Токи, протекающие в выключателях ВЛ при КЗ и каскадном отключении короткого замыкания

1.

1

2.

При питании короткого замыкания по нескольким ветвям их
отключение происходит обычно не одновременно. Это может быть
вызвано как случайными обстоятельствами
(например,
неодновременностью работы коммутационных аппаратов), так и
задано преднамеренно, когда для защиты от коротких замыканий
используют релейные схемы, построенные на определенной
очередности или каскадности действия отключающих аппаратов
отдельных ветвей. При коротком замыкании возле одного из концов
ВЛ сначала срабатывает ближний к точке КЗ выключатель.
Исходная схема
СI
~
ПС А
I
ПС В
W
Q1
К
Z0 I-II
Q2
СII
~
II
2

3.

Трехфазное КЗ и каскадное отключение
при трехфазном КЗ
Для упрощения определения токов в выключателях введем нулевые
сопротивления этих выключателей в схему замещения
Схема замещения при трехфазном КЗ
EI
Z
Z
ZI
1
2
Z
Z
1
0
Z
3
IQ1
0
К ZII
ZQ1
3
2
EII
ZQ2
4
Z
4
IQ2
Токи в выключателях
IQ1= I3
IQ2= I4
3

4.

Схема замещения при каскадном отключении трехфазного КЗ
EI
0
Z 1
Z
2 Z
ZI
Z
1
EII
0
Z
Z
К ZII
3
2
ZQ2
4
4
IQ2
Токи в выключателях
IQ1= 0
IQ2= I4
4

5.

Однофазное КЗ и каскадное отключение
при однофазном КЗ
При
расчете
однофазного
КЗ
необходимо
определить
сопротивление нулевой последовательности и составить схему
замещения для двухцепной ВЛ с учетом взаимоиндкукции.
II0
II0+III0
ZI0
I
ZI-II0
III0
ZI-II0
ZII0
Исходная схема
II
II0 ZI0-ZI-II0
ZII0 -ZI-II0
II0+III0
III0
Схема замещения нулевой
последовательности
5

6.

При КЗ на одной из цепей двухцепной ВЛ
Z0
I
l(Z0-ZI-II0)
ZI-II0
nlZI-II0
(1-n)lZI-II0
Z0
II
nl
(1-n)l
U0
Исходная схема ВЛ
nl(Z0 -ZI-II0)
(1-n)l(Z0 -ZI-II0)
U0
Схема замещения
где
l – длина линии;
n и (1-n) – длина участков линии до места КЗ и после
соответственно в относительных единицах.
6

7.

При КЗ в начале цепи II схема замещения нулевой
последовательности для определения токов нулевой
последовательности, протекающих в выключателях, имеет вид
Z0I
I
ZI-II0
Q1
II
I0Q1
Z0II
U0
(Z0I -ZI-II0)
Q2
ZQ1
I0Q2
Исходная схема ВЛ
I0Q1
ZQ2
ZI-II0
(Z0II -ZI-II0) I0Q2
U0
Схема замещения
(сопротивления выключателей
равны нулю)
7

8.

Исходная схема
СI
~
ПС А
I
Q1
ПС В
W
К
Z0 I-II
Q2
СII
~
II
8

9.

Комплексная схема замещения при однофазном КЗ
EI
Z
Z
ZI
1
ZQ1
0
Z
Z
201
3
ZQ1
3
Z
EII
Z
0
Z
4
2
ZI
2
ZQ2
ZII
Z
3
1
4
201 202
ZII
Z
Z
3
ZQ2
Z
Z
203 203 202 204 204
Z0
Z0
203
301
(Z0I -ZI-II 0) 301
302
Z0
203
ZI-II 0
Z0
ZQ1
(Z0II -ZI-II 0) ZQ2
303
0 302 304 304
303
305
Z0
Токи поврежденной фазы в выключателях аварийной цепи
IQ1= I3+I203+I303
IQ2= I4+I204+I304
9

10.

Комплексная схема замещения при каскадном отключении однофазного КЗ
EI
Z
Z
ZI
1
0
EII
Z
0
Z
3
Z
Z
ZQ2
ZII
Z
2
1
Z
3
201
2
ZI
4
4
201 202
ZII
Z
Z
3
ZQ2
Z
Z
203 202 204 204
Z0
Z0
203
301
(Z0I -ZI-II 0) 301
302
Z0
203
ZI-II0
Z0
(Z0II -ZI-II 0) ZQ2
303
305
Z0
0 302 304 304
Токи поврежденной фазы в выключателях аварийной цепи
IQ1= 0
IQ2= I4+I204+I304
10