DESIGN-ARBEIT

Betreff:  "Berechnung einer zweiphasigen Kurzschlußschaltung"

Zweck der Arbeit: Entwicklung von Fähigkeiten zur Berechnung von Kurzschlüssen in elektrischen Schaltungen.

Optionsnummer 2.

Aufgabennummer 1.Abbildung 1 zeigt ein Zwei-Phasen-Diagramm kurzschluss. Identifizieren:

1. Die Impedanz einer direkten Folge von zwei Phasen (2Zφ);

2. Kurzschlussstrom (Ik);

3. Phase EMF (EA).

Da die Spannung für einen zweiphasigen Kurzschluss an keinem Punkt des Netzwerks Nullkomponenten enthält, muss folgende Bedingung erfüllt sein:

3Uo = UAK + UBK + UCK = 0, mit UA = EA

Abb. 1. Zwei-Phasen-Kurzschluss-Schaltung

Ausgangsdaten:  Z = 25 Ohm; Z = 15 Ohm; EBU = 90 V; UVK = 100 V.

Fortschritt:

Abbildung 1 zeigt den metallischen Kurzschluss zwischen den Phasen In der  und C  LEP. Unter der Aktion zwischen phasen-EMK EMU  (Abb. 1) gibt es Kurzschlussströme IchVk  undIchSk.

Ihre Werte werden durch die Formel bestimmt:

IchZu(2) = EMU /2 ZF, (1)

wo 2 ZF  - Impedanz einer direkten Sequenz von zwei Phasen.

Impedanz der direkten Sequenz 2 ZF  wird bestimmt durch die Formel:

2 ZF= ZIn der+ ZC, (2)

wo ZIn der, ZC  - Impedanz der Phasen B bzw. C.

1.   Nach Formel (2) bestimmen wir die Impedanz der direkten Folge zweier Phasen (2Zφ):

2 ZF= 25 Ohm + 15 Ohm = 40 Ohm.

2.   Mit Formel (1) bestimmen wir den Strom eines zweiphasigen Kurzschlusses:

IchZu(2) = 90 V / 40 Ω = 2,25 A.

Die Ströme in den fehlerhaften Phasen sind im Wert gleich, aber in der Phase entgegengesetzt, und der Strom in der unbeschädigten Phase ist Null (wenn die Last nicht berücksichtigt wird): IchVk= IchSk, IA = 0.

Der Nullstrom (NP) mit zweiphasigem Fehler ist nicht vorhanden, da die Summe der Ströme der drei Phasen Ich A+ Ich B+ Ich C= 0 .

Spannung der unbeschädigten Phase A  ist an jedem Punkt des Netzwerks gleich und entspricht der Phasen-EMK: U A= E A. Da die verkettete Spannung am metallischen Kurzschluss am Fehlerpunkt liegt U BCzu= U Bzu – U Czu  = 0, dann U Bzu = U Czu,

das heißt, die Phasenspannungen der beschädigten Phasen an der Fehlerstelle sind in ihrem Absolutwert gleich und stimmen in der Phase überein.

Da die Phasenspannungen für den zweiphasigen Kurzschluss nicht die Komponenten des NP enthalten, muss die folgende Bedingung an jedem Punkt des Netzwerks erfüllt sein:

Gegeben an Stelle von Fehlern U BK= U CK  und U AK= E A, wir finden

(3)

Folglich ist an der Fehlerstelle die Spannung jeder beschädigten Phase gleich der Hälfte der Spannung der unbeschädigten Phase und entgegengesetzt zu der des Vorzeichens.

3. Aus der Formel (3) bestimmen wir die Phasen-EMK der unbeschädigten Phase (EA):

EA =–  UBK / 2.

EA =– 100 V /2 = – 50 V.

Zweiphasige Kurzschlüsse haben zwei Eigenschaften:

1) Die Vektoren der Ströme und Spannungen bilden ein asymmetrisches, aber ausgeglichenes System, das auf das Fehlen der NP-Komponenten hinweist. Das Vorhandensein von Unsymmetrie zeigt an, dass Ströme und Spannungen negative Sequenzkomponenten (ODs) zusammen mit einer geraden Linie haben;

2) die Phasenspannungen sind selbst am Fehlerpunkt viel größer als Null, nur eine verkettete Spannung wird auf Null reduziert und der Wert der anderen beiden ist gleich 1,5 UF. Daher ist ein zweiphasiger Kurzschlussfehler weniger gefährlich für die Stabilität von EPS und Stromverbrauchern als ein dreiphasiger.

Aufgabe Nummer 2.

	Zeichnen Sie ein Diagramm des Anschlusses des Spannungswandlers an den Stern. Erkläre die Arbeit dieses Schemas.

Gemäß GOST 11677-75 sind Anfang und Ende der Primär- und Sekundärwicklungen von Transformatoren in einer bestimmten Reihenfolge bezeichnet. Die Wicklung von Einphasen-Transformatoren wird durch die Buchstaben A, a und die Enden durch X, x angezeigt. Große Buchstaben beziehen sich auf höhere Wicklungen und kleine auf Wicklungen niedrigerer Spannung. Wenn in dem Transformator zusätzlich zu der Primär- und Sekundärwicklung auch eine dritte Wicklung mit einer Zwischenspannung vorhanden ist, dann wird ihr Anfang mit Am bezeichnet, und das Ende ist Xm.

In Dreiphasen-Transformatoren bezeichnen die Enden und Enden der Wicklungen: A, B, C; X, Y, Z - höhere Spannung; Bin, Bm, Cm; Xm, Ym, Zm - durchschnittliche Spannung; a, b, c; x, y, z - niedrigere Spannung. Bei Dreiphasen-Transformatoren mit einer Phasenverbindung zu einem Stern wird zusätzlich zu dem Beginn der Wicklungen manchmal auch ein Neutralleiter ausgegeben, d. H. Ein gemeinsamer Verbindungspunkt der Enden aller Wicklungen. Es wird mit О, Оm und о bezeichnet. Abbildung 1, a, b zeigt die Verbindungsschemata der Wicklungen im Stern und Dreieck, wie sie für Dreiphasen-Transformatoren dargestellt sind.

