Лабораторная работа №5 Исследование несимметричных коротких замыканий в простейшей сети бесконечной мощности

Цель работы – установить на физической модели соотношения между токами различных видов КЗ, исследовать влияние режима заземления нейтрали сети на токи и напряжения при замыкании на землю.

Вопросы для самоподготовки

1. В чем суть метода симметричных составляющих?

2. В чем состоит правило эквивалентности прямой последовательности? Привести выражения для определения в точке КЗ тока прямой последовательности , полного тока , дополнительного сопротивления (шунта КЗ) и коэффициента в зависимости от вида КЗ.

3. Как соотносятся между собой токи однофазного и трехфазного КЗ ; токи двухфазного и трехфазного КЗ ; токи двухфазного на землю и трехфазного КЗ ? Ответ обосновать.

4. Указать граничные условия для однофазного, двухфазного и двухфазного на землю коротких замыканий. С какой целью они используются при расчетах и качественном анализе несимметричных КЗ?

5. Что такое простое замыкание на землю? Привести соответствующую схему для простейшей трехфазной сети; построить векторную диаграмму напряжений и токов в месте повреждения; вывести выражение для тока в месте повреждения.

6. В каких случаях и с какой целью применяют сети с компенсированной нейтралью? В чем состоит механизм компенсации?

7. В чем преимущества сетей с изолированной (компенсированной) нейтралью? Почему их не применяют на напряжении 110 кВ и выше?

8. Как соотносятся между собой сопротивления прямой и нулевой последовательностей ЛЭП без тросов? Ответ пояснить.

9. Влияет ли наличие грозозащитного троса на сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей ЛЭП? Ответ пояснить.

10. Влияет ли количество цепей на сопротивление нулевой последовательности ЛЭП? Ответ пояснить.

11. Изобразить трехфазную схему трансформатора и его однолинейные схемы замещения прямой и нулевой последовательностей при однофазном КЗ на стороне высшего напряжения для следующих типов соединения обмоток:

 – Y₀/Δ; Y/Δ; Δ/Δ; Y₀/Y₀; Y/Y₀;

 – Y₀/Y/Δ; Y₀/Y₀/Δ; Y/Y₀/Δ; Y₀/Δ/Δ;

12. В чем состоит отличие схем замещения прямой и обратной последовательностей электрической сети?

13. Изобразить трехфазные системы векторов (токов, напряжений и т.д.) прямой, обратной и нулевой последовательностей и записать выражения для определения полных векторов фаз. Что такое фазный множитель и для чего он используется?

14. В чем, на ваш взгляд, состоит главная особенность токов нулевой последовательности? При каких условиях эти токи могут протекать в сети?

15. Почему в схемах замещения нулевой последовательности обычно нет параметров генераторов?

Методические указания

Схема электрической сети, исследуемой в данной лабораторной работе, показана на рис. 10. Она имеет одностороннее питание от источника бесконечной мощности — эквивалентной системы С. Поэтому в данной работе выключатель Q2, а значит и генератор G, должны все время находиться в отключенном состоянии.

Рис. 10. Однолинейная схема электрической сети при исследовании

несимметричных коротких замыканий

Для моделирования КЗ используется выключатель (тиристорный короткозамыкатель) QK, включаемый кратковременно на 2…3 с и только после подачи питания от эквивалентной системы C. Изменяя схему соединения полюсов выключателя QK, можно воспроизводить любой вид КЗ. Выключатель QK рекомендуется подключить к точке К-2.

Для осциллографирования параметров режима КЗ необходимо подключить трансформаторы тока TA во все фазы выключателя QK, а трансформаторы напряжения TV — к точке КЗ. Выходы с TA и TV следует подсоединить к аналоговым входам коннектора, связанного шлейфом с компьютером.

По согласованию с преподавателем место КЗ может быть изменено. Возможно также подключение TA и TV только к одной фазе выключателя, в которой будет короткое замыкание.

Сделав необходимые подключения, ещё раз проверить соответствие собранной схемы изображенной на рис. 10.

На компьютере запустить программу виртуального осциллографа и подготовить его к работе, установив необходимые опции настройки.

В присутствии преподавателя включить стенд, подав в схему питание от эквивалентной системы С, и убедиться по показаниям приборов, что стенд работает нормально. Запустив виртуальный осциллограф, через 1…1,5 с включить выключатель QK на время не более чем 2…3 с. По завершении процесса измерения кратковременного режима КЗ на экране виртуального осциллографа появятся осциллограммы токов и напряжений.

Освоив порядок работы со стендом, можно приступать к выполнению необходимых исследований.