Меню

Диаграмма токов для однофазного кз

Диаграмма токов для однофазного кз

Трехфазные и двухфазные КЗ на стороне ВН . Короткие замыкания, называемые междуфазными, могут происходить между наружными выводами об­моток ВН или НН, расположенными на крышке бака (корпуса) трансформатора или между обмотками внутри бака, причем последние случаются сравни­тельно редко, особенно трехфазные КЗ внутри бака. Наиболее опасными для самого трансформатора и для электроприемников прилегающей электрической сети являются трехфазные КЗ па выводах обмотки ВН, поскольку они сопровождаются большими токами КЗ и могут вызывать глубокие понижения напряжения на зажимах других электроприемников. При этом у асинхронных электродвигателей (двигатели М на рис. 1,а) снижается частота вращения и, если КЗ не будет быстро отключено, двигатели остановятся, что вызовет нарушение работы предприятия.

Значение тока при трехфазном КЗ на выводах трансформатора 10 кВ (трансформатор Т2 на рис. 1), если он установлен вблизи питающей подстанции 110/10 кВ, равно значению тока КЗ на шинах 10 кВ этой подстанции. Если трансформатор 10 кВ питается по воздушной или кабельной линии 10 кВ, при расчете тока трехфазного КЗ необходимо учесть сопротивле­ние этой линии. При значительной мощности электро­двигателей (двигатели М на рис. 1,а) следует учитывать возможность существенного увеличения тока в месте КЗ за счет кратковременной подпитки от элек­тродвигателей.

Рис. 1. Распределение токов (а) и векторные диаграммы токов и напряжений при металлическом трехфазном (б) и двухфазном (в, г] КЗ на выводах понижающего трансформатора со стороны питания.

При трехфазном КЗ токи в месте КЗ одинаковы по значению во всех трех фазах, их векторы сдвинуты относительно друг друга на 120° (рис. 1,а,б). На­пряжения всех трех фаз в месте трехфазного КЗ равны нулю.

При двухфазном КЗ токи проходят только в двух замкнувшихся фазах (например, В и С). Их значения равны между собой, а векторы сдвинуты на 180° (рис. 1,в). Значения токов в месте двухфазного КЗ в распределительных электросетях можно, приближен­но считать на 15% меньшими, чем значения токов при трехфазном КЗ в той же точке. Ток в неповрежденной фазе считается равным нулю. Напряжение непо­врежденной фазы при КЗ между фазами В и С) сохраняется равным номинальному фазному (на рис. 1,г U к А = U ф ), а фазные напряжения замкнув­шихся фаз уменьшаются в 2 раза по сравнению с но­минальным. Междуфазное напряжение U мф повреж­денных фаз в месте КЗ равно нулю ( U к В-С на рис. 1,г), а два других междуфазных напряжения в 1,5 раза превышают фазное, т. е. каждое из них всего лишь примерно па 15% ниже номинального между­фазного напряжения сети. При этом электродвигатели продолжают работать и можно было бы не спешить с отключением двухфазного КЗ, но из опыта хорошо известно, что двухфазное КЗ быстро переходит в трех­фазное и вызывает дополнительные разрушения. По­этому все междуфазные КЗ на выводах ВН и внутри трансформатора должны отключаться мгновенно или, в крайнем случае, с минимальным замедлением (до 0,5 с), если это замедление необходимо и обоснованно.

Однофазное замыкание на землю (на корпус) на стороне ВН . В сетях 10 кВ, так же как и 3; 6; 20 и 35 кВ, работающих в нашей стране с изолирован­ной или компенсированной нейтралью, токи при одно­фазном замыкании на землю не превышают несколь­ких ампер: например, для сетей 10 кВ они составляют 20 А [2]. Специальная защита от этого вида повреж­дения на трансформаторах 10 кВ не предусматрива­ется, но на кабельной или кабельно-воздушной линии 10 кВ, по которой получают питание один или не­сколько трансформаторов, устанавливается защита (сигнализация) однофазных замыканий на землю [3, 4].

