Булат КонспЛекцЭМПП
.pdfПри расчете по расчетным кривым в силу принятых допущений можно принимать,
что сопротивление схемы обратной последовательности равно сопротивлению схемы прямой последовательности.
Нулевая последовательность.
В силу того, что токи нулевой последовательности являются однофазными и рас-
пределяются по трем фазам трехфазной сети, то для их протекания необходимо иметь четырехпроводную сеть. Учитывая эту особенность схема нулевой последовательности резко отличается от схем прямой и обратной последовательностей и начинает состав-
ляться всегда с места повреждения, считая, что в этой точке все фазы замкнуты между собой накоротко и между точкой КЗ и землей включают источник тока нулевой после-
довательности, а далее в схему вводятся все те элементы по которым протекает ток ну-
левой последовательности. Значения сопротивлений элементов схемы определяют в с о-
ответствии с ранее полученными зависимостями.
47. Примеры составления схемы замещения нулевой последовательности.
Пример 1. Пусть дана схема
Рис. 51 Для выявления возможных путей протекания токов нулевой последовательности
изобразим исходную схему в трехлинейном исполнении и, начиная от точки возникновения несимметрии, покажем стрелками эти пути.
111
С учетом путей циркуляции токов нулевой последовательности составляем схему замещения
µ 0
Преобразуем схему:
X 1 X Л 2 Х ТII |
2 |
X
X
2
3
X
X
Т 1 3 X N X Л 1 Х ТI 2
III
Т 3 |
|
Т 3 |
X 1 X I |
Х |
0 |
После преобразований имеем:
112
где
X 5 X 2 / / X 3 X 1
Окончательно получим
где
X 6 X 0 X 5 // X 4
Пример 2.
113
Рис. 52
Схемы замещения нулевой последовательности: - для точки К1
µ
- для точки К2
- для точки 3
114
µ
- для точки 4
µ
48. Однократная поперечная несимметрия. Токи и напряжения при различных видах КЗ
Рассмотрим три вида несимметричных КЗ: однофазное, двухфазное и двухфазное КЗ на землю. Токи и напряжения в месте КЗ определяют с учетом граничных условий в этом месте. При их записи принимается, что фаза А находится в условиях отличных от условий для фаз В и С, т.е. является особой фазой. Выражения для токов получены при условии, что КЗ – металлические.
48.1. Двухфазное короткое замыкание
115
Запишем систему уравнений связывающих симметричные составляющие токов и напряжений, а также граничные условия в месте КЗ:
. |
. |
. |
|
E |
1 U к1 jI к1 X |
1 |
(48.1) |
|
|||
|
|
||||||
|
|
. |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(48.2) |
|
|
|
U к 2 |
jI к 2 |
X |
2 |
|
||
|
|
|
|||||
|
|
. |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(48.3) |
|
|
|
U к 0 |
jI к 0 |
X 0 |
|
|
||
. |
|
(55.4) |
. |
. |
. |
. |
|
I ка |
0 |
I кв |
I кс |
(48.5) U кв |
U кс (48.6) |
||
|
|
|
|
|
|
|
Если место КЗ не связано с землей, то ток нулевой последовательности равен 0, а
из (48.3) следует
. |
. |
I к 0 |
0 ,U к 0 0 |
Приняв фазу А за расчетную, воспользуемся формулами симметричных составля-
ющих. Запишем уравнения для симметричных составляющих токов.
. |
1 |
|
|
. |
|
. |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
( |
|
|
|
|
|
) |
0 |
|
|
(48.7) |
|||||||
I КО |
|
|
|
|
I КА |
I |
|
|
|
|
||||||||
3 |
|
КВ |
I КС |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
. |
1 |
|
|
|
. |
|
|
. |
|
. |
|
|
|
1 |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 I КС ) |
|
( а 2 |
(48.8) |
||||||||
I КА 1 |
|
( I КА |
а |
I КВ |
а |
|
а ) I КВ |
|||||||||||
3 |
|
3 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
. |
1 |
|
|
|
. |
|
|
. |
|
. |
|
1 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
а 2 |
|
|
|
|
( а 2 |
|
(48.9) |
|||||||
I КА 2 |
( I |
|
|
I КВ |
а |
I КС |
) |
а ) |
I КВ |
|||||||||
3 |
КА |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||
Из уравнений (48.8) и (48.9) следует |
|
|||||||||||||||||
Вывод 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
. |
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I КА 1 |
|
|
|
|
I КА 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
116 |
|
Запишем уравнения для симметричных составляющих напряжений:
U К 0 |
1 |
(U К А U К В |
U К С ) |
0 |
|
|
3 |
(48.10) |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
. |
. |
|
. |
|
1 |
( |
|
а |
|
а |
2 |
) |
1 |
( |
а |
|
a |
2 |
|||
U К А 1 |
|
|
|
U К В |
U |
|
U К В |
U К B U |
|||||||||
3 U К А |
|
|
К С |
3 |
|
|
|
|
|||||||||
. |
. |
|
|
. |
|
. |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
U К А 2 |
|
1 |
(U |
К А а 2U К В |
а U К С ) |
|
1 |
|
U К B ( а |
2 |
а ) U |
||||||
3 |
3 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из уравнений (48.11) и (48.12) следует Вывод 2.
