Сложные виды повреждений. Двойное замыкание на землю. Однофазное КЗ с разрывом фазы, страница 5

       Аналогично для фазных токов трансформатора Т – 2 (учитывая принятое положительное направление токов, указанное стрелками на рис.10.7,а):

               IA = - 0,3 кA; IB = -j 1,83 кA IC; = - j 0,106 + j 0,310 = j 2,13 кA.

         Для симметричных составляющих напряжений в точке М имеем:

                      UMA1 = j21,4 + j1,03[(a-a²)1,78 + a2,47] = 1,28 + j16 кB,

                     UMA2 = j1,03[(a²-a)1,78 + a²2,47] = 1,28 + j6,23 кB,

                       UM0 = - [a² (1,28 + j16) + a(1,28 + j5,23)] = -8,08 + j10,62 кB.        

     Аналогично для симметричных составляющих напряжений в точке N получаем: UNA1=- 0,55+j 17,28 кB; UNA2 = - 0,55 + j 4,12кB; UN0 = 10,10 = j 4,12кB.

    Векторные диаграммы токов и напряжений показаны на рис.10.7,а 

Отметим, что

UN0-UM0 = 10,10+j10,7+8,08-j10,62 = 18,810 = j IM0XMN0 = -1,03j18,1 = 18,7кB.

    ПРИМЕР 10.2. К генератору Г через трансформатор Т1 присоединена воздушная линия (рис.10.8,а). Параметры элементов следующие:

    Генератор G37,5 МВ∙А; 6,3 кВ;

    Трансформатор Т125 МВ∙А; 37/6,3 кВ; Uк = 8%; Y/D;

    Линия 12,5км, Х1 = 0,4 Ом/км, Х0 = 45 Ом/км.

    На линии произошло двойное КЗ на землю в точках М и N. Определить, в каком диапазоне изменится сверхпереходный ток в поврежденных фазах линии при перемещении точки N по линии, считая положение точки М неизменным (в начале линии). Составить величину этого тока с начальным сверхпереходным током при обычном двухфазном КЗ в точке N и отсутствии повреждения в точке М. Считать, что до возникновения КЗ генератор работал на холостом ходу с номинальным напряжением.

        Проведем решение в именованных единицах, приведя сопротивления всех элементов к стороне линии:

        Для генератора

                                  X"d = 0,143∙37²/ 37,5 = 5,22 Ом,

                                  Е" = 6,3∙37/ √3∙6,3 = 21,4 кВ.

        Для трансформатора

        Для линии Хл = 0,4∙12,5 = 5 Ом, Х0 = 1,45∙12,5 = 18,1 Ом.

        Для схемы при равенстве реактивных сопротивлений генератора Х"d = Х2 решение задачи можно выполнить, не прибегая к методу симметричных составляющих. В самом деле, собственно реактивное сопротивление петли провод – земля определяются по заданным ее значениям Х1 и Х0 т.е. Хл = (Х0 + 2Х1)/3 = (18,1 + 2·5)/3 = 10,35 Ом.

Суммарное реактивное сопротивление контура фаза генератора – трансформатора – линии с возвратом через землю и другие фазы трансформатора и генератора составляет:

 Хс = 2(5,22 + 3,2) + 10,35n = 16,84+10,35n Ом,

          где n – относительное расстояние точки N от начала линии.

В указанном контуре действует линейная ЭДС Е" = 37 кВ и искомый ток будет: I = 37/(16,84 + 10,35n) кА; его наибольшая величина имеет место при n = 0

(т.е. когда точки М и N совпадают) и составляет 2,2кА, а наименьшая – при n=1.  (т.е. когда точка N расположена в конце линии) и составляет 1,41 кА.

Из сравнения с ранее полученным выражением, ток при двухфазном КЗ в данном случае немного меньше, чем двойном КЗ на землю; однако эта разница в пределе составляет только 7%.

      Как общий путь решения подобных задач покажем решение с использованием метода симметричных составляющих.

            Схемы замещения отдельных последовательностей для рассматриваемой задачи показаны на рис. 10.8,б, в и г.

            Для тока прямой последовательности в месте замыкания имеем:

                 ,

        где в данном случае:ХН1 = 5,22 + 3,2 = 8,42 Ом; ХМ1 = 0; ХN1 = 5n,

ХD = 3XH2 + XM2 + XN2 + XMN0 = 38,42 + 0 + 5n + 18,1n = 25,26 + 23,1n.

        Для периодической составляющей тока (или сверхпереходного тока) в месте замыкания имеем:

Рис.10.8.Кпримеру 10.2. а – исходная схема;   б, в и г – схемы замещения прямой, обратной и нулевой  последовательностей.

                             

т.е. то же выражение, которое было получено раньше без применения симметричных составляющих.