Витковые замыкания. Замыкания между витками одной фазы обмотки трансформатора, как правило, не сопровождаются большими токами, как это проис­ходит при междуфазных КЗ. При малой доле зам­кнувшихся витков (по отношению к общему числу витков обмотки) ток этого вида повреждения может быть значительно меньше номинального тока транс­форматора и это повреждение трудно обнаружить с помощью максимальных токовых защит, реагирующих на увеличение тока сверх номинального. Из сущест­вующих типовых защит трансформаторов только га­зовая защита масляных трансформаторов реагирует на витковые замыкания, так как они сопровождаются горением электрической дуги и местным нагревом, что вызывает разложение трансформаторного масла и изоляционных материалов и образование летучих га­зов. Газы вытесняют масло из бака трансформатора в расширитель и вызывают действие газового реле (§ 10). В соответствии с ГОСТ 11677—85 все масля­ные трансформаторы мощностью 1 MB -А и более с расширителем должны быть снабжены газовым реле. Для внутрицеховых трансформаторов газовая защита обязательна при мощности трансформатора 630 кВ-А и более [1].

Рис. 2. Распределение токов и векторные диаграммы полных токов при двухфазном КЗ за трансформаторами 10/0,4 кВ со схемами соединения обмоток Y / Y -0 (а, 6, в) и ∆/ Y -11 (г, д, е) при условно принятом коэффициенте трансформации трансфор­матора N = 1

Междуфазные КЗ за трансформатором. Эти по­вреждения могут происходить на выводах обмотки НН трансформатора, на сборных шинах НН и на от­ходящих элементах питаемой сети НН. Наибольшее значение тока соответствует трехфазному КЗ, причем во всех трех фазах токи равны между собой, как на стороне НН, так и на стороне ВН (см. рис. 1,6).

При двухфазном КЗ на стороне НН векторная диаграмма токов в месте КЗ аналогична рис. 1,6. А распределение токов в обмотке ВН при этом зави­сит от схемы и группы соединения обмоток трансфор­матора. У трансформатора со схемой соединения об­моток Y / Y -0 или Y / Y -0 распределение токов и век­торные диаграммы токов одинаковы для сторон НН и ВН(рис.2,а—в). Для удобства сравнения векторных диаграмм токов в обмотках НН и ВН коэффициент трансформации трансформатора принят равным еди­нице: N = 1, что соответствует трансформатору, на­пример 10/10 кВ.

При таком же двухфазном КЗ, но за трансформа­тором со схемой соединения обмоток ∆/ Y -11, рас­пределение токов и векторная диаграмма токов на стороне ВН имеют другой вид (рис. 2,г—е). Харак­терно, что на стороне ВН токи проходят во всех трех фазах и один из фазных токов в два раза больше двух других, причем этот больший из токов по значе­нию равен току трехфазного КЗ, если бы оно про­изошло в том же месте, где двухфазное КЗ (рис. 2).

Рис. 3. Распределение токов (а) и векторные диаграммы (б и в ) токов прямой и обратной последовательности и полных токов на сторонах ВН и НН при двухфазном КЗ за трансформатором со схемой соединения Y /∆-11.

При таком же двухфазном КЗ, но за трансформа­тором со схемой соединения обмоток Y /∆-11 (рис. 3), векторная диаграмма токов на стороне ВН оказалась повернутой па угол 180° по сравнению с диаграммой на рис. 2, д. На рис. 3, 6 ,в показано с помощью из­вестного метода симметричных составляющих, каким образом происходит трансформация симметричных составляющих токов прямой и обратной последова­тельности со стороны НН (∆) на сторону ВН ( Y ) и каким образом получены векторные диаграммы пол­ных токов на сторонах ВН и НН трансформатора.

В соответствии с этим методом векторная диа­грамма токов в месте двухфазного КЗ (например, между фазами В и С), состоящая из двух векторов, т. е. несимметричная по сравнению с диаграммой трех фазных токов, может быть представлена двумя сим­метричными векторными диаграммами токов прямой и обратной последовательности (рис. 3,в). Для про­верки правильности этих диаграмм произведем гео­метрическое сложение векторов токов прямой и об­ратной последовательностей каждой фазы:

В результате этого геометрического сложения по­лучается исходная векторная диаграмма полных то­ков в месте двухфазного КЗ между фазами В и С (рис. 3, б). Аналогичные диаграммы токов соответ­ствуют двухфазным КЗ между другими фазами, на­пример А и В (отсутствует ток в фазе С). В распре­делительных сетях (без учета электродвигателей и генераторов местных электростанций) значения векто­ров токов прямой и обратной последовательности I 1 и I 2 равны между собой и составляют половину фазного тока при трехфазном КЗ, т. е.

Читайте также:  Экономическая плотность тока для меди

Значения полных токов в поврежденных фазах и С на рис. 3,в) в 1,73 раза больше, т. е

Таким образом, ток при двухфазном КЗ несколько (примерно на 15%) меньше, чем при трехфазном КЗ, о чем уже упоминалось выше.