)
К А
.
К А
(48.11)
(48.12)
. |
. |
U КА 1 |
U КА 2 |
Из уравнений (48.1) и (48.2) запишем выражение для определения напряжения прямой и обратной последовательностей:
. |
. |
. |
|
|
|
|
|
U к1 E |
|
jI к1 |
X 1 |
. |
|
. |
|
|
|
|
|
U к 2 |
|
jI к 2 X |
2 |
На основании вывода 2 можно прировнять правые части этих уравнений:
. |
. |
. |
E |
jI к1 X 1 |
jI к 2 X 2 |
С учетом вывода 1
. |
. |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
E jI к1 |
X 1 |
|
jI к1 X 2 |
|
|
После простых преобразований получим: |
|
||||
|
E |
. |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
I к1 |
|
|
|
|
|
j ( X 1 |
X |
2 ) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
E |
Действующее значение тока прямой последовательности I к1 |
|
||||
X 1 X 2 |
Действительные токи поврежденных фаз в месте КЗ легко можно выразить через
117
. ( 2 )
I К А1 , т.е.
.
I ка |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
. |
. |
. |
. |
|
I К B |
I К B 1 |
I К В 2 |
I К 0 |
а 2 I К A 1 |
а I |
. |
. |
. |
. |
. |
а 2 I |
I К C |
I К C 1 |
I К C 2 |
I К 0 |
а I К A 1 |
. |
( а 2 - а ) |
|
К A 2 |
I |
|
. |
( а а 2 ) |
|
К A 2 |
I |
. |
|
|
|
. |
|
К A 1 |
- j |
3 I К A 1 , |
|||
. |
|
|
. |
||
К A 1 |
j |
3 I К A 1 . |
Фазные напряжение в месте КЗ составляют:
. |
. |
|
. |
|
. |
. |
|
U КA |
U КА 1 U КА 2 |
U К 0 |
2 U КА 1 , |
|
|||
. |
. |
|
. |
|
. |
. |
. |
U К В |
U К В 1 |
U К В 2 |
U К 0 |
а 2 U К А 1 |
а U К А 2 |
||
. |
. |
|
. |
|
. |
. |
. |
U К С |
U К С 1 |
U К С 2 |
U К 0 |
а U К А 1 |
а 2 U К А 2 |
||
|
|
. |
( 2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
U К А |
|
|
|
||
U |
|
|
|
|
|||
К А 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
( 2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
. |
|
U К А |
|
||
U |
|
|
|
|||
|
К А 1 |
|
|
|
, |
|
|
|
|
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
( а |
|
а 2 ) U К А 1 |
|
Построим векторную диаграмму напряжений, а затем токов.
Из вывода 2 |
Из вывода 1 |
.
U К А 1
.
U k 0
U
0
. |
. |
. |
К А 2 |
I К А 1 |
I К А 2 |
118
Векторная диаграмма напряжений |
Векторная диаграмма токов |
48.2 Однофазное короткое замыкание
Система уравнений, связывающая симметричные составляющие токов и напряже-
ний, и граничные условия в месте КЗ:
. |
|
. |
. |
|
|
|
|
|
|
||
E |
1 U к1 jI к1 X |
1 |
(48.13) |
||
|
. |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U к 2 jI к 2 X |
2 |
(48.14) |
119
. .
U к 0 |
jI к 0 X 0 |
(48.15) |
|
||
. |
. |
. |
U к а 0 |
(48.16) I кв |
0 (48.17) I кс 0 (48.18) |
Уравнения для симметричных составляющих токов с учетом (48.17), (48.18):
.
I К В |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I К C |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
1 |
|
. |
. |
|
. |
|
|
|
|
1 |
. |
|
I К О |
|
|
|
|
( I |
|
I К В |
I К С ) |
|
|
|
|
I К А |
||||
|
|
|
3 |
К А |
|
|
|
3 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
. |
1 |
|
. |
|
. |
|
. |
1 |
|
|
. |
|
|
||||
|
|
|
а 2 |
|
|
|
|
|
|||||||||
I КА 1 |
|
( I КА |
а I КВ |
I КС ) |
|
I КА |
|
|
|||||||||
3 |
|
3 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
. |
|
1 |
. |
|
. |
|
. |
|
|
1 |
|
|
. |
||||
а 2 I КВ |
|
|
|
|
|
||||||||||||
I КА 2 |
|
( I КА |
а |
I КС ) |
|
I |
|
|
|||||||||
3 |
|
|
3 |
|
КА |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Откуда следует:
Вывод 1.
. |
. |
1 |
. |
|
|
||||
I КА 1 |
I КА 2 I К 0 |
|
I КА |
|
3 |
||||
|
|
|
С учетом (48.16), напряжение фазы А в месте КЗ будет равно:
. . . .
U КА U КА 1 U КА 2 U К 0 0
Откуда имеем:
Вывод 2.
|
. |
. |
. |
U К 1 |
(U КА 2 U К 0 ) |
Или, подставив сюда вместо симметричных составляющих напряжений их выражения из (48.13), (48.14), (48.15) и учтя вывод 1, получим после некоторых преобразований:
120