Ответы на экзаменационные вопросы № 1-30 дисциплины "Переходные процессы в электроэнергетических системах" (Причины возникновения переходных процессов. Распределение и трансформация токов и напряжений при несимметричных КЗ), страница 7

Для двухфазного КЗ при тех же условиях

Верхняя граница отношения IK(2)/IK(3)<3 характерна для установившихся коротких замыканий вблизи генератора, когда x 1∑»х2∑.

Отношение токов двухфазного КЗ на землю имеет вид

При x 1∑»х2∑ в числителе и знаменателе появляются неопределенности типа ∞/ ∞Раскрывая их, получаем

=

=

Следовательно,

Из полученных соотношений следует, что при малых значениях сопротивления х0∑ токи несимметричных КЗ значительно превосходят ток трехфазного КЗ. Суммарное сопротивление нулевой последовательности зависит от количества заземленных нейтралей в системе. При увеличении в системе количества связей и трансформаторов х0∑ имеет тенденцию к снижению. Это в свою очередь вызывает рост токов несимметричных КЗ, усложняя условия работы выключателей.


А4.20 Расчет переходного процесса при обрыве одной фазы

При разрыве одной фазы трёхфазной цепи, возникает несимметричный режим. Зависимости между токами и напряжениями будут такими же, как при двухфазном КЗ на землю.

E1Σ = ΔUA1 + jIA1·X1Σ;                (1)

0 = ΔUA2 + jIA2·X2Σ;                   (2)

0 = ΔU0 + jI0·X0;              (3)

IA1 = 0;                                        (4)

ΔUB = 0;                                     (5)

ΔUC = 0.                                     (6)

Разрыв одной из фаз сопровождается появлением падения напряжения в месте разрыва.

Симметричные составляющие в месте разрыва:

ΔU0m =  (ΔUA + ΔUB + ΔUC) =  ΔUA;

ΔU0 =  ΔUA.

Вывод 1: в данном режиме напряжения различных последовательностей равны между собой.

ΔU0 = ΔUA1 = ΔUA2 =  ΔUA.

IA = IA1 + IA1 + I0 = 0;

Вывод 2: IA1 = – (IA1 + I0).

Из ур-ний (1), (2), (3) выразим токи отдельных последовательностей.

IA1 = ;

IA2 = ;

I0 = .

ΔUA1 = ;

IA1 =

IA2 = –j IA1 ;

I0 = –j IA1 ;

ΔUA1 = IA1· ;

IA = 0.

IB = a·IA1 + a2· IA2 + I0 = (a2 ) IA1;

IC = a2·IA1 + a· IA2 + I0 = (a ) IA1;

ΔUA = 3ΔUA1 = 3IA1 .

Т. о., расчет неполнофазного р-ма при обрыве одной фазы аналогичен расчету режима при двухфазном КЗ на землю.


А4.21 Расчет переходного процесса при обрыве двух фаз

Основные уравнения падений напряжения для каждой последовательности и граничные условия будут:

   (58.1)

      (58.2)

      (58.3)

                             (58.4)

                               (58.5)

                               (58.6)

Используя аналогичные рассуждения, как и для однофазного КЗ, получим похожие соотношения для симметричных составляющих токов и падений напряжений.

,

,

,   .


А4.22 Простое замыкание на землю

При замыкании одной из фаз на землю в сети с изол. нейтралью путь для тока идущего на землю осуществляется через емкостную проводимость элементов каждой фазы относительно земли.. Пусть в начале трёхфазной линии присоединённой к источнику переменного тока произошло замыкание на землю фазы А

 Распределение ёмкости вдоль линии условно представлены сосредоточенными ёмкостями в конце линии частичной ёмкости между фазами для простоты не показаны так как их влияние на ток замыкания очень мало.

Ток замыкания на землю показан стрелкой. Поступая в землю в месте повреждения ток замыкания возвращается по неповреждённым фазам через их относительные проводимости относительно земли. Ёмкость повреждённой фазы оказывается зашунтированной местом замыкания, поэтому ток в этой фазе справа от места повреждения отсутствует. Емкостные сопротивления элементов эл. системы значительно превышают их инд. и  акт. сопротивления поэтому при определении тока замыкания на землю последними можно пренебречь. Т.к. ток замыкания на землю (ТЗН) очень мал, то при его определении можно считать, что напряжение источника питания остаётся неизменной.

Если замыкание произошло через дугу, то величина тока замыкания на землю будет:     , где –среднее фазное напряжение ступени;

–сопротивление дуги.

При металлических к.з.: .

Для грубой оценке порядка величины тока замыкания на землю:

, где –суммарная длина всех линий; –коэффициент зависящий от типа линий (ВЛ – N=350, КЛ – N=10).

При больших токах в нейтраль трансформатора включают дугогасящие катушки с регулирующим числом витков, чтобы скомпенсировать емкостное сопротивление сети.