Двухфазное короткое замыкание

Фаза, находящаяся в условиях, отличных от условий для двух других фаз, назавается особой фазой. За особую принимают фазу А.

Предполагаем: 1) z»x,т.е. r = 0

2) Найдены результирующие ЭДС и сопротивления относительно точки к.з. E_S, x_1S, x_2S, x_S.

Основные уравнения:

                                                                      (1)

                                                                             (2)         

                                                                               (3)

Граничные условия:                                                             (4)

                                                                                         (5) 

                                                                                         (6)

Складывая (4)+(5) получим . Таким образом система токов уравновешенная, т.е. I_k0 = 0. Из (4) имеем:

I_kA = I_kA1 + I_kA2 =0, I_kA2 = -I_kA1

Из (6):

.

Из (1) = (2)

Напряжение  может иметь произвольное значение, т.к. при двухфазном к.з. смещение нейтрали системы не влияет на величины токов.

 - неопределенность. Принимают

Фазные напряжения:

Токи в поврежденных фазах:

Векторные диаграммы

Однофазное короткое замыкание     

Основные уравнения:

                      (1)

              (2)                         

                  (3)

Граничные условия:        (4)

                                           (5)

                                           (6)                                                              

Из (5) и (6) имеем:

                               (7)                                        

                              (8)                    

                                  (9)                        

Складываем (7)+(8)+(9):                 (10)     

Вычитаем (3)-(4)                         

   Из (9) и (10) следует            

Из (4) следует                      (11)

Подставим (11) в (1):

Так как

Ток в поврежденной фазе  - это ток в земле I _з

Симметричные составляющие напряжения:

Фазные напряжения:

Векторные диаграммы

 

 

 

                q

 

 

Угол q зависит от соотношения x_0S  и х_2S и изменяется в пределах

 60^о ³ q £ 180^о. q =60^о при х_0S ®¥ и q =180^о при х_0S=0. q =120^о при х_0S= х_2S.

Двухфазное короткое замыкание на землю     

Основные уравнения:

                             (1)

                     (2)                         

                         (3)

Граничные условия:              (4)

                                               (5)

                                               (6)                                                              

Условия для напряжений в этом случае аналогичны условиям для токов при однофазном коротком замыкании. Следовательно       (7)

 

Из (7)  Прибавим к левой и правой части . Получим   Из (4) . Тогда

. Так как ,

Ток прямой последовательности     

Токи в поврежденных фазах:

Ток в земле

Векторные диаграммы:

 

Раздел 5. Замыкания в распределительных сетях и системах электроснабжения

Простое замыкание на землю

При замыкании одной из фаз на землю ток замыкания протекает через емкостную проводимость элементов каждой фазы относительно земли.

Замыкание фазы А на землю происходит в начале линии. Распределенные емкости каждой фазы отностельно земли заменены условно сосредоточенными (С₀). Поступающий в землю ток в месте замыкания возвращается по неповрежденным фазам через их емкостные проводимости относительно земли. Емкостная проводимость поврежденной фазы шунтируется рассматриваемым замыканием, и ток в этой фазе справа от места замыкания отсутствует, если не учитывать ток, наводимый в ней другими фазами.

Граничные условия для простого замыкания на землю те же, что и для однофазного короткого замыкания. Поэтому все соотношения для однофазного короткого замыкания справедливы и для простого замыкания на землю.

Ток простого замыкания мал, поэтому напряжение источника можно счтать неизменным. При пренебрежении активными и индуктивными сопротивлениями по сравнению с емкостными ток простого замыкания не зависит от места замыкания в электрически связанной цепи.

При этих допущениях ток простого замыкания:

 - сопротивление дуги в месте замыкания;

 - результирующее емкостное сопротивление относительно точки замыкания;

 - среднее фазное напряжение той ступени, где происходит замыкание.

При металлическом замыкании

т.е. наибольший ток простого замыкания в три раза превышает ток нормального режима.

    Оценить порядок величины тока можно по формуле:

U _ср – среднее номинальное напряжение в месте замыкания, кВ;

l – суммарная длина воздушных и кабельных линий, электрически связанных с местом замыкания, км;

N = 350 - для воздушных линий, N = 10 – для кабельных линий.

Симметричные составляющие напряжения за сопротивлением дуги:

Веторные диаграммы токов и напряжений в месте замыкания

 

С изменением сопротивления дуги концы веторов токов и напряжений скользят по дугам соответствующих окружностей. Треугольник линейных напряжений не изменяется, его положение определяется напряжением нулевой последовательности. С уменьшением сопротивления дуги напряжение поврежденной фазы стремится к нулю, а напряжение здоровых фаз - к соответствующим линейным напряжениям.

    Для ограничения тока простого замыкания нейтраль трансформатора заземляют через регулируемую индуктивную катушку.