Для построения векторной диаграммы полных то­ков на стороне ВН ( Y ) трансформатора со схемой и группой соединения обмоток Y /∆-11 при двухфазном КЗ на стороне НН (∆) необходимо выполнить сле­дующее:

векторную диаграмму токов прямой последова­тельности на стороне НН повернуть на угол —30° (по часовой стрелке);

векторную диаграмму токов обратной последова­тельности на стороне НН повернуть на угол +30 о (против часовой стрелки).

Повороты векторов тока объясняются наличием фа­зового сдвига между токами на сторонах ВН и НН, равного 30° (группа соединения обмоток этого транс­форматора потому и называется «одиннадцатой» или «одиннадцатичасовой», что угол фазового сдвига между векторами токов на сторонах ВН и НН равен углу между часовой и минутной стрелками часов, когда они показывают 11 часов). После построения векторных диаграмм токов прямой и обратной после­довательности на стороне ВН (рис. 3,6) производится геометрическое сложение векторов токов прямой и обратной последовательности каждой фазы. В результате этого сложения получается векторная диаграмма полных токов на стороне ВН. Так же как и при двух­фазном КЗ за трансформатором ∆/ Y -11 (рис. 2, г—е), на стороне ВН трансформатора Y /∆-11 токи КЗ про­ходят во всех трех фазах и один из фазных токов в два раза больше двух других, причем этот больший из токов по значению равен току трехфазного КЗ (по­скольку каждая из составляющих тока, прямой и обратной последовательности, равна половине фаз­ного тока при трехфазном КЗ). Различие во взаимном расположении и наименовании фаз токов на сторонах ВН (рис. 2,д н 3,6) объясняется тем, что при транс­формации симметричных составляющих через транс­форматор ∆/ Y -11 со стороны Y на сторону ∆ век­торная диаграмма токов прямой последовательности поворачивается па угол +30° (против часовой стрел­ки), а векторная диаграмма токов обратной последо­вательности— на угол —30° (по часовой стрелке). Эту особенность трансформаторов со схемами соеди­нения обмоток Y /∆-11 и ∆/ Y -11 учитывают при вы­полнении их максимальной токовой защиты на сто­роне ВН, устанавливая три токовых реле для того, чтобы при любом виде двухфазного КЗ за трансфор­матором в одном из реле проходил больший из токов, равный току трехфазного КЗ (§ 8).

Однофазные КЗ за трансформатором. Эти по­вреждения характерны для трансформаторов, у ко­торых обмотка НН соединена в звезду с выведенной нейтралью и эта нейтраль имеет глухое заземление (рис. 4 и 5). Есть основания считать, что большинство коротких замыканий в сетях 0,4 кВ с глухо заземлен­ной нейтралью начинается с однофазного и, если быстро не отключить однофазное КЗ, оно переходит в более тяжелое — междуфазное КЗ, чаще всего в трехфазное, которое сопровождается большими тока­ми и которое должно отключаться максимальными токовыми защитами от междуфазных КЗ, менее чув­ствительными и менее быстродействующими, чем за­щиты нулевой последовательности от КЗ на землю на стороне НН (§ 9). Полезно знать и токораспределение, и значения токов на стороне ВН трансформатора при КЗ на землю на стороне НН. Векторные диа­граммы токов на стороне ВН зависят от схемы и группы соединения трансформатора и различны для трансформаторов Y / Y -0 и ∆/ Y -11 (рис. 4, 5).

Рис. 4. Распределение токов (а) и векторные диаграммы и в) токов прямой, обратной и нулевой последовательности и полных токов на сторонах ВН и НН при однофазном КЗ на землю за трансформатором со схемой соединения обмоток Y / Y -0

Рис. 5. Распределение токов (о) и векторные диаграммы (б и s ) токов прямой, обратной и нулевой последовательности и полных токов на сторонах ВН и НН при однофазном КЗ па землю за трансформатором со схемой соединения обмоток ∆/ Y -11.

Векторная диаграмма тока в месте однофазного КЗ на стороне НН состоит из одного вектора тока замкнувшейся фазы, например фазы А, вне зависи­мости от того, питается сеть НН через трансформа­тор Y / Y или ∆/ Y . Эта несимметричная векторная диаграмма может быть представлена тремя симметричными векторными диаграммами токов прямой, обратной и нулевой последовательности, которые по­казаны на рис. 4, б и 5,б. Для проверки следует про­извести геометрическое сложение симметричных со­ставляющих токов каждой из трех фаз:

Все симметричные составляющие имеют равные значения: I к НН/ 3. Ток однофазного КЗ часто обозна­чают 3 I и называют утроенным током нулевой после­довательности.

