3.3. Расчет токов замыкания на землю в сети без глухого заземления нейтрали
Распределительные сети напряжением 6 – 35 кВ, как правило, работают с изолированной нейтралью. Поэтому при замыкании на землю одной фазы такой сети не образуются обычные условия однофазного короткого замыкания (рис. 3.29).
Рис. 3.29
При замыкании на землю одной из фаз в системе с изолированной нейтралью, т.е. при простом замыкании на землю, путь для тока, идущего в землю, осуществляется через емкостную проводимость элементов каждой фазы относительно земли [1].
Наибольшая величина тока замыкания на землю имеет место при металлическом замыкании и составляет [1]:
,
(3.22)
где
– среднее
фазное напряжение той ступени, где
рассматривается замыкание на землю;
–
результирующее емкостное сопротивление
нулевой последовательности всех
элементов (практически только линий и
кабелей), электрически связанных с
точкой замыкания.
Заметим,
что формула (3.22) по структуре похожа на
формулу расчета тока при однофазном КЗ
в сетях с глухозаземленной нейтралью
,
т.е. величина тока замыкания на землю в
три раза превышает
емкостный ток на землю одной фазы в
нормальных условиях.
Для грубой оценки порядка величины тока замыкания на землю может применяться упрощенная формула:
,
а,
(3.23)
где Uср – среднее номинальное напряжение ступени, где рассматривается замыкание на землю, кВ; N – коэффициент, принимаемый для воздушных линий 350, для кабельных – 10; l – суммарная длина воздушных или кабельных линий, электрически связанных с точкой замыкания на землю, км.
З а д а ч и
Рис. 3.30
19. От шин мощной заводской подстанции 10 кВ отходят пять кабельных линий длиной 2 км каждая (рис. 3.30).
Определить ток замыкания фазы на землю, если удельная емкость линии токам нулевой последовательности Суд = 0,3 мкф/км.
Решение. Результирующая емкость нулевой последовательности кабелей
мкф = 3∙10–6
ф,
где N, l – суммарная длина кабельных линий, электрически связанных с точкой замыкания на землю, в км.
Результирующее емкостное сопротивление
Ом.
По
формуле (3.22)
А.
20. Определить ток при простом металлическом замыкании на землю в сети 35 кВ, имеющей воздушные линии общей протяженностью 300 км.
Линия: провод АС-70; расположение проводов по вершинам треугольника с расстоянием dAB = 4 м; dAC = 3,3; dBC = 3 м.
Высота подвеса проводов hA = hC = 8 м; hB = 11 м. Радиус провода r = 5,8∙10–3 м.
3.4. Продольная несимметрия
Наряду с поперечной несимметрией (короткое замыкание) в электрических системах происходит продольная несимметрия, вызванная недовключением фаз выключателей на подстанциях, обрывами проводов фаз линий, преднамеренными неполнофазными ремонтными режимами [1].
1. Разрыв одной фазы
Р
Рис. 3.31
ILA = 0 кА; (3.24)
ΔULB = 0 кВ; (3.25)
ΔULC = 0 кВ. (3.26)
Эти условия подобны граничным условиям двухфазного короткого замыкания на землю.
При разложении на симметричные составляющие условия (3.25) и (3.26) дают:
;
(3.27)
;
(3.28)
.
(3.29)
В соответствии с (3.24) можно записать:
;
;
(3.30)
где 
.
(3.31)
Для тока прямой последовательности фазы А в месте разрыва имеем:
.
(3.32)
Зная все симметричные составляющие токов и напряжений, легко известным способом определить фазные величины токов и напряжений.