24) Двухфазное короткое замыкание на землю

Х арактеризуется граничными условиями:

(22)

(23)

Учитывая уравнения (22) и (12):

(24)

Из разности второго и третьего уравнений (13)и (23):

Сложим в системе (13) второе и третье уравнения:

Теперь используя это равенство и уравнение (11):

(25)

(26)

Тогда используя (24), (25), (26) найдем:

Из системы уравнений (11) первое уравнение преобразуется в:

Подставим (27) в значения (25), (26), тогда:

Найдем токи поврежденных фаз: из уравнения (12) и граничных условий (24):

Определим модуль комплексов и получим:

Коэффициент взаимосвязи токов:

В зависимости от соотношения и имеем:

Ток в земле:

.

Фазные напряжения в месте короткого замыкания:

Векторные диаграммы:

25) Правило эквивалентности прямой последовательности

Из §§ 35 видно, что токи обратной и нулевой последовательностей и напряжения всех последовательностей пропорциональны току прямой последовательности в месте короткого замыкания. Отсюда – задача расчета любого несимметричного короткого замыкания прежде всего состоит в нахождении тока прямой последовательности в месте короткого замыкания.

Для любого короткого замыкания:

(28)

где n - обозначает вид короткого замыкания;

- дополнительное сопротивление в зависимости от вида короткого замыкания.

В общем виде модуль фазного тока:

Форма записи (28) дает возможность сформулировать 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 .

Это сопротивление не зависит от параметров схемы прямой последовательности и для каждого вида короткого замыкания вычисляется по результирующему сопротивлению обратной и нулевой последовательности относительно рассматриваемой точки схемы.

Для справедливо:

.

26) Сравнение токов при различных видах короткого замыкания

Правило эквивалентности прямой последовательности и установленные значения и позволяют достаточно просто сравнить различные виды короткого замыкания.

Пусть цепь короткого замыкания чисто индуктивная. Полагая, что короткие замыкания разных видов происходят поочередно в одной и той же точке системы при одинаковых исходных условиях, имеем:

27) Замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью

С

фаза А

хема замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью изображена на рис.23.

X_L r

X_C/2 X_C/2

I₀

I₀

I₀

Рис.23. Схема замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью

Путь для тока нулевой последовательности , текущего в землю, проходит через X_c каждой фазы относительно земли. Так как емкостное сопротивление элементов электрической схемы много больше индуктивного и активного сопротивлений, то можно считать, что не зависит от места короткого замыкания (т.е. можно пренебречь и ). Отсюда:

,

где - среднее значение фазного напряжения ступени трансформации, на которой произошло замыкание на землю;

- суммарное емкостное сопротивление нулевой последовательности ВЛ и КЛ, электрически связанных с точкой короткого замыкания.

Для трехжильных КЛ с круглыми жилами по приближенной формуле на 1 километр длины:

где - радиус жилы;

- толщины фазной и поясной изоляции.

Для КЛ с секторными жилами, имеющими ту же поверхность проводника и ту же толщину изоляции, что и КЛ с круглыми жилами:

,

где - определяется по таблице 5

Таблица 5

	0,7	0,82	0,87	0,9	0,94	0,96
	0,3	0,5	0,7	1	1,5	2

Для ВЛ без грозозащитных тросов на 1 километр длины:

,

где - среднее расстояние от проводов фаз А, В и С до их зеркальных отражений относительно поверхности земли;

– высоты подвески проводов фаз с учетом их провеса;

- среднее геометрическое расстояние между проводами фаз А, В, С;

- радиус провода.

Симметричные составляющие напряжений в месте замыкания на землю определяется:

Значение полного тока в месте замыкания на землю:

Для грубой оценки порядка значения тока замыкания на землю при отсутствии данных о параметрах КЛ сети и конструкции ВЛ можно пользоваться следующей формулой:

,

где - среднее значение линейного напряжения ступени, где произошло замыкание, кВ

Опасность таких замыканий заключается в том, что при больших наблюдаются неоднократные повторные зажигания дуги и перенапряжения. Отсюда повышается вероятность перехода однофазного короткого замыкания в междуфазное. Таким образом, в соответствии с ПУЭ в сетях с изолированной нейтралью при определенных токах замыкания на землю должна выполняться компенсация емкостных токов на землю - включение дугогасящего аппарата в нейтраль.

X_L

I₀

I₀

Р

I₀

ис.24. Компенсация емкостных токов замыканий на землю