Токораспределение и векторная диаграмма токов на стороне ВН трансформатора со схемой соединения Y / Y -0 показаны на рис. 4, а, б. Фазового сдвига между токами обмоток ВН и НН здесь нет, но со­ставляющие нулевой последовательности не транс­формируются на сторону ВН, поскольку токи одного направления не могут проходить по фазным обмоткам ВН, соединенным в звезду без выведенной и зазем­ленной нейтрали (как на стороне НН). Поэтому на сторону ВН трансформируются симметричные состав­ляющие только прямой и обратной последователь­ности. Поскольку в учебных целях принято, что коэф­фициент трансформации трансформатора N =1, век­торные диаграммы токов этих последовательностей одинаковы на сторонах ВН и НН. Складывая гео­метрически векторы токов этих последовательностей на стороне ВН, получаем векторную диаграмму пол­ных токов, по которой видно, что в одной из фаз (поврежденной фазе А) проходит ток, в 2 раза боль­ший, чем в двух других, а значение этого большого тока равно 2/3 тока однофазного КЗ, проходящего на стороне НН (при N = 1). Если коэффициент транс­формации трансформатора не равен 1, например 10/0,4 = 25, то значение тока КЗ на стороне ВН сле­дует поделить еще на 25 (§ 3). В двух других фазах ВН проходят токи, в 3 раза меньшие, чем ток одно­фазного КЗ на стороне НН (при N =1). Это явля­ется одной из причин недостаточной, как правило, чувствительности максимальной токовой защиты на стороне ВН трансформаторов Y / Y -0 при однофазных КЗ на землю на стороне НН. И это же указывает на необходимость выполнения на стороне НН специаль­ной токовой защиты нулевой последовательности от однофазных КЗ на землю (§ 9).

На рис. 5,6 показано построение векторной диа­граммы полных токов на стороне ВН трансформатора со схемой соединения обмоток ∆/ Y при однофазном КЗ на стороне НН. При трансформации векторная диаграмма токов прямой последовательности повора­чивается на угол +30° (против часовой стрелки), а векторная диаграмма токов обратной последователь­ности— на угол —30° (по часовой стрелке). Токи нулевой последовательности I 0 также трансформиру­ются на сторону ВН, но замыкаются в обмотке ВН, соединенной в треугольник, и поэтому отсутствуют в полных линейных токах на этой стороне трансформа­тора. Геометрически складывая токи прямой и обрат­ной последовательности каждой фазы, получаем век­торную диаграмму полных токов, которая состоит из двух векторов, направленных в противоположные сто­роны. Поскольку каждая из симметричных составляю­щих равна I k . нн/3, то значение полных токов на сто­роне ВН

таким образом, при однофазном КЗ на землю за трансформатором ∆/ Y -11 на стороне ВН (∆) токи КЗ проходят в двух фазах, их векторы сдвинуты на 180°, а значение равно

Сверхтоки при перегрузках. Перегрузкой назы­вается ненормальный режим работы трансформа­тора, при котором ток через трансформатор более чем на 5 % превышает номинальное паспортное значение тока при соответствующем ответвлении обмотки ВН. Различают перегрузки, вызванные неравномерностью графика нагрузки и аварийными ситуациями. Ава­рийные перегрузки допускаются в исключительных случаях, например при отключении одного из транс­форматоров двухтрансформаторной подстанции, когда в результате срабатывания устройства АВР к рабо­тающему трансформатору подключается дополнитель­ная нагрузка. Допустимые перегрузки указываются в соответствующих стандартах и директивных мате­риалах. В ГОСТ 14209—85 для масляных трансфор­маторов (М) классов напряжения до 110 кВ вклю­чительно при температуре охлаждающего воздуха от —20 °С и ниже и до +30 °С допускаются следующие аварийные перегрузки (без учета предшествующей нагрузки): от 2 до 1,9 номинального тока трансфор­матора в течение 30 мин и от 2 до 1,7 — в течение 1 ч; при +40°С— соответственно 1,7 и 1,4. Перегрузки длительностью 24 ч допускаются от 1,6 при —20°С и ниже и до 1,2 при +30 = С и 1,1 номинального тока трансформатора при +40 °С. Для конкретных масля­ных трансформаторов серий ТМ и ТМВМ напряже­нием 6 и 10 кВ мощностью до 630 кВ-Л, установлен­ных в распределительных электрических сетях и питающих коммунально-бытовую нагрузку, производ­ственные, смешанные (производственные и комму­нально-бытовые) и другие виды нагрузок, допускают­ся перегрузки, указанные в табл. 1 в долях номи­нальной мощности трансформатора [5]. Такие же перегрузки допускаются и по току. Трансформаторы масляные герметичной серии (ТМГ) рассчитаны на систематические перегрузки до 1,5 номинального тока. Для сухих трансформаторов, устанавливаемых в КТП, допускаются аварийные перегрузки на 30 % сверх номинального тока не более чем на 3 ч в сутки. Указанные возможные максимальные перегрузки не­обходимо учитывать при расчете параметров защиты для того, чтобы предотвратить излишние отключения трансформатора плавкими предохранителями (§ 4) или максимальной токовой защитой от токов КЗ (§ 8) во время его работы с допустимыми превышениями номинального тока.

