5.3 Расчет параметров восстанавливающегося напряжения в трехфазных эффективно-заземленных сетях
При размыкании контактов выключателя в трехфазной системе дуги, образующиеся в трех полюсах, угасают неодновременно, так как токи сдвинуты по фазе.
Расчетными видами КЗ для определения ПВН являются трехфазное и однофазное КЗ на землю. Трехфазное КЗ без соединения с землей является редким исключением [3].
При трехфазном КЗ на землю в наихудших условиях находится первый полюс выключателя, так как он отключает ток трехфазного КЗ. После погасания дуги в первом полюсе выключателя трехфазное КЗ на землю переходит в двухфазное КЗ на землю, отключаемое вторым полюсом. Третий полюс отключает ток однофазного КЗ. Трехфазному КЗ на землю соответствует комплексная схема замещения представленная на рисунке 5.5.
Рисунок 5.5-Комплексная схема замещения
Входное сопротивление
схемы при сопротивлении
равно:
.
(5.13)
Переходное восстанавливающееся напряжение на первом полюсе выключателя при трехфазном КЗ на землю определяется по выражению:
,
(5.14)
где
‑ действующее
значение тока трехфазного КЗ;
‑ эквивалентная
индуктивность схемы;
‑ индуктивность
прямой последовательности;
‑ количество
линий, не считая поврежденной;
,
(5.15)
где
‑ сопротивление
прямой последовательности местной
электростанции;
‑ базисное
сопротивление;
‑ индуктивность
нулевой последовательности местной
электростанции;
‑ сопротивление
нулевой последовательности местной
электростанции.
Скорость восстановления напряжения на полюсе выключателя без учета емкости схемы определяется по выражению:
.
(5.16)
При учете емкости схемы скорость восстановления напряжения на полюсе выключателя определяется по выражению:
,
(5.17)
где
‑ входное
сопротивление схемы при учете емкости;
‑ эквивалентная
емкость схемы;
‑ емкость
проводников и элементов оборудования
схемы;
‑ действующее
значение тока трехфазного КЗ;
‑ линейное
напряжение сети;
‑ эквивалентная
емкость нулевой последовательности
схемы;
‑ дополнительный
множитель, определяемый по кривой,
,
представленной на рисунке 5.4;
.
При однофазном КЗ
на землю комплексная схема замещения,
в которой сопротивления прямой, обратной
и нулевой последовательностей включены
последовательно и обтекаются током
,
представлена на рисунке 5.6.
Рисунок 5.6 - Комплексная схема замещения при однофазном КЗ на землю
Входное сопротивление схемы относительно контактов выключателя определяется по выражению:
.
(5.18)
ПВН на полюсе выключателя при однофазном КЗ на землю определяется по выражению:
,
(5.19)
где
‑ эквивалентная
индуктивность схемы при однофазном КЗ
на землю.
Скорость ПВН на
полюсе выключателя без учета емкости
схемы при однофазном КЗ на землю
определяется по выражению (5.16), в котором
необходимо заменить на
.
При учете емкости схемы скорость ПВН на полюсе выключателя определяется по выражению (5.17) , в которое необходимо подставить
,
(5.20)
где
- эквивалентная емкость схемы при
однофазном КЗ на землю.
При трехфазном КЗ
без замыкания на землю входное
сопротивление схемы принимается равным
.
ПВН на полюсе
выключателя определяется по выражению
(5.14), где вместо индуктивности
и сопротивления
необходимо подставить
и
.
Скорость ПВН на
полюсе выключателя без емкости схемы
определяется по выражению (5.16), где
вместо сопротивления
необходимо подставить сопротивление
,
а при учете емкости схемы по выражению
(5.17), где
.
Приведенные выражения позволяют исследовать лишь первую стадию переходного процесса восстанавливающегося напряжения на контактах выключателя, за которым следует вторая стадия [3].