Лекция 16: «Простое замыкание на землю».

Замыкание одной фазы на землю в электрической сети с изолированной (или компенсированной) нейтралью называется простым замыканием.

При замыкании на землю одной из фаз в системе с изолированной нейтралью, то есть при простом замыкании на землю, путь для тока идущего в землю, осуществляется через ёмкостную проводимость элементов каждой фазы относительно земли.

П усть в начале трёхфазной ЛЭП

присоединённой к источнику

пере­менного тока, произошло

металлическое замыкание в точке

К фазы С на землю.

Распределенные вдоль ЛЭП

ёмкости фазы относительно

земли условно представлены

сосредоточенными ёмкостями,

включёнными в конце ЛЭП.

Частичные ёмкости между

отдельными фазами мало влияют

на ток замыкания фазы на землю.

Граничные условия для простого замыкания на землю те же, что и для однофазного КЗ (U_A=0, I_C = I_B = 0).

Поэтому все выражения, полученные при расчёте однофазного КЗ, относятся к случаю простого замыкания на землю.

Ёмкостные сопротивления элементов электрической системы значительно превышают их индуктивные и активные сопротивления, что позволяет при определении тока простого замыкания фазы на землю пренебречь (Х_ЛЭП и r_ЛЭП). Из сказанного следует, что величина этого тока практически не зависит от места замыкания фазы на землю в рассматриваемой электрической сети.

Кроме того, так как этот ток относительно мал, при его нахождении можно считать, что напряжение источника остаётся неизменным. Ток в месте замыкания определяется, как (при металлическом замыкании).

Короткое замыкание в сетях низкого напряжения

(до 1000 В).

Сети низкого напряжения до 1000В, как правило, удалены от источников питания. В таких сетях в качестве источника неизменного напряжения можно принимать напряжение на низкой стороне понизительного трансформатора, за которым расположена распределительная сеть.

При расчёте токов короткого замыкания в таких сетях нужно обязательно учитывать наряду с реактивными и активные сопротивления элементов сети:

При расчёте токов КЗ необходимо учитывать только переходные сопротивления контактов, поэтому в практических расчётах принимают

r_к = 0.015 – 0.030 [Ом] = 15  30 [мОм]

Причём 0.015 – КЗ около распределительного щита, а 0.030 – КЗ вблизи нагрузок.

При расчёте сопротивлений элементов их обычно выражают в миллиомах.

В качестве средних напряжений используют следующие величины:

690, 525, 400, 230, 127 В.

Активное сопротивление трансформаторов определяют по формуле:

r_*T = P_K / S_НОМ , где P_K – потери КЗ трансформатора (кВт).

Индуктивное сопротивление трансформатора:

Для проверки электрических аппаратов в качестве расчётного используют ток трёхфазного КЗ, поскольку при этом виде КЗ ток достигает наибольшей величины:

Ударный ток КЗ определяют, как и в схеме высокого напряжения. По величине он будет меньше, чем в установках высокого напряжения из-за значительно большего активного сопротивления. Величину ударного коэффициента находят по формуле к_у=1+е^-t/Ta.

Индуктивное сопротивление ТТ и активные сопротивления автоматов необходимо брать из их паспортных данных.

Индуктивные сопротивления воздушных ЛЭП до 1кВ Х_0Л=0.3 [Ом/км]; для кабельных ЛЭП Х_0Л=0.07 [Ом/км];

Индуктивные сопротивления шин: Х_Ш = l0.145lg(4a_CР / h),

где , h – высота шины.

Активное сопротивление шины находится по формуле r_ш=l / S,

где _Al = 32; _Сu = 53; S – сечение шины.

Для настройки защиты от замыканий на землю проводят также расчёт однофазного КЗ:

При составлении схемы замещения в неё должны войти не только сопротивления основных элементов (шин, кабелей, трансформаторов), но и сопротивления автоматов, контакторов.

- 48 -