Читайте также:  Как создать электрический ток в проводнике надо

Таблица 1. Допустимые перегрузки трансформаторов серий ТМ и ТМВМ [5]

Источник

Однофазное короткое замыкание. Анализ основных соотношений и построение векторных диаграмм при однофазном КЗ на землю в сети с глухозаземленной нейтралью

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Министерство образования Республики Беларусь

Гомельский государственный технический

университет им. П.О. Сухого

Лабораторная работа №4

Однофазное короткое замыкание

Выполнил студент гр ЭПП-32

Министерство образования Республики Беларусь

Гомельский государственный технический

университет им. П.О. Сухого

Лабораторная работа №4

Однофазное короткое замыкание

Выполнил студент гр ЭПП-32

Министерство образования Республики Беларусь

Гомельский государственный технический

университет им. П.О. Сухого

Лабораторная работа №4

Однофазное короткое замыкание

Выполнил студент гр ЭПП-32

Однофазное короткое замыкание

1. Цель работы: анализ основных соотношений и построение векторных диаграмм при однофазном КЗ на землю в сети с глухозаземленной нейтралью с помощью теории симметричных составляющих.

2. Краткие теоретические сведения

Основные уравнения между ЭДС и падениями напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей при однофазном КЗ будут:

, где UKA1, UKA2, UKA0, IKA1, IKA2, IKA0 – напряжения и токи отдельных последовательностей; Х, Х, Х – результирующие сопротивления схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

При КЗ на землю фазы А (рис. 4.1а) в сети с глухозаземлённой нейтралью граничными условиями будут:

Симметричные составляющие токов в фазе А будут:

а) прямой последовательности:

, с учетом граничных условий (4.1):

б) обратной последовательности:

в) нулевой последовательности:

Ток в поврежденной фазе (через землю):

Напряжение поврежденной фазы А:

Симметричные составляющие напряжений в месте короткого замыкания:

Фазные напряжения в месте короткого замыкания:

На векторной диаграмме напряжений (рис. 4.1) угол между напряжениями неповрежденных фаз зависит от соотношения между и и изменяется в пределах . Нижний предел соответствует , верхний при . При угол равен .

Однофазное короткое замыкание

1. Цель работы: анализ основных соотношений и построение векторных диаграмм при однофазном КЗ на землю в сети с глухозаземленной нейтралью с помощью теории симметричных составляющих.

2. Краткие теоретические сведения

Основные уравнения между ЭДС и падениями напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей при однофазном КЗ будут:

, где UKA1, UKA2, UKA0, IKA1, IKA2, IKA0 – напряжения и токи отдельных последовательностей; Х, Х, Х – результирующие сопротивления схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

При КЗ на землю фазы А (рис. 4.1а) в сети с глухозаземлённой нейтралью граничными условиями будут:

Симметричные составляющие токов в фазе А будут:

а) прямой последовательности:

, с учетом граничных условий (4.1):

б) обратной последовательности:

в) нулевой последовательности:

Ток в поврежденной фазе (через землю):

Напряжение поврежденной фазы А:

Симметричные составляющие напряжений в месте короткого замыкания:

Фазные напряжения в месте короткого замыкания:

На векторной диаграмме напряжений (рис. 4.1) угол между напряжениями неповрежденных фаз зависит от соотношения между и и изменяется в пределах . Нижний предел соответствует , верхний при . При угол равен .