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a - die EMK von E1 und E2 stimmen in der Phase überein; b - die EMFS E1 und E2 sind um 180 ° phasenverschoben; 1 - Drehung der Primärwicklung; 2 - drehen sekundärwicklung

Abbildung 2 - Winkelverschiebung von Vektoren elektromotorische Kräfte  abhängig vom Ende der Wicklung

Nehmen wir an, wir haben die Bezeichnungen Anfang und Ende der Spule in der Sekundärwicklung geändert (Bild 2, b). Es wird keine Veränderung im physikalischen Prozess der EMF-Führung geben, aber in Bezug auf die Enden der Umdrehung wird die Richtung der EMK umgekehrt, dh sie wird nicht von Anfang bis Ende gerichtet sein, sondern umgekehrt - vom Ende (x) zum Anfang (a). Da sich an der Spule 1 nichts geändert hat, müssen wir annehmen, dass die EMKs E1 und E2 um 180 ° phasenverschoben sind. Somit entspricht eine einfache Änderung der Bezeichnungen der Enden einer Winkelverschiebung des EMK-Vektors in der Wicklung um 180 °.

Die Richtung der EMK kann sich jedoch auch in dem Fall ändern, wenn Anfang und Ende der Primär- und Sekundärwicklung identisch angeordnet sind. Tatsache ist, dass die Wicklungen des Transformators von rechts und links ausgeführt werden können. Die Wicklung wird als rechts bezeichnet, wenn ihre Wicklungen in der Wicklung im Uhrzeigersinn verlaufen, d. H. Auf der rechten Schraubenlinie gestapelt sind (Fig. 3, obere Wicklung). Die Wicklung wird als die linke bezeichnet, wenn ihre Wicklungen während des Wickelns gegen den Uhrzeigersinn angeordnet sind, das heißt, sie sind entlang der linken Schraubenlinie verlegt (Fig. 3, untere Wicklung).

Abbildung 3 - Winkelverschiebung der EMF-Vektoren in Abhängigkeit von der Wicklungsrichtung der Wicklungen

Wie aus der Figur ersichtlich ist, haben beide Wicklungen die gleiche Bezeichnung für die Enden. Aufgrund der Tatsache, dass die Windungen von der gleichen Strömung durchstochen werden, wird die Richtung der EMK in jeder Umdrehung gleich sein. Jedoch aufgrund der unterschiedlichen Wickelrichtung Gesamt emf von in Reihe geschalteten Spulen in jeder Spule ist anders: in der primären elektromotorischen Kraft von Anfang bis zum Ende A X gerichtet ist, und die Sekundär - x vom Ende zum Anfang ein. Somit kann die EMK der Primär- und Sekundärwicklungen auch bei gleicher Bezeichnung der Enden um einen Winkel von 180 ° verschoben werden.

In einem einphasigen Transformator können die Vektoren der Wicklungs-EMK entweder übereinstimmen oder entgegengesetzt gerichtet sein (4, a, b). Wenn ein solcher Transformator alleine arbeitet, spielt es für die Verbraucher keine Rolle, wie die EMK in ihre Wicklungen geleitet wird. Aber wenn drei einphasige Transformatoren auf einer Linie zusammenarbeiten drehstromFür einen ordnungsgemäßen Betrieb ist es notwendig, daß in jedem von ihnen die EMK-Vektoren gerichtet sind oder wie in Fig. 4a gezeigt oder, wie in Fig. 4b gezeigt, b.

a, b - einphasig; in - dreiphasig

Dies gilt in gleichem Maße für jeden dreiphasigen Transformator. Wenn die Primärwicklungen der emf in allen Phasen die gleiche Richtung, und die sekundäre Wicklungsrichtung emf muss notwendigerweise identisch (Abbildung 4c) sein. Offensichtlich müssen die Wicklungsrichtung und die Bezeichnung der Enden in Sekundärwicklungen auch gleich sein.

Wenn falsche die Düse zu einer anderen Wicklungsrichtung oder an der falschen Verbindung Endspannung von Verbrauchern erhalten Wicklung stark verringern, und der normale Betrieb ist gestört. Besonders ungünstige Bedingungen treten auf, wenn mehrere Transformatoren gleichzeitig von einem Netzwerk aus arbeiten, in dem die Phasenverschiebungen zwischen den linearen Emfs unterschiedlich sind. Um Störungen bei der Arbeit der Verbraucher zu vermeiden, müssen Transformatoren mit bestimmten Winkelverschiebungen der Vektoren der EMK der Wicklungen vorhanden sein.

Die Richtungen der EMK-Vektoren und die Winkelverschiebungen zwischen ihnen sind üblicherweise durch Gruppen von Wicklungsverbindungen gekennzeichnet. In der Praxis, emf die Winkelverschiebungsvektoren MV LV und mit Bezug auf die Anzahl Wickel HV emf bezeichneten Vektoren Wicklung, die, wenn sie von 30 ° multipliziert, der Winkel der Verzögerungsvektoren gibt. Diese Nummer wird Wicklungsgruppe des Transformators genannt.

Wenn die Wicklungs-EMF-Vektoren in der Richtung (Winkelverschiebung 0 °) übereinstimmen, wird somit die Gruppe der Verbindung 0 erhalten (Fig. 4, a). Winkelverschiebung 180 ° (Fig. 4, b) entspricht der Gruppe 6 (30 x 6 = 180 °). Wie wir gesehen haben, können in den Wicklungen von Einphasen-Transformatoren nur solche Winkelverschiebungen auftreten, so dass nur 0 und 6 Gruppen von Verbindungen möglich sind. Die Wicklungsanschlüsse von Einphasen-Transformatoren sind der Kürze halber I / I-0 und I / I-6.

Die dreiphasigen Transformatorwicklungen in Stern oder Dreieck geschaltet werden, 12 kann mit verschiedenen Gruppen von Vektoren von linearer Phasenverschiebung emf 0-360 ° bis 30 ° gebildet werden. Von den zwölf möglichen Gruppen von Verbindungen in Russland sind zwei Gruppen standardisiert: die 11. und die 0. mit Phasenverschiebungen von 330 und 0 °.

