8.3.5. Воздушные линии
Ток нулевой последовательности воздушной линии возвращается через землю и по заземленным цепям, расположенным параллельно данной линии (защитные тросы, рельсовые пути вдоль линии и пр.). Главная трудность достоверного определения сопротивления нулевой последовательности воздушной линии связана с учетом распределения тока в земле. Достоверное определение всех путей распределения тока в земле представляет достаточно сложную проблему [2]. В виду того, что токи нулевой последовательности протекают по иным путям, чем токи прямой и обратной, то сопротивление нулевой последовательности не будет равно сопротивлениям прямой и обратной. Пути протекания токов нулевой последовательности показаны на рис. 8.6.
Индуктивное сопротивление нулевой последовательности фазы линии определяется индуктивным сопротивлением самоиндукции петли тока провод - земля и индуктивными сопротивлениями взаимной индукции провода данной фазы с проводами двух других фаз. Если линия защищена от прямых ударов молнии заземленным тросом, то ток нулевой последовательности частично протекает в земле, а частично в тросе (рис.8.6,б). В результате этого заземленный трос уменьшает индуктивное сопротивление нулевой последовательности линии.
Рис.8.6. Протекание токов нулевой последовательности в воздушных линиях: а - без защитного троса; б, в - с защитным тросом
В настоящее время стали применять одностороннее заземление троса на линии (см. рис. 8.6, в), а второй конец троса присоединяют через искровой промежуток, который пробивается при появлении на тросе волны перенапряжения [5].
Индуктивное сопротивление нулевой последовательности двухцепных линий больше, чем одноцепных, вследствие индуктивного влияния токов нулевой последовательности, протекающих в проводах соседней цепи. При этом параллельная цепь может находиться на расстоянии до 400-500 м [2]. Если линия будет находиться далее указанного расстояния, то сопротивление нулевой последовательности вследствие влияния взаимоиндукции параллельной цепи не превышает 10%.
В приближенных расчетах токов КЗ можно принимать следующие значения соотношений сопротивления нулевой последовательности к сопротивлению прямой x0/x1[5]:
одноцепная линия без тросов 3,5
то же, с тросами, выполненными из цветного металла и
заземленными с обоих концов линии 2,0
двухцепные линии без тросов 5,5
то же, с тросами, выполненными из цветного металла и
заземленными с обоих концов линии 3,0
8.4. Основные формулы и соотношения при несимметричных коротких замыканиях
В настоящем разделе рассмотрены три вида несимметричных КЗ (двухфазное - К(2), однофазное - К(1)и двухфазное на землю - К(1,1)). Приводимые выкладки сделаны без учета переходных сопротивлений в месте КЗ (дуга и пр.), то есть все замыкания - металлические. Также данные выкладки приемлемы только для основных гармоник тока и напряжения, а схемы отдельных последовательностей состоят лишь из индуктивных сопротивлений и приведены к элементарному виду относительно точки КЗ, то есть определены результирующая (эквивалентная) ЭДС Е и результирующие индуктивные сопротивления прямой x1, обратной x2и нулевой x0последовательностей. Решение уравнений для каждого вида КЗ выполняется с использованием характеризующих его граничных условий.
При записи граничных условий принимаем, что фаза "А"находится в условиях, отличных от условий для двух других фаз (она называется особой фазой). За положительное направление токов, как фазных, так и их симметричных составляющих, будем считать направление к месту КЗ.