4.3. Распределение токов несимметричных кз при различных схемах силовых трансформаторов
При рассмотрении функционирования защит, в частности защит линий, когда они должны работать как резервные при КЗ за трансформаторами, необходимо знать соотношения токов и напряжений с двух сторон силовых трансформаторов в случае возникновения повреждения на одной из них. На другой стороне трансформатора, где нет повреждений, могут изменяться (по сравнению с номинальным режимом) как фазные соотношения, так и значения токов и напряжений.
4.3.1. Токораспределение при кз за трансформатором y/
Токораспределение для случая двухфазного КЗ приведено на рис.5.12.
Токи в подводящих проводах со стороны треугольника I, I, I для рассматриваемого случая построены с учетом того, что коэффициент трансформации линейных напряжений принят равным 1. Токи со стороны звезды IA, IB, IC можно получить из приведенных соотношений.
Таким образом, ток в одной из фаз (фазе В) в подводящих проводах на стороне треугольника оказывается в 2 раза больше токов двух других фаз.
а) схема замещения, б) векторная диаграмма
4.3.2. Токораспределение за трансформатором /y
Схема и векторная диаграмма приведены на рис.5.13. На рис. 5.13б даны векторные диаграммы токов и напряжений со сторон обмоток, соединенных в звезду и треугольник, при двухфазном КЗ со стороны треугольника. Ниже приводятся необходимые выражения, из которых следует, что векторная диаграмма со стороны питания при одинаковых условиях будет такой же, как в предыдущем случае.
а) схема замещения, б) векторная диаграмма.
4.3.3. Токораспределение за трансформатором y/y-0
Отдельного рассмотрения требует КЗ за трансформатором со схемой соединения обмоток Y/Y-0. В таком трансформаторе со стороны обмотки Y нет путей для прохождения токов нулевой последовательности (имеются пути для прохождения составляющей прямой и обратной последовательности). Со стороны Y-0 есть пути для всех составляющих. В результате в таком трансформаторе возникают большие токи намагничивания нулевой последовательности, что приводит к намагничиванию сердечника трансформатора и увеличению его приведенного сопротивления. Потоки нулевой последовательности замыкаются через бак трансформатора. Таким образом, ток однофазного КЗ за таким трансформатором много меньше тока трехфазного короткого замыкания и для системы с неограниченной мощностью может быть определен по выражению:
где 
– сопротивление петли короткого
замыкания на стороне Y-0;
– полное сопротивление
однофазному короткому замыканию
трансформатора с соединением обмоток
Y/Y-0.
а) схема замещения, б) векторная диаграмма.
4.4. Режим качаний в энергосистеме
Энергосистема – это параллельная работа электростанций на общую сеть.
Режим качаний или асинхронный режим возникает при потере устойчивости электростанций, а также при несинхронном включении ВЛ. Режим ликвидируется противоаварийной автоматикой (автоматикой ликвидации асинхронного режима, АЛАР), а действие РЗ должно быть запрещено (блокировано).
Признаки наличия качания в энергосистеме:
периодическое изменение (качание) действующего значения напряжения с частотой скольжения (последняя равна разности частот двух частей энергосистемы);
периодические с частотой скольжения изменения (качания) тока асинхронного режима;
периодические с частотой скольжения изменения активной мощности.
Расчетная схема режима качаний в энергосистеме приведена на рис.5.15.
а) схема замещения, б) векторная диаграмма
Электрическая
сеть представлена в виде генератора
и энергосистемы
,
связанных линией
.
При асинхронном ходе
пусть будет
.
Вектора
и
вращаются относительно друг друга с
угловой скоростью
(
– угловая скорость скольжения).
Зафиксируем вектор
,
тогда
будет ориентирован относительно
с углом
Действующее значение напряжения на прямых участках будет изменяться, это явление называется биениями.
Заметим,
что точка C, называемая
электрическим центром качаний, разделяет
сеть на две части. Находится точка C
как
.
Вектор
будет совершать колебательное движение
около вектора
,
а вектор
вращательное.
Напряжение
в электрическом центре качаний:
Длительность
асинхронного режима 2...3 периода биений
,
т.е. 15...30 с., после чего восстанавливается
синхронизм или энергосистема разделяется
в заранее помеченных местах посредством
ДА (делительная защита).
Действие же релейных защит элементов сети при возникновении качаний должно блокироваться.
На рис.5.16 представлены временные диаграммы качаний в энергосистеме.
Устойчивость параллельной работы энергосистем
Расчетная схема и диаграмма параллельной работы энергосистем приведены на рис. 5.17.
где 
– статический предел устойчивости
параллельной работы – максимальная
мощность, которая при медленном увеличении
может быть передана в энергосистему по
линии электропередачи.
Зависимость Р() приведена на рис. 5.18.
где 
- коэффициент запаса статической
устойчивости;
– наибольший
допустимый переток мощности;
– изменение
мощности
.
В
нормальном режиме
,
в кратковременном послеаварийном режиме
.
На рис.5.19 приведена схема. Асинхронный ход возможен при отключении межсистемной линии К1, когда межсистемная связь будет обеспечена линиями 110 кВ с большей пропускной способностью. В этом случае синхронизация невозможна и будет происходить деление сети 110 кВ в точке К6.