Betrachten Sie zum Beispiel die Y / Y- und Y / Δ-Verbindungsschemata (Abbildung 5, a, b). Die Windungen, die auf einer Stange liegen, vertreten wir untereinander; Die Wicklung aller Wicklungen (primär und sekundär) wird gleich sein; Die Richtungen der Phasen-EMK sind durch Pfeile gezeigt.

Figur 5 - Herstellung der Gruppe von Verbindungen, die in Y-Stück - Sternchen (a) ein Vektordiagramm der EMK des Primärwicklung (5a) konstruieren, so daß die EMK-Vektor Phase C horizontal ist. Durch Verbinden der Enden der Vektoren A und B erhalten wir den Vektor der linearen EMK EAB (AB). Wir konstruieren ein Vektordiagramm der EMK der Sekundärwicklung. Da die Richtung der EMK der Primär- und Sekundärwicklung die gleiche, emf der Phasenvektoren der Sekundärwicklung sind Vektoren, die parallel zur entsprechenden Primärwicklung konstruieren. Durch Verbinden der Punkte A und B und Vektor Eab (ab) bis zu einem Punkt A befestigen, sehen wir, dass die Winkelverschiebung zwischen dem linearen emf Primär- und Sekundärwicklungen auf 0. Somit gleich ist, in dem ersten Beispiel wird die Gruppe von Wicklungen 0. Diese Verbindung bezeichnet als: Y / Yn -0 , dass der "Stern mit dem abgeleiteten Neutral" gelesen wird.

Bei Betrachtung des zweiten Beispiels (Abbildung 5, b) sehen wir, dass das Vektordiagramm der EMK der Primärwicklung in gleicher Weise wie im vorherigen Beispiel aufgebaut ist. Wenn ein Vektordiagramm elektromotorische Kraft der Sekundärwicklung Konstruktion muss, dass, wenn in einem Dreieck und lineare Phase emf koinzidieren sowohl in Größe und Richtung verbunden werden erinnert.

Wir konstruieren die Vektor-EMK der Phase c und richten sie parallel zum Vektor C der Primärwicklung aus. End-Phase (z Punkt) wird mit dem Beginn der Phase B verbunden ist, so von dem Ende der Vektors Phase B EMK-Vektor parallel zu dem Vektor V. Ende der Phase b wird mit der Startphase, und daher von dem Ende des Vektors b (Punkte, an) Leitphase und der EMK-Vektor verbunden leiten parallel zum Vektor A. Im resultierenden geschlossenen Dreieck abc ist der Vektor ab lineare EMK  Eb. Addiert man den Vektor Eab zum Punkt A, so sieht man, dass er relativ zum EAB-Vektor um 30 ° in Vorschubrichtung verschoben ist. Folglich folgt der Vektor Eab dem Vektor der EMK-Wicklung HV um 330º (30º x 11 = 330º). Also in diesem Beispiel die Wicklungsgruppe 11. Dies wird als Y / Δ-11 bezeichnet, die lautet: "Stern-Dreieck-Elf".

Bei einem Dreiwicklungstransformator ist die Wicklungsgruppe ähnlich definiert; während die Wicklungen in Paaren betrachtet werden: die primäre und eine der anderen beiden. Wenn gemeinsame Bezeichnung Yn / Y / Δ - 0 - 11, dann sollte es wie folgt gelesen werden :. "Star abgeleitet von neutral - star - delta - Null - 11" Dies bedeutet, dass der betrachtete Dreiwicklungstransformator in einem Sterne verbunden Wicklung BH vom Nullpunkt ausgegeben wird, die Wicklung CH - in einer Sternwicklung LV - ein Dreieck, eine Gruppe von Verbindung BH und CH Wicklungen - Nullwicklung HV und LV - 11.

Wir haben nur zwei Verbindungen der Gruppe betrachtet - 0 und 11. Benennung aller ändern (durch Kreisbewegung Notation), können Sie andere Gruppen von 1 bis 10 jedoch erhalten, wobei diese Gruppen Verteilung nicht finden und extrem selten. In russischer Sprache standardisiert nur drei Gruppen: Y / Y - 0, Y / Δ - für Dreiphasen-Transformatoren 11, I / I - 0 - für Einphasen-Transformatoren.

Referenzliste

1. und andere. Elektrotechnik.,: Proc. Handbuch für Universitäten. - Moskau: Energoatomizdat, 2007. - 528 S., Ill.

2., Nemtsov: Proc. Handbuch für Universitäten. - 4. Ausgabe, Pererab. - Moskau: Energoatomizdat, 2009. - 440 p., Ill.

3. Grundlagen der Industrieelektronik: Ein Lehrbuch für Nicht-Elektrotechnik. Spez. Universitäten, M. Knyazkov, E. Krasnopolsky, Ed. . - 3. Aufl., Pererab. und zusätzlich. - M .: Höhere Bildung. shk., 2006. - 336 p., ill.

4. Elektrotechnik und Elektronik in 3 Büchern. Ed. Buch 1. Elektrische und magnetische Kreise. - M .: Höhere Schule. - 2006

5. Elektrotechnik und Elektronik in 3 Büchern. Ed. Kn.2. Elektromagnetische Geräte und elektrische Maschinen. - M .: Höhere Schule. - 2007

Dreiphasen-Kurzschlussstrom   aus dem Versorgungsnetz wird in Kiloampere durch die Formel bestimmt:

wo U Н Н - durchschnittliche nominale Phase-zu-Phase-Spannung, die zugrunde gelegt wird; für 0,4 kV-Netze beträgt die Basisspannung 400 V;

Der gesamte Gesamtwiderstand der Schaltung bis zum Punkt des dreiphasigen Kurzschlusses, der der Widerstand der direkten Folge ist und durch die Formel in Milliom bestimmt wird:

wobei R 1Σ der gesamte aktive Widerstand der Schaltung bis zum Kurzschlusspunkt ist, mΩ;

X 1Σ - gesamter induktiver Widerstand bis zum Kurzschlusspunkt, mΩ.

Der gesamte aktive Widerstand umfasst den Widerstand der folgenden Elemente:

Der gesamte induktive Widerstand enthält den Widerstand der folgenden Elemente:

Strom von zweiphasigen K3wird in Kilometern nach folgender Formel ermittelt:

,

wo ist die durchschnittliche nominale Phase-zu-Phase-Spannung akzeptiert als die Referenz, V;

und - die Gesamtsumme der Widerstände der Vorwärts- und Rückwärtssequenzen und äquivalent mΩ.

