Векторная диаграмма напряжений в месте двухфазного короткого замыкания.

Двухфазное короткое замыкание. На рис.1.5, а показано металлическое КЗ между фазами В и С ЛЭП. Под действием междуфазной ЭДС ЕВС (рис.1.5, а) возникают токи КЗ IВк иIСк.

Их значения определяются по формуле IК(2)=ЕВС/2ZФ, где 2ZФ – полное сопротивление прямой последовательности двух фаз (2ZФ=ZВ+ZС). Токи в поврежденных фазах равны по значению, но противоположны по фазе, а ток в неповрежденной фазе равен нулю (при неучете нагрузки):

Ток нулевой последовательности (НП) при К(2) отсутствует, так как сумма токов трех фаз I A+ I B+ I C= 0.

Векторная диаграмма в точке К. На рис.1.5, б построены векторы фазных ЭДС и ЭДС между поврежденными фазами Е ВС. Вектор тока КЗ I кВ отстает от создающей его ЭДС

Напряжение неповрежденной фазы А одинаково в любой точке сети и равно фазной ЭДС: U A= E A. Поскольку междуфазное напряжение при металлическом КЗ в точке КЗ U BCк= U Bк – U Cк = 0, то:

(1.3)

т.е. фазные напряжения поврежденных фаз в месте КЗ равны по модулю и совпадают по фазе.

Поскольку фазные напряжения при двухфазном КЗ не содержат составляющих НП, в любой точке сети должно удовле­творяться условие:

(1.3а)

Учитывая, что в месте КЗ U BK= U CK и U AK= E A, находим

(1.3б)

Следовательно, в месте КЗ напряжение каждой поврежденной фазы равно половине напряжения неповрежденной фазы и противоположно ему по знаку. На диаграмме вектор U AK совпадает с вектором E A, а векторы U BK и U CK – равны друг другу и противоположны по фазе вектору E A.

Векторная диаграмма в точке P приведена на рис.1.5, в. Векторы токов остаются без изменения. Напряжения фаз В и С в точке Р равны:

(1.4)

Чем дальше точка Р отстоит от места КЗ, тем больше напряжение: U BСР= U ВР– U СР. Напряжение неповрежденной фазы U AP= E A. Вектор тока I BP отстает от междуфазного напряжения U BCP на угол φ к=arctg(XЛ/RЛ).

Двухфазные КЗ характеризуются двумя особенностями:

1) векторы токов и напряжений образуют несимметричную, но уравновешенную систему, что говорит об отсутствии составляющих НП. Наличие несимметрии указывает, что токи и напряжения имеют составляющие обратной последовательности (ОП) наряду с прямой;

2) фазные напряжения даже в месте КЗ существенно больше нуля, только одно междуфазное напряжение снижается до нуля, а значение двух других равно 1, 5 UФ. Поэтому двухфазное КЗ менее опасно для устойчивости ЭЭС и потребителей электроэнергии.

Билет№10

1. Раскройте содержание следующих терминов: Защита трансформаторов. Дифференциальная защита. Газовая защита. Составляющие тока небаланса дифференциальной зашиты.

2. Рассмотрите основные задачи и особенности автоматического регулирования частоты и активной мощности, напряжения и реактивной мощности в электроэнергетической системе (ЭЭС).

3. Рассмотрите понятие Диспетчерский график

4. Раскройте содержание следующих терминов: Оперативный ток для систем РЗ и А.

5. Раскройте содержание следующих терминов: Векторная диаграмма токов в месте двухфазного короткого замыкания

1) Раскройте содержание следующих терминов: Защита трансформаторов. Дифференциальная защита. Газовая защита. Составляющие тока небаланса дифференциальной зашиты.

Ответ:

Типы устройств релейной защиты трансформато­ров. Для защиты понижающих трансформаторов мощностью 1 MB-А и более от повреждений и не­нормальных режимов предусматриваются сле­дующие основные типы релейной защиты.

Продольная дифференциальная защита — от КЗ всех видов в обмотках и на их выводах; применяется на трансформаторах начиная с мощности 6, 3 MB-А, но может устанавливаться и на трансформаторах меньшей мощности (но не менее 1 MB-А).

Токовая отсечка без выдержки времени — от КЗ всех видов на выводах трансформатора со сто­роны питания; применяется на трансформаторах, не оборудованных продольной дифференциальной за­щитой.

Газовая защита — от всех видов повреждений внутри бака (кожуха) трансформатора, сопровождаю­щихся выделением газа из трансформаторного масла, а также от понижения уровня масла в баке; в соот­ветствии с ГОСТ 11677—85 газовое реле устанавли­вается на всех масляных трансформаторах с расши­рителем начиная с мощности 1 MB-А, в связи с чем для таких трансформаторов должны быть выполнены и электрические цепи газовой защиты. Для сухих трансформаторов выполняется манометрическая за­щита.

Максимальная токовая защита со стороны пи­тания— от КЗ всех видов на выводах и внутри транс­форматора, а также от внешних КЗ, т. е. повреждений на шинах щита НН и на отходящих линиях НН (на случай отказа их собственных защитных и коммута­ционных аппаратов).

Специальная токовая защита нулевой последо­вательности— от КЗ на землю в сети НН, работаю­щей с глухозаземленной нейтралью.

Специальная резервная максимальная токовая защита — от междуфазных КЗ в сети НН (при недо­статочной чувствительности к КЗ в зонах дальнего резервирования максимальной токовой защиты по п. 4).

Максимальная токовая защита в одной фазе — от свертоков, обусловленных перегрузкой; устанав­ливается на трансформаторах начиная с мощности 0, 4 MB-А, у которых возможно возникновение пере­грузки после отключения параллельно работающего трансформатора или подключения дополнительной нагрузки в результате действия сетевого или местного устройства АВР.

Защита (сигнализация) от однофазных замыка­ний на землю в обмотке или на выводах трансформа­тора, а также на питающей линии 10 кВ.