61. Простое замыкание в сети с изолированной нейтралью
Простое замыкание на землю имеет место в сети с изолированной нейтралью и путем протекания тока, идущего на землю, является емкостная проводимость элементов каждой из фаз относительно земли. Поступая в землю в месте замыкания, ток возвращается через емкостную проводимость относительно земли по неповрежденным фазам. Емкостная проводимость поврежденной фазы оказывается зашунтирована местом повреждения и ток в этой фазе за местом повреждения отсутствует.
Граничные условия для простого замыкания на землю те же, что и для однофазного КЗ, поэтому все выражения для однофазного КЗ относятся и к простому замыканию на землю. Емкостное сопротивление элементов электрической сети значительно превышает их индуктивное сопротивление, что позволяет при определении тока простого замыкания на землю пренебречь последним и следовательно считать, что величина этого тока практически не зависит от места повреждения. Величина тока замыкания на землю через дугу с сопротивлением R∂будет:
где ХС0∑ - результирующее емкостное сопротивление нулевой последовательности всех элементов, электрически связанных с точкой замыкания;
UФср - среднефазное напряжение ступени.
Если же считать замыкание металлическим (без переходного сопротивления)
-
упрощенное выражение тока замыкания
на землю.
Для грубой оценки порядка величины тока замыкания на землю пользуются формулой.
,
где l
-
суммарная длина всех линий электрически
связанных с точкой замыкания на землю;
Uср – среднее номинальное фазное напряжение ступени, где рассматривается замыкание на землю, кВ;
N- коэффициент (N= 350 - для воздушных линий);
(N= 10 - для кабельных линий).
Практикой установлен следующий порядок допустимых значений емкостных токов для различных классов напряжений:
для - 6кВ-30А;
10кВ - 20А;
15-20кВ - 15А;
35кВ - 10А.
При больших токах в нейтраль трансформатора включают дугогасящую катушку с регулируемым числом витков. Сопротивление ее выбирается таким, чтоб скомпенсировать емкостное сопротивление сети
Это позволяет исключить емкостную составляющую тока и дуга в месте замыкания на землю не появляется.
Рис. 58. Векторная диаграмма напряжений при замыкании одной из фаз (А) на землю
Из
диаграммы видно, что при металлическом
замыкании на землю напряжения в
неповрежденных фазах (Uв'
и Uc')
возрастают до линейных, т.е. увеличиваются
в
раз. В свою очередь, линейные напряжения
остаются неизменными.
62. Расчет токов кз в установках до 1кВ
Установки напряжением до 1кВ характеризуются большой электрической удаленностью относительно источников питания. Это позволяет считать при КЗ в данной сети 0,4 кВ (Рис. 59) напряжение за трансформатором, питающим эту сеть, неизменным.
Рис. 59
Достоверность расчета токов короткого замыкания в установках до 1000 В зависит от того, насколько точно и полно учитывается сопротивление короткозамкнутой сети. При расчетах наряду с индуктивными сопротивлениями существенную роль играют активные сопротивления элементов схем. Причем для некоторых элементов эти сопротивления могут преобладать. При таких расчетах необходимо учитывать сопротивления сборных шин, сопротивления контактов, сопротивления катушек, автоматических выключателей, сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока и т.д., которыми пренебрегают в высоковольтных сетях (выше 1 кВ). Так, например, сопротивление контактных соединений в практических расчетах принимают Rĸ=0,015÷0,03Ом.
Все расчеты токов короткого замыкания для сети до 1 кВ выполняется, как правило, в именованных единицах, а сопротивления элементов схемы вводятся в мОмах. При этом начальное значение периодической слагающей тока
трехфазного короткого замыкания:
однофазного короткого замыкания
,
кА,
где Uср - среднее номинальное напряжение той ступени, где рассматривается КЗ.