Der Ausdruck (19) kann wie folgt geschrieben werden

=,

wo ist die Impedanz der Schaltung auf die Position von K3 für einen zweiphasigen Kurzschluss, mΩ.

,

Der einphasige Kurzschlussstrom wird durch die Formel bestimmt:

Der gesamte aktive und induktive Widerstand der Null-Sequenz zu der Position von K3 bzw. mΩ.

36. Thermischer Widerstand von Geräten.

Thermischer Widerstand elektrische Geräte   genannt die Fähigkeit, ihnen ohne Schaden zu widerstehen, weitere Arbeit zu verhindern, die thermische Wirkung von Strömen durch stromführende Teile einer bestimmten Dauer. Die quantitative Eigenschaft der thermischen Stabilität ist der Strom des thermischen Widerstandes, der für eine bestimmte Zeitperiode fließt. Am intensivsten ist der Kurzschlussmodus, bei dem die Ströme im Vergleich zu den Nennströmen um ein Vielfaches zunehmen können und die Leistung der Wärmequellen um ein Vielfaches gesteigert werden kann.

37. Dynamische Stabilität von Geräten

Elektrodynamische Stabilität   Apparat heißt seine Fähigkeit zu widerstehen elektrodynamische Kräfte  (EDE), die während der Passage von Kurzschlussströmen entstanden ist. Dieser Wert kann entweder direkt durch den Amplitudenwert des Stroms ausgedrückt werden ich lärm  in denen die mechanischen Spannungen in den Einzelheiten der Vorrichtung die Grenzen zulässiger Werte nicht überschreiten, oder durch die Multiplizität dieses Stromes mit der Amplitude nennstrom. Manchmal wird der elektrodynamische Widerstand durch die Stromwerte des Stroms in einer Periode (T = 0,02 s, f = 50 Hz) nach dem Beginn des Kurzschlusses ausgewertet.

38. Die Reihenfolge der Berechnung der Kurzschlussströme.

Ein Kurzschluss (KZ) ist die Verbindung von spannungsführenden Teilen unterschiedlicher Phasen oder Potentiale miteinander oder mit dem Gehäuse von Geräten, die in Stromnetzen oder in elektrischen Empfängern geerdet sind. Ein Kurzschluss kann aus verschiedenen Gründen auftreten, z. B. Verschlechterung des Isolationswiderstands: in einem feuchten oder chemisch aktiven Medium; bei unzulässiger Erwärmung oder Abkühlung der Isolierung; mechanisches Versagen der Isolierung. Ein Kurzschluss kann auch durch Fehlbedienung von Personal bei Betrieb, Wartung oder Reparatur etc. entstehen.

Im Falle eines Kurzschlusses ist der Strompfad "verkürzt", da er den Lastwiderstand entlang der Schaltung umgeht. Daher steigt der Strom auf inakzeptable Werte an, wenn die Schaltungsleistung nicht unter der Schutzvorrichtung abfällt. Die Spannung kann nicht getrennt werden, selbst wenn eine Schutzvorrichtung vorhanden ist, wenn ein Kurzschluss an einem entfernten Punkt und daher der Widerstand aufgetreten ist elektrische Schaltung  wird zu hoch, und der aktuelle Wert aus diesem Grund wird nicht ausreichen, um das Schutzgerät auszulösen. Aber ein Strom dieser Größenordnung kann ausreichen, um eine gefährliche Situation zu schaffen, beispielsweise um die Drähte zu zünden. Der Kurzschlussstrom erzeugt auch eine elektrodynamische Wirkung auf die elektrischen Vorrichtungen - Leiter und ihre Teile können sich unter der Einwirkung mechanischer Kräfte, die bei hohen Strömen auftreten, verformen.

Ausgehend von dem Vorstehenden sollten die Schutzvorrichtungen entsprechend den Bedingungen der Höhe des Kurzschlussstroms (elektrodynamische Stärke, angegeben in kA) am Ort ihrer Installation ausgewählt werden. In diesem Zusammenhang ist es notwendig, bei der Auswahl einer Schutzeinrichtung den Kurzschlussstrom (TKZ) der elektrischen Schaltung zu berechnen. Kurzschlussstrom für einphasiger Schaltkreis  kann durch die Formel berechnet werden:

wobei Ik der Kurzschlussstrom ist, Uf ist die Phasenspannung des Netzwerks, Zn ist der Widerstand der Schleife (Schleife), Phase-Null, Zm ist die Impedanz der Phasenwicklung des Transformators auf der Niederspannungsseite.

wobei Rn der Widerstand einer Leitung des Kurzschlusses ist.

wo ro - widerstand  Leiter, L ist die Länge des Leiters, S ist die Querschnittsfläche des Leiters.

Xp ist der induktive Widerstand eines Drahtes eines Kurzschlusses (normalerweise bei 0,6 Ohm / km).

Transformatorkurzschlussspannung (in% von Un):

Daher die Impedanz der Phasenwicklung des Transformators (Ohm):

wobei Ukz - die Kurzschlussspannung des Transformators (in% von Un) in den Nachschlagewerken angegeben ist; Un - nennspannung   Transformator, IN - Nennstrom des Transformators - werden ebenfalls aus den Verzeichnissen entnommen.

Die Berechnungen werden in der Entwurfsphase durchgeführt. In der Praxis schon bestehende Einrichtungen  Dies ist aufgrund fehlender Eingabedaten schwierig. Bei der Berechnung des Kurzschlussstroms kann daher in den meisten Fällen der Widerstand der Phasenwicklung des Transformators Zm auf 0 gesetzt werden (realer Wert ≈ 1 ∙ 10-2 Ohm), dann gilt:

Diese Formeln sind für ideale Bedingungen geeignet. Leider berücksichtigen sie nicht solche Faktoren wie Verdrehen usw., die die aktive Komponente der Rn-Kette erhöhen. Daher kann nur die unmittelbare Messung des Widerstands der "Phase-Null" -Schleife ein genaues Bild ergeben.