Однофазное короткое замыкание

1. Цель работы: анализ основных соотношений и построение векторных диаграмм при однофазном КЗ на землю в сети с глухозаземленной нейтралью с помощью теории симметричных составляющих.

2. Краткие теоретические сведения

Основные уравнения между ЭДС и падениями напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей при однофазном КЗ будут:

, где UKA1, UKA2, UKA0, IKA1, IKA2, IKA0 – напряжения и токи отдельных последовательностей; Х, Х, Х – результирующие сопротивления схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

При КЗ на землю фазы А (рис. 4.1а) в сети с глухозаземлённой нейтралью граничными условиями будут:

Симметричные составляющие токов в фазе А будут:

а) прямой последовательности:

, с учетом граничных условий (4.1):

б) обратной последовательности:

в) нулевой последовательности:

Ток в поврежденной фазе (через землю):

Напряжение поврежденной фазы А:

Симметричные составляющие напряжений в месте короткого замыкания:

Фазные напряжения в месте короткого замыкания:

На векторной диаграмме напряжений (рис. 4.1) угол между напряжениями неповрежденных фаз зависит от соотношения между и и изменяется в пределах . Нижний предел соответствует , верхний при . При угол равен .

Рисунок 1 – Схема установки

Таблица 1- Результаты измерений и вычислений при однофазном КЗ

Источник

Пример расчета тока однофазного КЗ

В данной статье, я буду рассматривать пример расчета тока однофазного КЗ (ОКЗ) используя в первом варианте справочные таблицы представленные в [Л1], а во втором варианте справочные таблицы из [Л2].

С методами определения величины тока однофазного КЗ и с приведенными справочными таблицами для всех элементов короткозамкнутой цепи, можно ознакомиться в статье: «Расчет токов однофазного кз при питании от энергосистемы».

  • масляный трансформатор напряжением 6/0,4 кВ, мощностью 1000 кВА со схемой соединения обмоток – Y/Yо.
  • от трансформатора до ВРУ используется кабель марки ААШвУ 3х95 длиной 120 м.
  • от ВРУ до двигателя используется кабель марки ААШвУ 3х95+1х35 длиной 150 м.

Рис.1 - Расчетная схема сети эл. двигателя

Рис.1 — Расчетная схема сети эл. двигателя

1. Расчет тока однофазного КЗ будет выполнятся по формуле приближенного метода при большой мощности питающей энергосистемы (Хс Формула определения тока однофазного кз при большой мощности питающей энергосистемы приближенным методом

  • Uф – фазное напряжение сети, В;
  • Zт – полное сопротивление трансформатора току однофазного замыкания на корпус, Ом;
  • Zпт – полное сопротивление петли фаза-нуль от трансформатора до точки КЗ, Ом.

2. По таблице 2 [Л1, с 6] определяем сопротивление трансформатора при вторичном напряжении 400/230 В, Zт/3 = 0,027 Ом.

Таблица 2 - Расчетные сопротивления масляных трансформаторов по ГОСТ 11920-73 и ГОСТ 12022-76 при вторичном напряжении 400/230 В

3. Определяем полное сопротивление цепи фаза-нуль для участка от тр-ра до точки КЗ по формуле 2-27 [Л2, с 40]:

Определяем Zпт.уд. вариант 1

где:

  • Zпт.уд.1 = 0,729 Ом/км – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95, определяется по таблице 12 [Л1, с 16];
  • l1 = 0,120 км – длина участка №1.
  • Zпт.уд.2 = 0,661 Ом/км – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95+1х35, определяется по таблице 13 [Л1, с 16];
  • l2 = 0,150 км – длина участка №2.

Таблицы 11 - 13 - со значениями полного расчетного сопротивления цепи фаза-нуль для 3(4)- жильных кабелей с различной изоляцией и при температуре жилы +65(+80)

4. Определяем ток однофазного КЗ:

Определяем Iк тока однофазного КЗ, вариант 1

Обращаю ваше вниманию, что при определении величины тока однофазного КЗ приближенным методом, сопротивления контактов шин, аппаратов, трансформаторов тока в данном методе не учитываются, поскольку арифметическая сумма Zт/3 и Zпт создает не который запас [Л2, с 40].

Определим ток однофазного КЗ по справочным таблицам из [Л2].

1. По таблице 2.4 [Л2, с 29] определяем сопротивление трансформатора Zт/3 = 33,6 мОм.

