5.5 Расчет токов однофазных кз в сетях 6 (10) кВ с изолированной нейтралью

Нейтрали трансформаторов в сетях 6, 10, 35 кВ не заземляются и поэтому сети такого класса напряжения называются сетями с изолированной нейтралью, а замыкание фазы на землю принято называть простым замыканием. В этих условиях при однофазном замыкании на землю ток определяется суммарной емкостью относительно земли всех линий, электрически связанных с местом замыкания,

, (5.14)

где  – результирующее емкостное сопротивление нулевой последовательности воздушных и кабельных линий, электрически связанных с точкой замыкания; – среднее фазное напряжение ступени КЗ.

Из сказанного следует, что величина тока замыкания не зависит от места замыкания и его значение равно утроенному емкостному току одной фазы в нормальных условиях. По этой причине распределительные сети 6 35 кВ называются сетями с малыми токами замыкания.

В практических расчетах возможна приближенная оценка величины тока замыкания на землю по выражению

(А),

где   –  среднее номинальное напряжение ступени КЗ, кВ;

N – коэффициент, принимаемый для воздушных линий равным 350, для кабельных – 10; L – суммарная длина воздушных или кабельных линий, электрически связанных с точкой замыкания на землю, км.

Из векторной диаграммы напряжений (рис.5.5) следует, что в режиме КЗ фазные напряжения неповрежденных фаз В и С увеличиваются в раз, принимая значения межфазного напряжения. При этом «треугольник» линейных напряжений остается без изменений, как и в нормальном режиме, и перемещается в соответствии с перемещением центра тяжести, положение которого определяется напряжением нулевой последовательности. Благодаря неизменности треугольника линейных напряжений и возможен длительный эксплуатационный режим при простом замыкании.

Рис. 5.5. Векторные диаграммы напряжений и токов в месте

простого замыкания на землю

Увеличение класса напряжения и протяженности сети приводят к росту тока замыкания на землю до десятков и сотен ампер. Дуга при таких токах может гореть длительно и переходить на соседние фазы, превращая однофазное замыкание в двух - или трехфазное. Согласно ПУЭ допустимые токи ( ) не должны превышать: в сети 10 кВ , в сети 6кВ .

Ток однофазного КЗ, обусловленный отдельной линией, можно определить практическим методом по справочным данным погонных емкостных токов кабелей при однофазном замыкании на землю, т. е.

, (5.15)

где – погонный емкостный ток (А/км);

– длина линии (км);

– число параллельных линий.

Общий ток в месте КЗ представляет сумму токов отдельных линий

. (5.16)

6. Литература

6.1. Основная

1. Готман В.И. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008, 2009. – 240 с.

2. Готман В.И. Короткие замыкания и несимметричные режимы в электроэнергетических системах: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2011. – 240 с.

3. Готман В.И. Режимы коротких замыканий в электроэнергетических системах: Учебн. пособие. Сборник задач. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 98 с.

4. Готман В.И. Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах. Учебное пособие по курсовому проектированию. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. – 42 с.

5. Мастерова О.А. Переходные процессы в системах электроснабжения: учебное пособие / О.А. Мастерова. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 167с.

6. Кабышев А.В. Электроснабжение объектов. Ч 2. Расчет токов короткого замыкания в электроустановках до 1000 В / учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 168 с.