39. Auslösestrom, aktueller Sollwert, Abschaltstrom des Leistungsschalters.

Freigabe

Der Strom, der durch den elektromagnetischen Schutzschalter des Schutzschalters fließt, führt zum Abschalten der Maschine bei einem schnellen und signifikanten Überschuß über den Nennstrom des Schutzschalters, der normalerweise im Falle eines Kurzschlusses in der geschützten Verdrahtung auftritt. Ein Kurzschluss entspricht einem sehr schnell ansteigenden hohen Strom, der vom Gerät berücksichtigt wird elektromagnetische FreisetzungDies ermöglicht praktisch sofort, den Mechanismus der Auslösung des Leistungsschalters mit einer schnellen Zunahme des Stroms zu beeinflussen, der entlang der Spule des Freigabesolenoids fließt. Die Betriebsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Freisetzung beträgt weniger als 0,05 Sekunden.

Sollwert   Der Strom auf der Skala ist durch die Fabrik gekennzeichnet; in der Tabelle, überall, außer in speziell festgelegten Fällen, wird es als Prozentsatz des Nennstroms der Auslöseeinheit angegeben. Zwischen den auf der Skala angezeigten unteren und oberen Grenzen werden die Einstellungen problemlos angepasst.

Ausschnitt edann der Minimalwert des Stromes, der den sofortigen Betrieb der Maschine bewirkt).

Zweck und Bedingungen zum Erstellen von Vektordiagrammen.Um die Betriebsbedingungen des Relais zu verstehen, ist es zweckmäßig, Vektordiagramme der an ihnen anliegenden Spannungen und Ströme zu verwenden. Für die Erstellung von Vektordiagrammen wurden zunächst folgende Annahmen zugrunde gelegt: Der Einfachheit halber wird der Anfangsmoment eines Kurzschlusses an einer Stromleitung mit einseitiger Stromversorgung bei fehlender Last betrachtet (Abb. 1.3, a); um die tatsächlichen Phasenverschiebungswinkel zwischen Strömen und Spannungen zu erhalten, wird der Spannungsabfall nicht nur im induktiven, sondern auch im aktiven Widerstand berücksichtigt R Schaltungsfehler; Das die Fehlerstelle versorgende elektrische System wird durch einen äquivalenten Generator mit Phasen-EMK ersetzt EA, EIn der, EC, ein symmetrisches und ausgewogenes darstellend *1   ein System von Vektoren, bezüglich derer die Vektoren von Strömen und Spannungen konstruiert sind.

Um die Diagramm metallischen Fehler zu erleichtern, in denen der Kontaktwiderstand an der Fehlerstelle rp = 0. Für positive Richtung der Ströme prinimaetsyaih Richtung von der Versorgung zu dem Fehler, die jeweils als positiv EMF und den Spannungsabfall, der Richtungen zusammenfallen mit der Richtung des positiven Stroms in der Regel betrachtet.

Vektordiagramm  bei dreiphasigem Kurzschluss.  In Abbildung 1.4 a  eine Übertragungsleitung ist gezeigt, an der ein metallischer Verschluss von drei Phasen an der Stelle aufgetreten ist K.  Der Aufbau eines Vektordiagramms (Abb.1.4, b) beginnt mit phase emf EA, EIn der, EC. Unter der Wirkung der Phase EMFS erscheint in jeder Phase ein Kurzschlussstrom:

Wo? EF  - Phasen EMF des Systems; ZC,Gt;XC;ZL.K,RL.K,XL.K  - der Widerstand des Systems und der beschädigte Abschnitt der Stromleitung (Abbildung 1.4, a).

Strömungen Iak =IВк =IСк =Ik  haben eine Phasenverschiebung relativ zur entsprechenden EMK:

Abb.1.4. Dreiphasen-Kurzschluss: a  - Schema; b  - Vektordiagramm der Ströme und Spannungen

  Spannungen an dem Punkt Zu  sind gleich Null: UAk = UBk = UCK = 0. Phasenspannungen am Aufstellungsort der RZ, an der Stelle P  (Abb.1.4, a), UAP =IchAkRL.K +j IchAkXL.K  sind auf dem Diagramm bestimmt (Abb.1.4, b) wenn die Summe der Spannung im aktiven Widerstand abfällt IchAkRL, die in Phase mit dem Vektor zusammenfällt IchAkund in der Reaktanz IchAkXL, um 90 ° gegenüber IchAk. Ähnlich Vektoren U BPund U CP. Module (absolute Werte) U AP, U BP,U CP  haben die gleichen Werte, jeder dieser Vektoren ist dem Strom der Phase mit dem gleichen Namen um einen Winkel voraus φк =arctg (XL.K /RL.K). Für Übertragungsleitungen von 35 kV beträgt dieser Winkel 45 - 55 °, 110 kV - 60-78 °, 220 kW (einen Draht in Phase) - 73-82 °, 330 kW (zwei Drähte in Phase) - 80-85 °, 500 kV (drei Drähte in Phase) - 84-87 °, 750 kV (vier Drähte in Phase) - 86-88 °. Größer Wert φK  entspricht einem größeren Querschnitt des Drahtes, da je größer der Querschnitt ist, desto kleiner R.

   Unter den oben genannten Dreiphasen-Kurzschaltbildern folgt: 1) Das Vektordiagramm von Strom und Spannung ist symmetrisch und ausgeglichen, da sie keine Komponenten von negativer und Null-Sequenz sind; 2) der Drei-Phasen-Kurzschluss wird von einem scharfen Rückgang zwischen allen begleitet phasenspannungen  (sowohl an der Stelle der Fehler und in der Nähe). Als Ergebnis davon K (3)  ist der gefährlichste Schaden für die Stabilität des Parallelbetriebs des Stromnetzes und der Stromverbraucher.

Zweiphasiger Kurzschluss.  In Abbildung 1.5, a  Metallkurzschluss zwischen den Phasen In der  und C  LEP. Unter der Wirkung einer Phase-zu-Phase-EMF EMU  (Abb.1.5, a) Es gibt Kurzschlussströme IВк undICC.