Таблица 2.4 - Активные и интуктивные сопротивления 6(10)/0,4 кВ

2. Определяем полное сопротивление цепи фаза-нуль для участка от тр-ра до точки КЗ по формуле 2-27 [Л2, с 40]:

Определяем Zпт.уд. вариант 2

  • Zпт.уд.1 = 0,83 мОм/м – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95, определяется по таблице 2.11 [Л2, с 41];
  • l1 = 120 м – длина участка №1.
  • Zпт.уд.2 = 1,45 мОм/м – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95+1х35, определяется по таблице 2.10 [Л2, с 41].
Читайте также:  Как возникает ток перегрузки

Обращаю ваше внимание, что в данной таблице значение Zпт.уд. приводится для кабелей независимо от материала оболочки кабеля.
Если же посмотреть [Л1, с 16], то в таблице 13 для 4-жильных кабелей с алюминиевой оболочкой 3х95+1х35, Zпт.уд. = 0,661 мОм/м. Принимаю Zпт.уд.2 = 1,45 мОм/м, для того чтобы было наглядно видно, на сколько будет отличатся значение тока однофазного КЗ от расчета по «Варианту I». На практике же, лучше совмещать справочные таблицы из [Л1 и Л2].

Таблицы 2.10, 2.11 - Полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабелей

3. Определяем ток однофазного КЗ:

Определяем Iк тока однофазного КЗ, вариант 2

Как видно из результатов расчета (вариант I: Iк = 1028 А; вариант II: Iк = 627 А), полученные значения тока однофазного КЗ почти в 2 раза отличаются. По каким справочным таблицам выполнять расчет тока однофазного КЗ, уже решайте сами, в любом случае это приближенный метод, поэтому, если нужны точные значения тока однофазного КЗ, следует рассчитывать по формуле представленной в ГОСТ 28249-93.

1. Рекомендации по расчету сопротивления цепи «фаза-нуль». Главэлектромонтаж. 1986 г.
2. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.

Источник



Проект РЗА

Сайт о релейной защите и цифровых технологиях в энергетике

Моделирование коротких замыканий — опыт 2

Векторные диаграммы токов - программа

Приветствую, коллеги!

Сегодня будем строить векторные диаграммы токов однофазного, двухфазного и двухфазного на землю коротких замыканий. Это означает, что мы приступаем ко второму опыту в нашей Виртуальной лаборатории.

Вот, что мы сделаем – возьмем наш рабочий файл и сымитируем все виды коротких замыканий при помощи связанных векторных диаграмм (первый опыт мы делали здесь ). Посмотрим, как изменяются составляющие симметричных последовательностей (прямой, обратной и нулевой) по величине и направлению. И самое главное – сравним это все с классическим учебником по переходным электромеханическим процессам. Уверен, эта книга многим знакома по учебе в институте. — С.А. Ульянов “Электромагнитные переходные процессы” (стр. 315-323):

Например, вот так выглядит классическое однофазное короткое замыкание в учебнике (1) и в нашем сегодняшнем опыте (2):

Однофазное КЗ - векторная диаграмма

Программа для построения векторных диаграмм

Как видите, диаграммы очень похожи.

По ходу опытов с векторными диаграммами токов КЗ мы будем останавливаться на физическом смысле полученных результатов и даже немного посчитаем для того, чтобы убедиться в полном соответствии с учебником.

Изменяйте фазные вектора, чтобы увидеть, как меняются последовательности. Поэкспериментируйте, придумайте свои опыты и пишите в комментариях, что получилось. Самое интересное потом выложим на проекте.

А вот и само видео опытов моделирования несимметричных КЗ:

Наша рубрика называется Виртуальная лаборатория релейной защиты поэтому, после просмотра видео предлагаю вам самим провести опыты в нашей программе.

Для этого оформите подписку на наши новости в этой форме

После подтверждения подписки в течении 10-15 минут вам придет письмо с ссылкой на скачку программы.

Внимание! Для работы с программой требуется MS Visio 2003-2010

P.S. Коллеги, мы надеемся, что наши материалы приносят пользу и хотим, чтобы Проект “РЗА” развивался и становился более популярным. Поэтому просим отставлять ссылки на сайт внутри скачанной программы . Спасибо!

