Расчет несимметричных коротких замыканий: Методические указания к практическим занятиям и лабораторной работе

Схема замещения прямой последовательности полностью аналогична схеме замещения для расчета трехфазного КЗ.

Схема замещения обратной последовательности такая же, но без ЭДС.

Схема замещения нулевой последовательности зависит от схем соединения обмоток трансформаторов. ЭДС в схеме отсутствуют. Ток нулевой последовательности является по сути однофазным током, протекающим по фазе и замыкающимся через землю, прежде всего, через заземленные нейтрали сети. Схему замещения нулевой последовательности начинают строить от точки КЗ (которая как бы является источником токов нулевой последовательности) прослеживая пути протекания тока нулевой последовательности. Путь для циркуляции токов нулевой последовательности имеет место лишь в тех трансформаторах, которые со стороны места повреждения имеют обмотку, соединенную в звезду с заземленной нейтралью.

В схеме замещения нулевой последовательности изменяются сопротивления ВЛ. Пример составления схемы замещения нулевой последовательности приведен на рисунке 1.

2.1 Расчет несимметричного КЗ с использованием правила эквивалентности прямой последовательности.

Токи обратной и нулевой последовательностей и напряжения всех последовательностей пропорциональны току прямой последовательности в месте короткого замыкания. Следовательно, задача расчета любого несимметричного КЗ состоит прежде всего в нахождении тока прямой последовательности в месте рассматриваемого вида короткого замыкания.

Правило эквивалентности прямой последовательности.

Ток прямой последовательности любого несимметричного короткого замыкания может быть определен как ток при трехфазном коротком замыкании в точке, удаленной от действительной точки короткого замыкания на дополнительное сопротивление , которое не зависит от параметров схемы прямой последовательности и для каждого вида короткого замыкания определяется результирующими сопротивлениями обратной и нулевой последовательности относительно рассматриваемой точки схемы.

В общем виде ток прямой последовательности особой фазы (А) при любом (п) виде несимметричного короткого замыкания:

Рисунок 1 – Расчетная схема (а) и схема замещения нулевой последовательности (б).

, где – эквивалентная ЭДС в схеме прямой последовательности;

– эквивалентное сопротивление схемы прямой последовательности;

 – дополнительное сопротивление, которое определяется видом КЗ () и параметрами схем замещения обратной и нулевой последовательностей.

Токи обратной и нулевой последовательностей особой фазы в месте несимметричного КЗ связаны с током прямой последовательности соотношением:

-  при двухфазном КЗ

-  при однофазном КЗ

-  при двухфазном КЗ на землю

Напряжения прямой обратной и нулевой последовательностей особой фазы в месте КЗ

Умножение вектора на  означает его поворот на 90^о против часовой стрелки.

Схемы замещения каждой последовательности эквивалентируются так же, как при расчете трехфазного КЗ.

2.2 Расчет несимметричного КЗ методом комплексных схем замещения.

Для каждого вида КЗ схемы замещения отдельных последовательностей можно объединить в комплексную схему замещения. За начало схемы  (Н ₁, Н ₂, Н ₀) принимают точки нулевого потенциала, за конец схемы (К ₁, К ₂, К ₀) – точку КЗ схемы соответствующей последовательности.

При трехфазном КЗ схемы замещения обратной и нулевой последовательностей отсутствуют и в комплексную схему входит только эквивалентная схема прямой последовательности  (рисунок 2а).

При двухфазном КЗ не обтекается током эквивалентная схема нулевой последовательности, симметричные составляющие напряжений прямой и обратной последовательностей в месте КЗ одинаковы. Это позволяет объединить последовательности и получить комплексную схему замещения при данном виде КЗ (рисунок 2б). В этой схеме ток обратной последовательности имеет направление от конца к началу схемы обратной последовательности.

В случае двухфазного КЗ на землю симметричные составляющие напряжения в месте КЗ равны между собой, что позволяет объединить концы всех эквивалентных схем. В схемах обратной и нулевой последовательности в этом случае токи имеют направление от начала к концу (рисунок 2в).

При однофазном КЗ все три эквивалентные схемы обтекаются одинаковым током, напряжение прямой последовательности в точке КЗ равно суммарному падению напряжения в схемах обратной и нулевой последовательностей. Это дает возможность представить комплексную схему однофазного