Ihre Werte sind durch die Formel bestimmt IK (2) = EBU / 2ZF,  wo 2 ZF  - Impedanz der direkten Sequenz zweier Phasen ( 2 ZF =Z +ZС). Die Ströme in den fehlerhaften Phasen sind im Wert gleich, aber in der Phase entgegengesetzt, und der Strom in der unbeschädigten Phase ist Null (wenn die Last nicht berücksichtigt wird):

Der Nullstrom (NP) bei K (2)  Seit der Summe der Ströme der drei Phasen Ich A +Ich B +Ich C = 0.

Zu. In Abbildung 1.5, b  Phase EMF und EMF zwischen den beschädigten Phasen aufgebaut sind ESonne. Kurzschlussstrom-Vektor IchkV  hinkt hinter der emf, die es schafft

Spannung der unbeschädigten Phase A  ist an jedem Punkt des Netzwerks gleich und entspricht der Phasen-EMK: U A =E A. Da die verkettete Spannung am metallischen Kurzschluss am Fehlerpunkt liegt U BCK =U Bk - U Cc= 0, dann:

Ie. Die Phasenspannungen der beschädigten Phasen am Fehlerpunkt sind in ihrem Absolutwert gleich und stimmen in der Phase überein.

Da die Phasenspannungen für den zweiphasigen Kurzschluss nicht die Komponenten des NP enthalten, muss die folgende Bedingung an jedem Punkt des Netzwerks erfüllt sein:

Gegeben an Stelle von Fehlern U BK =U CKund U AK =E A,wir finden

  (1.3b)

Folglich ist an der Fehlerstelle die Spannung jeder beschädigten Phase gleich der Hälfte der Spannung der unbeschädigten Phase und entgegengesetzt zu der des Vorzeichens. Auf dem Diagrammvektor U AK  fällt mit dem Vektor zusammen E Aund die Vektoren U BK  und U CK-  sind einander gleich und sind in der Phase gegenüber dem Vektor entgegengesetzt E A.

Vektordiagramm am Punkt P  ist in Abb. 1.5 gezeigt, in der. Die aktuellen Vektoren bleiben unverändert. Spannungen von Phasen In der  und C  an dem Punkt P  sind gleich:

Je weiter der Punkt P  ist weit von dem Ort der Schuld, der mehr Spannung: U BSR= U BP– U SR U AP= E A. Der aktuelle Vektor Ich BP  hinter der verketteten Spannung liegen U BCP  in einem Winkel φк =arctg(XL/ RL) .

Zweiphasige Kurzschlüsse haben zwei Eigenschaften:

1) Die Vektoren der Ströme und Spannungen bilden ein asymmetrisches, aber ausgeglichenes System, das auf das Fehlen der NP-Komponenten hinweist. Das Vorhandensein von Unsymmetrie zeigt an, dass Ströme und Spannungen negative Sequenzkomponenten (ODs) zusammen mit einer geraden Linie haben;

2) die Phasenspannungen sind selbst am Fehlerpunkt viel größer als Null, nur eine verkettete Spannung wird auf Null reduziert und der Wert der anderen beiden ist gleich 1,5 UF. Ein zweiphasiger Kurzschluss ist daher weniger gefährlich für die Stabilität von EPS und Stromverbrauchern.

Einphasiger Kurzschluss (K (1)). Ein Erdschluss einer Phase verursacht das Auftreten eines Kurzschlussstroms nur in elektrische Netzwerke  110 kV und höher, arbeiten mit taub geerdeten Neutralleitertransformatoren. Die Art der Ströme und Spannungen, die bei dieser Art von Phase auftreten, wird beschädigt A, erklärt Abbildung 1.6, a.

Kurzschlussstrom Iak  induziert durch EMF EA, durchläuft die beschädigte Phase von der Stromquelle G  und kehrt durch geerdetes Neutral zurück zum Boden N  Transformatoren:

(1.5)

Abb.1.6. Einphasiger Fehler:

a -  Schema; Vektordiagramme von Strömen und Spannungen in der Fehlerstelle ( b) und am Ort des Relais P (in der), Strömungen ( g) und Belastungen ( d) der symmetrischen Komponenten an der Stelle des Kurzschlusses

Die induktiven und aktiven Widerstände in diesem Ausdruck entsprechen der Phase-Erde-Schleife und unterscheiden sich von den Werten der Phasenwiderstände für Phase-zu-Phase-Kurzschlüsse. Vektor IchAk  hinkt hinterher der EMF-Vektor EA  in einem Winkel   In den unbeschädigten Phasen gibt es keine Ströme.

Beschädigte Phasenspannung A  an dem Punkt Zu  UAC = 0 .   Spannungen unbeschädigter Phasen *2 In der  und C  gleich der EMK dieser Phasen:

(1.6)

Das Vektordiagramm für die Fehlerstelle ist in Abb. 1.6 dargestellt. b. Phase-zu-Phase-Spannungen U ABK =U BK; U BCK =U BK-U CK;U CAK =U CK.

Die geometrischen Summen der Phasenströme und Spannungen sind:

Daher ist es klar, dass phasenströme  und die Spannungen enthalten die Komponenten des IR:

Vektor Ich0 K  fällt in Phase mit Ich AK  Vektor U0 K  das Gegenteil der Phase E A  und ist gleich 1/3 des normalen (bis zu KZ) Wertes der Spannung der beschädigten Phase A:

U0 K = - 1/3E A = -1/3U AN. Aktuell Ich0 K  übertrifft die Spannung U0 K  um 90 °.

Vektordiagramm am Punkt P  für K (1) ist in Abb. 1.6 gezeigt, in der. Phasenstrom A  bleibt unverändert. Beschädigte Phasenspannung

Vektor U AP  ist voraus IchAk  in einem Winkel φк =arctg (Xl (1) /R1 (1)).

