2.3. Трехфазные короткие замыкания.

Симметричное 3-х ф.к.з. –это наиболее простой для расчета и анализа вид повреждения. Он характерен тем, что токи и напряжения во всех фазах равны по величине как в месте к.з., так и в любой другой точке сети:

I_A=I_B=I_C; U_A=U_B=U_C

Поскольку рассматриваемая система симметрична, ток походящий в каждой фазе, отстает от создающей его ЭДС на одинаковый угол _к.з., определяемый соотношением активного и реактивного сопротивления цепи к.з.:

Для линий 35 кВ этот угол обычно равен 45⁰, 110кВ – 60⁰, 220кВ – 80⁰. Напряжение в месте к.з. равно нулю, а в любой другой точке сети может быть определено как показано на рис.2.2. Так как все фазные и междуфазные напряжения в месте 3-х ф.к.з. равны нулю, а в точках, удаленных от места к.з. на небольшое расстояние, незначительны по величине, рассматриваемый вид повреждения представляет наибольшую опасность для работы энергосистемы.

2.4.Двухфазное короткое замыкание.

При 2-х ф.к.з. токи и напряжения разных фаз неодинаковы. Рассмотрим соотношения токов и напряжений, характерные для 2-х ф.к.з. между фазами В и С. В поврежденных фазах в месте к.з. проходят одинаковые токи, а в неповрежденной фазе ток отсутствует:

I_A=0; I_B=-I_C

Междуфазное напряжение в месте к.з. U_BC=0, а фазные напряжения .

Так же как и при 3-х ф.к.з., токи, проходящие в поврежденных фазах, отстает от создающей их ЭДС ( в данном случае вектор E_BC или параллельный ему вектор U_BC ) на угол _к.з. определяемый соотношением активных и реактивных сопротивлений цепи. По мере удаления от мета к.з. фазные напряжения U_B, U_С и междуфазное напряжение U_BC будут увеличиваться.

С точки зрения влияния на устойчивость параллельной работы генераторов и на работу электродвигателей рассматриваемый вид повреждения представляет значительно меньшую опасность, чем 3-х ф.к.з.

2.5.Двухфазное короткое замыкание на землю

в сети с заземленной нейтралью.

Этот вид повреждения для сетей с изолированной нейтралью практически не отличается от 2-х ф.к.з.. Отличие состоит лишь в том, что поврежденные фазы, например В и С, в точке К принужденно приобретает потенциал земли а нейтраль системы получает но отношению к земле смещение равное 0,5E_A. Поэтому в сети появляется также слагающие напряжения нулевой последовательности.

2-х ф. замыкания на землю в сетях с большими токами замыкания на землю представляют достаточно сложный вид повреждения, сопровождающийся сильным снижением как фазных, так и междуфазных напряжений поврежденных фаз ( в точке к.з. до нуля) и возникновением неуравновешенной системы, характеризуемой наличием слагающих нулевой последовательности напряжений и токов. Соотношение токов и напряжений в месте к.з. для этого вида поврежденья имеют следующий вид:

I_A=0; U_B=U_C=0; U_ВС=0

Степень опасности того или другого повреждения линии характеризуется прежде всего его влиянием на устойчивость системы и непосредственно на работу потребителей. С этой точки зрения многофазные к.з. являются наиболее тяжелыми. В современных электрических системах металлические 3-х ф.к.з. и 2-х ф.к.з. на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью, возникающие в близи шин станций и длящиеся более 0,15-0,3 сек., уже могут нарушать динамическую устойчивость системы. В особо напряженных работающих электропередачах (400кВ, 500кВ) допустимое время отключения к.з. может быть еще меньше порядка 0,1-0,15 сек. Силовая нагрузка потребителей ( в особенности синхронные двигатели и асинхронные двигатели с фазным ротором, работающие па привод с постоянным моментом сопротивления) присоединения вблизи места повреждения, при недостаточной быстроте отключения повреждения может быть потеряна. Большие токи к.з. могут вызвать в месте пробоя перегорания провода и разрушения оборудования. Поэтому на линиях устанавливается защита от междуфазных к.з., обеспечивающая достаточно быстрое отключение повреждений. Для 2-х ф.к.з. на землю применяется специальная защита от 1-но ф.к.з. – защита нулевой последовательности.