ИЭ / 9 сем (станции+реле) / Экзамен / РЗ 9

Рисунок 2. Круговые диаграммы токов и напряжений при симметричном трёхфазном КЗ (а – в месте повреждения, б – на некотором расстоянии от ме-

ста повреждения)

На рисунке 2 (а) представлены круговые диаграммы токов и напряжений фазы А в месте повреждённой при симметричном трёхфазном КЗ через одинаковые для всех фаз сопротивление R, на рисунке 2 (б) то же, но на некотором рассто-

янии от места повреждения.

На рисунке 3 представлены круговые диаграммы токов и напряжений в случае двухфазного КЗ. Диаграммы наглядно показывают, как по мере возрастания сопротивления R в месте повреждения концы векторов токов и напряжений перемещаются по окружностям, изменяясь по величине и фазе.

61

Рисунок 3. Круговые диаграммы токов и напряжений в месте двухфазного КЗ

(а – токи, б – напряжения)

Из диаграммы рисунка 3 (б), видно, что при наличии сопротивления R векторы линейных напряжений в месте КЗ образуют искаженный треугольник с вытя-

близким к напряжению между повреждёнными фазами.

Направление вектора линейного напряжения ВС в месте повреждения совпа-

может изменяться в пределах от нуля до номинального значения в зависимо-

сти от сопротивления R.

Круговые диаграммы токов и напряжений нулевой последовательности в ме-

сте однофазного КЗ показаны на рисунке 4. Из этих диаграмм видно, что век-

торы тока и напряжения нулевой последовательности, оставаясь под неизмен-

ным углом 0, перемещаются по окружностям по мере увеличения сопротив-

ления R. Конец вектора тока повреждённой фазы А, совпадающего по фазе с вектором тока нулевой последовательности, также скользит по окружности,

которая имеет радиус, втрое больший, чем окружность для тока нулевой по-

следовательности (ВД относятся к ответвлению КЗ).

62

Рисунок 4. Круговые диаграммы токов и напряжений в месте однофазного КЗ (а – составляющие нулевой последовательности, б – фазные напряжения).

На рисунке 4 (б) представлены круговые диаграммы напряжений всех трёх фаз в точке однофазного КЗ.

В том случае, когда сопротивления генераторов, сетей и нагрузок учитыва-

ются в виде реактивностей, построение круговых диаграмм соответственно упрощается. В частности, при двухфазном КЗ диаграммы токов и напряжений приобретают вид, показанный на рисунке 5, (а) и (б).

Рисунок 5. Круговые диаграммы токов и напряжений при двухфазном КЗ в индуктивной цепи (а – токи, б – напряжения)

63

Окружность напряжения фазы А на рис. 5 (б), имеющая в данном случае диа-

всей системы, приведенные к точке КЗ), проходит через вершину вектора ̇А.

Окружность напряжения фазы В в свою очередь имеет диаметром линию, со-

Наконец, окружность напряжения фазы С имеет диаметром линию, соединя-

Следует обратить внимание на то обстоятельство, что дня начального момента

напряжения неповреждённых фаз в месте КЗ укорачиваются, становясь по величине меньше 0,5 ∙ фаз.

Круговые диаграммы токов и напряжений могут быть также построены и для случаев трёхфазных КХ и двухфазных замыканий на землю через неодинако-

вые сопротивлений от нуля до бесконечности.

При исследовании работы электропередачи с учетом расхождения по фазе ЭДС источников сопротивление в месте повреждения может быть учтено в комплексной схеме замещения.

64

Ульянов

Характер эпюр напряжения отдельных последовательностей вдоль элементов рассматриваемой схемы представлен на рисунках 5 (а), (б), (в) для каждого несимметричного КЗ. По мере приближения к генератору напряжение прямой последовательности возрастает, а напряжение обратной и нулевой последова-

тельностей, напротив, уменьшается (по абсолютной величине). При указанном соединении обмоток трансформатора напряжение нулевой последовательно-

сти за трансформатором отсутствует. Как видно из соотношения между К2 и

К0 при однофазном КЗ, в данном случае 0∑ > 2∑. При другом соотношении между 0∑ и 2∑ соответственно изменятся эпюры напряжений К2 и К0 .

Как видно, наибольшее искажение ВЖ напряжений всегда получается в месте КЗ. Для точек, расположенных ближе к источнику питания, это искажение ста-

новится все меньшим. Полностью симметричной сохраняется система векто-

ров ЭДС.

65

Рисунок 5. Принципиальная схема (а) и эпюры относительных напряжений отдельных последовательностей при двухфазном (б), двухфазном на землю

(в) и однофазном (г) коротких замыканиях.

Применительно к схеме на рисунке 5 (а), на рисунке 6 построены векторные диаграммы токов и напряжений в месте двухфазного КЗ через дугу с сопро-

тивлением д – в начале линии и за трансформатором, считая, что обмотки последнего соединены по схеме Y/D-11. Чтобы можно было сравнивать диа-

граммы на обеих сторонах трансформатора, принято, что токи и напряжения выражены в относительных единицах или приведены к одной ступени напря-

жения.

Нейтраль системы все время остаётся в центре тяжести треугольника линей-

ных напряжений и её потенциал равен нулю. При изменении сопротивления дуги, как отмечалось выше, концы векторов напряжений и токов перемеща-

ются по соответствующим полуокружностям. 66

Аналогичные ВД токов и напряжений при однофазном КЗ приведены на ри-

сунке 7. С удалением от места КЗ смещение нейтрали системы уменьшается.

На рисунках 8 и 9 приведены ВД токов и напряжений при двухфазном КЗ на землю. Первые из них соответствует случаю, когда обе повреждённые фазы замкнуты на землю через общую дугу с сопротивлением д.з., а вторые – слу-

чаю, когда каждая из повреждённых фаз замкнута на землю через отдельную дугу с сопротивлением д.

68