Spannungen unbeschädigter Phasen In der  und C  nicht ändern: U BP =E B; U CP =E C. Phase-zu-Phase-Spannungen UABPUACP  und erhöhen. Die Vektoren Ich0 P  und U0 P  sind gleich:

Wie aus dem Diagramm hervorgeht, U oP U oKmodulo und Phasenverschiebungen aufgrund des Vorhandenseins von aktiven Widerstand RKP (1)  (Phase-zu-Boden). Wir bemerken einige Merkmale der Vektordiagramme (Abb. 1.6, b  und in der):

1) Ströme und Phasenspannungen bilden ein asymmetrisches und unausgeglichenes System von Vektoren, das neben den direkten Komponenten des OP und NP auch das Vorhandensein anzeigt;

2) verkettete Spannungen an der Spitze Zu  größer als Null, ist die Fläche des Dreiecks, das durch diese Spannungen gebildet wird, von Null verschieden. Ein einphasiger Kurzschlussfehler ist die am wenigsten gefährliche Art der Beschädigung in Bezug auf die Stabilität von EPS und den Betrieb von Verbrauchern.

Zweiphasiger Kurzschluss zur Erde  (K (1,1)). Diese Art von Kurzschluss kann auch nur in einem Netz mit einem tödlichen Neutralleiter auftreten (siehe Abb.1.2, g). Das Vektordiagramm des Erdschlusses am Boden der beiden Phasen ist in Abb. 1.7 für Punkte dargestellt Zu  und R.

Unter der Wirkung von EMF EIn der  und EC  in beschädigten Phasen In der  und C

Strom fließt IchVk  und IchSk  durch den Boden gehen:

(1.8)

In der unbeschädigten Phase gibt es keinen Strom:

Die Summe der Ströme aller drei Phasen bezüglich (1.8) und (1.9) ist nicht gleich Null: IchAk +IchBk +IchCc =IchK (3) = 3Ich0 enthalten die Gesamtströme die TM-Komponente.

An Stelle der Kurzschlussspannung beschädigter Phasen In der  und C, zu Boden geschlossen, sind gleich Null: UBK =UCK = 0.  Die Spannung zwischen den beschädigten Phasen ist ebenfalls Null: UBCK = 0. Spannung der unbeschädigten Phase UAK  bleibt normal (wenn wir die Induktion aus den Strömen vernachlässigen) IchVk  und IchSk). An dem Punkt Zu  Dreieck der verketteten Spannungen (Abb.1.7, in der) wird in eine Linie und die verketteten Spannungen zwischen den beschädigten und unbeschädigten Phasen umgewandelt U AB  und U CA  auf Phasenspannung verringern U AK.. Diagramm der Ströme und Spannungen für Punkt P  ist auf Abb.1.7 gebaut, b.

In Verbindung mit der Erhöhung der Spannungen UBP  und UCP  die verketteten Spannungen erhöhen sich, die Fläche des Dreiecks der verketteten Spannungen steigt an und die Spannung der Spannung sinkt:

   Abb.1.7. Zweiphasiger Kurzschluss zur Erde:

a - Schema; Vektordiagramme von Strömen und Spannungen am Fehlerort und am Ort des Relais P (b); Restspannungs- und Phasenspannungen am Fehlerort ( in der) und an dem Punkt P (g)

Vektordiagramme für zweiphasige Erdfehler weisen folgende Merkmale auf:

1) Ströme und Spannungen sind asymmetrisch und unausgeglichen, was zusätzlich zu den direkten Komponenten von NP und OP das Entstehen verursacht;

2) wegen der starken Abnahme der Spannungen an der Störungsstelle ist diese Art von Schäden nach K (3) die schwerwiegendste für die Stabilität des Stromsystems und der Stromverbraucher.

Doppelerdschluss (K (1)).  Ein ähnlicher Fehler tritt in dem Netzwerk mit einem isolierten neutralen oder geerdeten durch den Lichtbogenunterdrückungsreaktor auf. Ein Doppelschluss bedeutet einen Erdschluss an zwei Phasen an verschiedenen Punkten im Netzwerk (K1  und K2  in Abbildung 1.8). Unter dem Einfluss der Differenz in der EMK der beschädigten Phasen EIn der-EC  in Phasen In der  und C  Ströme K3 entstehen IchVk  und IchSk, durch den Boden an Punkten schließen K1  und K2.  An diesen Punkten und in den beschädigten Phasen sind die Ströme gleichwertig und entgegengesetzt in der Phase: IchBq =- IchSk; unbeschädigte Phase A Strom IchAK = 0.

Ein Vektordiagramm der Ströme zwischen der Stromversorgung und der nächstgelegenen Fehlerstelle (Punkt K1) ist gleich wie bei einem zweiphasigen Kurzschluss ohne Masse (siehe § 1.3, Abb. 1.5). Die Summe der Phasenströme in diesem Abschnitt ist Null ( IchAk +IchBq =IchCc = 0) daher gibt es in den Phasenströmen keine Komponenten des TM.

Auf dem Abschnitt der Stromleitung zwischen Erdschlusspunkten K1  und K2  unter den Bedingungen der unidirektionalen Versorgung fließt der Fehlerstrom nur in einer Phase (Phase In der  in 1.8), d.h. ebenso wie bei einem einphasigen Kurzschluss (siehe Abschnitt 1.3). Das Vektordiagramm der Gesamtströme und -spannungen in diesem Abschnitt entspricht dem Diagramm für einphasige Fehler (siehe Abb.1.6, b EMF Gegeninduktion erhöht die Spannung der unbeschädigten Phasen und reduziert den Winkel der Phasenverschiebung zwischen ihnen (0 & Dgr; E  wird nicht berücksichtigt.

Bei einphasigen Kurzschlüssen wird die Symmetrie der Ströme und Spannungen des Drehstromsystems verletzt. durch drei symmetrischen Dreiphasenkurzschluss üblicherweise für symmetrische Komponenten verschiedener Sequenzen auf der Basis des Verfahrens der symmetrischen Komponenten asymmetrischer einphasigen Kurzschluss ersetzt wird. Der Strom eines einphasigen Fehlers besteht aus drei Komponenten - einer geraden Linie (I 1), einer umgekehrten (I 2) und einer Null (I 0) -Sequenz. Widerstandselemente auch aus geraden Widerständen (R 1, X 1, Z 1), Reverse (R 2, X 2, Z 2) und die Nullsequenz (R 0, X 0, Z 0). Neben dem direkten elektrischen Widerstand Maschinen und Rückwärtssequenzen von Elementen gleich sind (R 1 = R 2, X 1 = X 2) und sind gleich ihre Werte an dem Dreiphasen-Wechselstrom. Der Widerstand der Nullsequenz ist gewöhnlich viel größer als der Widerstand der Vorwärts- und Rückwärtssequenzen. In praktischen Berechnungen werden sie für dreiadrige Kabel übernommen :; für Sammelschienen:   [L.7]; für Freileitungen :; [L.4].

