сетях с изолированной нейтралью

Электроснабжение потребителей, как правило, осуществляется через
распределительную сеть класса напряжений 6…35кВ с изолированной нейтралью.
Некоторые особенности распределительный сетей:
• На долю распределительных сетей приходится до 80% повреждений.
• Сети значительно удалены от источника питания, переходные процессы
в них, как правило, не влияют на его напряжение.
• Сети имеют большое активное сопротивление, которое необходимо
учитывать. Большое активное сопротивление приводит к значительному
нагреву проводов, что приводит к дальнейшему росту активного
сопротивления. Это явление вызывает спад тока КЗ.
• При замыкании фазы ток определяется ёмкостной проводимостью сети.
Этот ток значительно меньше тока однофазного замыкания в сетях с
заземленными нейтралями.
По этой причине сети с изолированной нейтралью могут длительное
время работать при замыкании фазы, за которое персонал способен
создать временные схемы электроснабжения потребителей без их
отключения.
Кафедра Энергетика, автоматика и системы коммуникаций
6

7. Особые виды КЗ переходные процессы в сетях с изолированной нейтралью

А
А
С
С
В
В
С
К
С
0
0
С
0
Ёмкостные
сопротивления
сети значительно
превышают
индуктивные,
что
позволяет
пренебречь
последними.
Iз
I B (U B U A ) j CB jU A (a 2 1) j CB
U A (1 a 2 ) CB U A CB e j 30
I C (U C U A ) j CC jU A (a 1) j CC
U A (1 a ) CC U A CC e j 30
Кафедра Энергетика, автоматика и системы коммуникаций
7

8. Особые виды КЗ замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью называют простым замыканием

Так как CA= CB= CC=C, и UA= UB= UC=UФ вычисляются так:
I B I C 3UФ С
Ток в земле определяется геометрической суммой токов двух фаз:
I З 3U Ф С
В практических расчетах ток
замыкания можно определить по
формуле:
IЗ
3U ср.ном.
N
IB
UA
IЗ
IC
L ( A)
N – коэффициент, принимаемый для
ВЛ 350, для КЛ 10.
UC
L – суммарная длина ВЛ и КЛ,
электрически связанных с точкой КЗ.
Кафедра Энергетика, автоматика и системы коммуникаций
UB
8

9. Особые виды КЗ компенсация ёмкостного тока замыкания фазы на землю

В сетях 3…20кВ и небольшой протяженности ВЛ и КЛ ток замыкания на землю
составляет несколько ампер, что приводит к ее неустойчивому состоянию и
самопроизвольному погасанию.
В сетях с большим напряжением и протяжённостью дуга может гореть долго и
развивать аварию в двухфазное и трёхфазное КЗ. Быстрая ликвидация дуги достигается
за счёт компенсации тока замыкания на землю путём заземления нейтралей через
дугогасящий аппарат.
Кафедра Энергетика, автоматика и системы коммуникаций
9

10. Особые виды КЗ компенсация ёмкостного тока замыкания фазы на землю

xT xC 0 ,
1
1
, 3x p xC 0
3x p xC 0
Кафедра Энергетика, автоматика и системы
коммуникаций
10

11. Особые виды КЗ Особенности расчета токов КЗ в сетях до 1000 В

Некоторые особенности сетей до 1000В:
•Сети еще более удалены от источника питания.
• Сети имеют большое активное сопротивление, в некоторых случаях
может применяться в качестве материала для проводов даже сталь (в
этом случае, а также в случае, если ток выше 0,2кА, то нужно принять
x0=0,5 Ом/км).
•При замыкании с большими токами необходимо учитывать насыщение,
поверхностный эффект, нагрев проводников (около 0,004 Ом/град)
• Переходные сопротивления контактов аппаратов существенно влияют
на ток КЗ (грубо rконтактов=0,02 Ом).
• Электродвигатели, незначительно удалённые от места КЗ, учитываются
активным и реактивным сопротивлениями и ЭДС E0=0,9Uном
0,63Pном10
rM
2
K П2 I ном
6
U ном103 2 2
xM (
) rM
3K П I ном
1 2
r 2 r 1
1 1
Кафедра Энергетика, автоматика и системы коммуникаций
11