Метода

2.Расчет токов несимметричного короткого замыкания

Втрехфазных сетях могут возникать следующие виды несимметричных КЗ: двухфазное, однофазное и двухфазное КЗ на землю, т.е. замыкание между фазами с одновременным соединением места повреждения с землей.

Токи в поврежденных фазах при несимметричных КЗ значительно превышают токи неповрежденных фаз и по значению в ряде случаев могут превосходить токи трехфазного КЗ. В связи с этим появляется необходимость в расчетах параметров несимметричных КЗ, которые обычно выполняются с использованием метода симметричных составляющих.

Несимметричные токи, протекающие по фазам цепи, создают в сопротивлениях фаз несимметричные падения напряжения, которые можно разложить на симметричные составляющие. Так, при двухфазном КЗ токи и напряжения имеют составляющие прямой и обратной последовательностей, при двухфазном

иоднофазном КЗ на землю - прямой, обратной и нулевой.

Порядок расчета:

1. По расчетной схеме составляют схемы замещения для прямой, обратной и нулевой последовательностей (в зависимости от вида КЗ).

2. Определяют сопротивления прямой (х1), обратной (х2) и нулевой (х0)

последовательностей, а также ЭДС.

2.1. Индуктивное сопротивление прямой последователь-

ности любого элемента цепи - это его индуктивное сопротивление при сим-

метричном режиме работы фаз, т. е. именно то сопротивление, которое определялось при вычислении токов трехфазного КЗ, так как последние являются токами прямой последовательности.

2.2. Сопротивление обратной последовательности. Для тех элементов цепи, у которых взаимоиндукция между фазами не зависит от поряд-

24

ка чередования фаз, индуктивные, активные и полные сопротивления прямой и обратной последовательностей одинаковы, т. е. х1 = х2, r1= r2 и Z1 = Z2. К таким элементам относятся воздушные и кабельные линии, реакторы и трансформаторы.

В общем случае для турбогенераторов, гидрогенераторов, АД, СД и СК принимают х2 ≈ х′′d.

2.3. Сопротивление нулевой последовательности. Эти со-

противления рассматриваются в связи с замыканиями на землю.

Сопротивления нулевой последовательности трансформаторов и автотрансформаторов определяются схемой соединения обмоток и конструктивным исполнением (приложение Е). Прохождение токов нулевой последовательности возможно только в трансформаторах, имеющих со стороны повреждения обмотку, соединенную в звезду с заземленной нейтралью.

Источники питания создают только симметричную трехфазную систему ЭДС прямой последовательности, т.е. ЭДС нулевой и обратной последовательностей в схемах замещения равны нулю.

В случае применения реакторов х0 ≈ х1.

25

3. Путем постепенного преобразования приводят схему замещения к наиболее простому виду так, чтобы каждый источник питания или группа источни-

ков, характеризующиеся определенным значением результирующей ЭДС Е"рез,

были связаны с точкой КЗ одним результирующим сопротивление хрез.

4. Зная Е"рез и хрез, определяют начальное значение периодической со-

ставляющей тока для соответствующего вида КЗ (приложение З), затем ударный ток по формуле (11) и при необходимости периодическую составляющую тока КЗ для заданного момента времени t по методу типовых кривых (аналогично

Значения ку аналогичны значениям для трехфазного тока КЗ.

Можно получить соотношения между начальными значениями периодических составляющих токов трех- и двухфазных КЗ, принимая для упрощения

х2рез = х1рез:

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Задание: Определить периодическую составляющую тока двухфазного и однофазного КЗ в точке К.

Дано:

Система - I(3) = 8 кА, I(1) = 6,8 кА

W1, W2 x1=0,4 Ом/км, x0=2,2 Ом/км, l=20 км.

Рис.13. Расчетная схема к примеру 3

Т1 - Uн = 110 кВ, Sном = 63МВ·А, uк= 10,5%; G - Sном = 52,5 МВ·А, хd = 0,195, Е = 1,17.

26

Решение:

1. Составляем схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Схема замещения прямой последовательности не отличается от схемы замещения для расчета токов трехфазного КЗ (рис. 14). Схема замещения обратной последовательности отличается от схемы замещения прямой последовательности только отсутствием ЭДС источников питания, т.к. для всех элемен-

тов схемы справедливо равенство х1 = х2. Поэтому в дальнейших расчетах при определении параметров составляющих обратной последовательности можно пользоваться схемой представленной на рис. 14.

Прежде чем составить схему замещения нулевой последовательности (рис.15), необходимо определить пути циркуляции токов нулевой последовательности. Со стороны генератора обмотка трансформатора соединена в треугольник, значит в цепи генератора токи нулевой последовательности не проходят и сопротивление генератора с схему замещения входить не будет. Со стороны энергосистемы имеется трансформатор с заземленной нейтралью, т.к. в ус-

ловии задан ток I(1). Таким образом, в схеме замещения нулевой последователь-

ности будут присутствовать сопротивления: системы, воздушных линий и трансформатора со стороны обмотки, соединенной в .

2.Определяем в именованных единицах сопротивления прямой, обратной

инулевой последовательностей элементов схемы замещения.

( В обозначениях сопротивлений первый индекс означает последовательность, второй - порядковый номер сопротивления).

Энергосистема

27

28