Für leistungstransformatorenmit einer Wicklungsverbindungsschaltung D Y N ist der Widerstand der Nullfolge gleich dem Widerstand der Direktfolge. Bei Transformatoren mit einem Wicklungsverbindungsschema übersteigen Y & epsi; Y und Nullsequenzwiderstände den Widerstand der direkten Sequenz signifikant.

Der einphasige Kurzschlussstrom wird ermittelt:

Hier: - die durchschnittliche Nennspannung des Netzes, in dem der Fehler aufgetreten ist (400 V); - Gesamter resultierender Widerstand der Nullsequenz in Bezug auf den Fehlerpunkt, mΩ.

Der resultierende Widerstand der Fehlerschaltung wird bestimmt, mΩ:

Hier: - der äquivalente induktive Widerstand des externen Systems zum Versorgungstransformator 6-10 / 0,4 kV, bezogen auf die Stufe LV, mOhm;

  - der Widerstand der direkten Sequenz des Abwärtstransformators, mΩ;

  - Reaktorwiderstand, mΩ;

  - Sammelschienenwiderstand, mΩ;

  - Widerstand kabellinien, mΩ;

  - Widerstand gegen Freileitungen, mΩ;

  - Widerstand der Stromspulen automatische Schalter, mΩ;

  - Widerstand der Stromwandler, mΩ;

  - der Übergangswiderstand der festen Kontaktgelenke und beweglichen Kontakte, der Übergangswiderstand des Lichtbogens am Fehlerpunkt, mΩ;

  - Nullfolgewiderstand des Abwärtstransformators, mΩ;

  - Nullreihenwiderstand der Sammelschienen, mΩ;

  - aktiver und induktiver Widerstand der Nullfolge des Kabels, mΩ;

  - Widerstand der Nullsequenz freileitung, mOhm.

Für ein bestimmtes Stromversorgungssystem (Abb. 4) müssen die Werte bestimmt werden periodischer Strom  für gegebene Punkte für einen dreiphasigen und einphasigen Kurzschluss (durch die Methode der symmetrischen Komponenten).

Abb.4. Das Berechnungsschema und das Substitutionsschema

1. Nach dem Berechnungsschema bilden wir eine Ersatzschaltung (Bild 4).

2. Wir finden den Widerstand der Elemente des Kurzschlusses in den genannten Einheiten (mΩ).

2.1. Induktiver Widerstand des externen Systems zum Versorgungstransformator 10 / 0,4 kV (Stromkreise hochspannung) (wenn die Kurzschlussleistung auf der hohen Seite des Transformators unbekannt ist, dann können Sie akzeptieren).

  ; MOhm.

2.2. Aktiver und induktiver Widerstand des Speisetransformators (Widerstand der Vorwärts- und Rückwärtssequenz:   ,; Widerstand von Null nach

des Gesetzes :,) [L. 7]:

2.3. Widerstand der Sammelschienen 0,4 kV.

Für flache Kupferschienen mit Abmessungen von 80 x 10 mm (bei einem mittleren geometrischen Abstand zwischen den Phasen von 15 cm), die spezifischen aktiven und induktiven Widerstände bei wechselstrom  für die direkte und umgekehrte Sequenz sind gleich, [A.6]. Für die Nullsequenz [L.7]:

Aktive und induktive Widerstände von drei Sammelschienen 0,4 kV Direkt-, Rückwärts- und Null-Sequenzen:

Gesamtwiderstände aller drei Sammelschienen:

2.4. Aktiver und induktiver Widerstand von Kabeln.

Spezifische Wirk- und Induktivitätswiderstände einzelner Leitungen der direkten, umgekehrten und Null-Folge (methodische Anweisungen):

Die Werte der aktiven und induktiven Widerstände von Kabeln:

2.5. Aktive und induktive Widerstände von Leistungsschaltern (einschließlich des Widerstands von Stromauslöserspulen und Kontaktübergangswiderständen) [L.7].

Gesamtwiderstände aller Automaten:

3. Strom des einphasigen Kurzschlusses für Punkt "К 1".

Resultierender aktiver und induktiver Widerstand des Kurzschlusskreises mit einphasigem Kurzschluss an der Stelle "K 1":

Einphasiger Kurzschlussstrom am Punkt "K 1":

4. Dreiphasiger Kurzschlussstrom für Punkt "K 1".

Resultierender aktiver und induktiver Widerstand der Kurzschlussschaltung mit dreiphasigem Kurzschluss an der Stelle "K 1":

Dreiphasiger Kurzschlussstrom am Punkt "K 1":

4. Richtlinien für die Berechnung von Kurzschlussströmen und die Auswahl von elektrischen Betriebsmitteln. Ed. B. N. Neklepayev. - Moskau: Izd. NC ENAS, 2001. - 152 p.

5.Kulikov Yu.A. Transiente Prozesse in elektrischen Systemen. / Yu.A. Kulikov.- Novosibirsk: Izd. NSTU, 2002.-283p.

6. Handbuch zur Gestaltung von Elektrizität, Stromleitungen und Netzen. Ed. Ya.M. Bolshama, V.I. Krupowitsch, M.L. Samover. Ed. 2., Pererab. und zusätzlich. - Moskau: Energia, 1974. - 696 c.

7. Handbuch zur Gestaltung von Elektrizität. Ed. Yu.G. Barybina ua - Moskau: Energoatomisdat, 1990. - 576 p.

8. Verzeichnis der Stromversorgung industrieunternehmen. Unter der Gesellschaft. Ed. A.A. Fedorova und G.V. Serbinowski. In 2 Büchern. Buch 1. Design und Berechnungsinformationen. - Moskau: Energia, 1973. - 520 p.

9. Regeln für die Installation von elektrischen Anlagen. - 6. Ausgabe - St. Petersburg: Dekan, 1999. - 924p.

ANHANG A