10.6. Комплексные схемы замещения

Установленные в предыдущих параграфах соотношения между симметричными составляющими напряжений в месте короткого замыкания позволяют для каждого вида несимметричного КЗ соединить схемы отдельных последовательностей и образовать комплексную схему замещения для соответствующего вида КЗ.

Такие схемы приведены на рисунке 10.9

а) б) в)

Рис. 10.9. Комплексные схемы замещения

а – для однофазного КЗ на землю; б – для двухфазного КЗ;

в – для двухфазного КЗ на землю

Применение комплексных схем замещения удобно при физическом и математическом моделировании. Они позволяют моделирование КЗ любого вида и в любой точке расчетной схемы. При этом могут быть определены симметричные составляющие токов в любой ветви схемы и симметричные составляющие напряжений в любом узле. По полученным значениям симметричных составляющих могут быть синтезированы полные величины токов и напряжений.

Пример составления комплексной схемы замещения при однофазном КЗ для схемы рисунка 10.10 приведен на рисунке 10.11.

Рис. 10.10. Схема электропередачи

Рис. 10.11. Комплексная схема замещения при

10.7. Соотношения между токами при различных видах кз

Правило эквивалентности прямой последовательности позволяют достаточно просто произвести сравнение различных видов КЗ.

Имея ввиду, что короткие замыкания разных видов происходят поочередно в одной и той же точке системы и при одних и тех же условиях, можно записать соотношения между величинами дополнительных реактивностей при различных видах КЗ:

; (10.40)

; (10.41)

. (10.42)

Постоянные времени затухания свободной составляющей тока при разных видах КЗ связаны неравенством:

. (10.43)

Представляют интерес пределы, в которых могут находиться величины токов при несимметричных коротких замыканиях по сравнению с величинами токов трехфазного короткого замыкания.

Абсолютную величину отношения тока любого несимметричного КЗ к току трехфазного КЗ можно представить как

. (10.44)

Это выражение справедливо для произвольного момента времени. Для приближенной оценки пределов изменения можно пренебречь различием величин ЭДС в начальный момент времени , а при установившемся режиме КЗ .

Рис. 10.12. КЗ на шинах генератора

При сравнении двухфазного и трехфазного КЗ в начальный момент времени .

В установившемся режиме и такой режим недопустим. Недопустимость установившегося режима обеспечивается резервной защитой генератора. При наличии внешнего сопротивления ( )

и .

Следовательно, соотношение находится в пределах

. (10.45)

Токи КЗ для удалённого короткого замыкания в любой момент времени (для проверки релейной защиты на чувствительность) составляют

. (10.46)

Для сравнения величин однофазного и трёхфазного коротких замыканий пользуются соотношением

. (10.47)

В начальный момент КЗ , , а соотношение , что недопустимо, так как начальный момент не подлежит управлению. В установившемся режиме ток однофазного КЗ может в 3 раза превышать ток трёхфазного. Вследствие этого нейтрали генераторов не заземляются.

При коротком замыкании на шинах за трансформатором с заземлённой нейтралью:

Для t = 0 Для t = ∞

Для понижения используют РЗН − рассредоточенное заземление нейтралей, т.е. частичное разземление нейтралей трансформаторов. Это увеличивает сопротивление нулевой последовательности без изменения режима работы нейтрали. При удалённых коротких замыканиях .

Пределы отношения получаются те же, что и для . Для удалённых КЗ нужно проверять чувствительность релейной защиты при двухфазном коротком замыкании в сетях высокого напряжения и при однофазном в сетях низкого напряжения.