Здравствуйте, для наглядности метода симметричных составляющих, хотелось бы увидеть следующую трехфазную модель работающую на холостом ходе:
генератор-блочный трансформатор(24/220кВ)-ВЛ-220кВ-трансформатор (220/10кВ)-ВЛ-10кВ-трансформатор (10/0.4кВ) и на данной модели продемонстрировать все виды КЗ на ВЛ-220кВ и ВЛ-10кВ с фиксацией полных токов в нейтралях и обмотках НН трансформаторов, а также проводах ВЛ и дальнейшем разложении их на симметричные составляющие. Спасибо.

Здравствуйте! Мы подумаем над этим. Просто для таких схем Visio перестает быть удобным инструментом, так как не работает с комплексными числами (или я еще этого не нашел). А сворачивать схему замещения покомпонентно — занятие не самое интересное. Но, конечно, такая схема будет богата на следствия.

Лучше сделать модель в SimPowerSystems или в другом симуляторе и наглядно показать реальный процесс КЗ, а потом подвести под это метод симметричных составляющих

Зависит от целей. SimPowerSystem это замечательный пакет для серьезного моделирования и расчетов. Сейчас цель — простота, наглядность, интерактивность. В Simulink не так просто в реальном времени «схватиться» за вектор мышкой и посмотреть что же произойдет.

В любом случае, по крайней мере для меня, лучше увидеть процесс протекания полных токов при различных видах КЗ, а не ломать голову как ток Io течет по неповрежденной фазе, потом по виртуальной закоротке стекает в землю или как он циркулирует в треугольнике и не выходит за него

Дмитрий, может и до таких моделей дойдем) пока Лаборатория скорее для наглядной иллюстрации какой-нибудь одной главы из книги..

Было бы шикарно, если бы Вы оживили рис. 14-13 из Ульянова, предварительно составив схемы замещения для последовательностей. Желательно иметь возможность задавать параметры Г, Т и линии, по которым будут выполнены расчеты, чтобы эпюры и векторы последовательностей строились в масштабе.

И не говорите, действительно шикарно). У нас сейчас есть небольшой план, что мы хотим показать в «Лаборатории». Разберемся с обязательной программой и, скорее всего, попробуем.

Ок, Андрей, тогда предлагаю следующую модификацию. Добавляем градусы для всех диаграмм! Уже можно примерно прикидывать углы. Единственное, не смог подвинуть вектора, они зафиксированы?

мы рассмотрим предложение)
Двигать можно только вектора верхней левой ВД. Попробуйте выделить вектор и потянуть за зеленый маркер. Дело в том, что если вы сдвинули другие вектора, то формулы внутри них могли исчезнуть. Тогда можно файл скачать заново.

ого, тут уже пошли модификации)) круто!

Кстати, отличная идея.. Это прям настоящий стенд будет. Но сейчас на подходе группы соединения обмоток и трансформация токов через них, а также опыт с реле направления мощности. Но на заметку возьмем, спасибо!

Парни, ну программа классная, конечно. У самого давно ходила мысль сделать что-либо подобное, но за неимением времени делал в Экселе комплексную плоскость с шагом в 15 градусов). Как вы смотрите на то, чтобы добавить еще одну векторную систему? Это может быть и напряжение, и ток (смотрим, напримет, диф. защиту). Хотел бы обратить внимание на следующие моменты. В книге ведется построение при чисто индуктивных сопротивлениях, что можно видеть на ВД напряжений и токов. Но интересно другое — вектор тока обратной последовательности опережает вектор напряжения! Что, в принципе, легко доказывается). А если добавлять влияние R, то картина станет еще занятнее. Есть ли возможность показывать градусы векторов?

Спасибо! Скоро будет векторная диаграмма для РНМ. Там будет и переходное сопротивление в точке КЗ и активно-индуктивные сопротивления линий. Все можно менять и смотреть влияние на ВД. Углы конечно можно показывать, только определиться с «точкой» отсчета)

Ну как, точка отсчета есть ось ОХ (действительные значения), а что думать). Вы же и как-то фазу А ориентируете).

Как один из вариантов. Но обязательно же захочется видеть углы не относительно оси ОХ для всех векторов, а углы МЕЖДУ векторами (например, между одноименными токами и напряжениями). Так что, если будем вставлять углы, то подумаем о возможности переключаться между режимами отображения.

Обязательно захочется большего). Может еще оставить на откуп пользователю выбор двух векторов, между которыми нужно смотреть угол?

ну всё, это в автокаде только так можно))

Добрый день, в программе нельзя сымитировать замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью, когда напряжение одной фазы уменьшается, а других растет.

Здесь только токи, напряжений вообще нет

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Источник