DESIGN WORK

téma:  "KÉTFÁZISÚ RÖVID KÖZLEMÉNY SZÁMÍTÁSA"

A munka célja: Szakértelem fejlesztése az áramkörök rövidzárlatának kiszámításakor.

2. opció.

Task number 1.Az 1. ábra kétfázisú diagramot mutat rövidzárlat. meghatározni:

1. Két fázis közvetlen szekvenciájának (2Zφ) impedanciája;

2. Rövidzárlati áram (Ik);

3. Fázis EMF (EA).

Mivel a kétfázisú rövidzárlat feszültsége nem tartalmaz nulla-szekvenciakomponenst a hálózat bármely pontján, a következő feltételnek kell teljesülnie:

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

Ábra. 1. Kétfázisú rövidzárlati áramkör

Kezdeti adatok:  ZV = 25 Ohm; Zє = 15 Ohm; EBU = 90 V; UVK = 100 V.

megoldások mozog:

Az 1. ábra a fázisok közötti fémes rövidzárlatot mutatja A   és C  LEP. A fellépés között fázisú emf EMU  (1. ábra) rövidzárlatos áramok vannak énBk  ésénck.

Értékeiket a következő képlet határozza meg:

énK(2) = EMU /2 ZF, (1)

ahol 2 ZF  - két fázis közvetlen szekvenciájának impedanciája.

A közvetlen szekvencia impedanciája 2 ZF  a következő képlet határozza meg:

2 ZF= ZA+ ZC, (2)

ahol ZA, ZC  - a B és C fázisok impedanciája.

1.   A (2) képlet szerint meghatározzuk a két fázis (2Zφ) közvetlen szekvenciájának impedanciáját:

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

2.   Az (1) képlet segítségével meghatározzuk a kétfázisú rövidzárlat áramát:

énK(2) = 90 V / 40 Ω = 2,25 A.

A hibás fázisban lévő áramok egyenlő értékűek, de fázisban ellentétesek, és a sértetlen fázisban lévő áram 0 (ha a terhelést nem veszi figyelembe): énBk= énck, IA = 0.

A kétfázisú hiba zérus szekvencia áram (NP) nincs jelen, mivel a három fázis áramainak összege én A+ én B+ én C= 0 .

Sértetlen fázis feszültsége A  azonos a hálózat bármely pontján, és egyenlő az emf fázisával: U A= E A. Mivel a fázis-fázisú feszültség a fémes rövidzárlatnál a hiba pontnál U BChogy= U Bhogy – U Chogy  = 0, majd U Bhogy = U Chogy,

vagyis a hibás helyszínen a sérült fázisok fázisfeszültsége abszolút értékkel egyenlő, és egybeesik a fázisban.

Mivel a kétfázisú rövidzárlat fázisfeszültségei nem tartalmazzák az NP komponenseit, a hálózat bármely pontján a következő feltételnek kell teljesülnie:

Mivel a hibák helyén U BK= U CK   és U AK= E A, azt találjuk

(3)

Következésképpen a hiba helyén minden egyes sérült fázis feszültsége megegyezik a sértetlen fázis feszültségének fele, és ezzel ellentétesen a jelben.

3. A (3) képlet alapján meghatározzuk a sértetlen fázis (EA) fázisú EMF-jét:

EA =–  UBK / 2.

EA =– 100 V /2 = – 50 V.

A kétfázisú rövidzárlatnak két jellemzője van:

1) az áramok és feszültségek vektorai aszimmetrikus, de kiegyensúlyozott rendszert alkotnak, ami jelzi az NP komponenseinek hiányát. Az egyenlőtlenségek jelenléte azt jelzi, hogy az áramok és a feszültségek negatív szekvenciaszakaszokat (OD-eket) tartalmaznak egyenes vonal mentén;

2) fázis feszültségek még hibahely lényegesen nagyobb, mint nulla, csak az egyik fázis a fázis feszültség nullára csökken, és a két másik érték 1,5 UF. Ezért egy kétfázisú rövidzárlat hiba kevésbé veszélyes az EPS és a villamos energia fogyasztók számára, mint egy háromfázisú.

2. feladat.

	Rajzoljunk rajzot a feszültség transzformátor csatlakozásáról a csillagra. Magyarázza el a program munkáját.

A GOST 11677-75 szerint a transzformátorok primer és szekunder tekercselésének kezdetét és végét bizonyos sorrendben jelölik. Az egyfázisú transzformátorok tekercselését az A, a betűkkel és a végekkel X, x jelzi. A nagy betűk magasabb tekercsekre utalnak, a kicsi pedig az alacsonyabb feszültségű tekercsekre. Ha amellett, hogy a transzformátor primer és szekunder van egy harmadik tekercs egy közepes feszültségű, az elején és a végén kijelölik Am Xm.

A háromfázisú transzformátorokban a tekercsek végei és végei: A, B, C; X, Y, Z - nagyobb feszültség; Am, Bm, Cm; Xm, Ym, Zm - átlagos stressz; a, b, c; x, y, z - alacsonyabb feszültség. A háromfázisú transzformátor egy csillag egy vegyület fázis más, mint az elején tekercselés néha outputted és semleges, azaz. E. egy közös pont végeket köti össze a tekercsek. Ezt О, Оm és о jelöli. Az 1., a, b ábra mutatja a tekercsek kapcsolási sémáit a csillagban és a háromszögben, ahogy azokat háromfázisú transzformátorok esetében ábrázoltuk.

DIV_ADBLOCK258 "\u003e

a - az E1 és E2 emf azonos fázisban van; b - az E1 és E2 emf-eket fázistranszferrel 180 ° -kal; 1 - az elsődleges tekercs elfordulása; 2 - forduljon szekunder tekercselés

2. ábra - Vektorok szögletes elmozdulása elektromotoros erők  a tekercselés végétől függően

Tegyük fel, hogy megváltoztattuk a tekercs kezdetének és végének a szekunder tekercsben szereplő jelöléseit (2. ábra, b). Nincs változás a fizikai tanácsadási folyamatban EMF nem történik meg, de kapcsolatban a végén a tekercs iránya az EMF fordított, azaz nem célja az elejétől a végéig, és fordítva - .. végére (x) a felső (a). Mivel semmi sem változott az 1 tekercsben, feltételezzük, hogy az E1 és E2 emf-eket 180 fokos fázis váltja fel. Így a végeinek egyszerű megnevezése egyenlő az emf vektor szögben történő elmozdulásával 180 ° -ban.

Az emf iránya azonban abban az esetben is változhat, ha az elsődleges és a szekunder tekercsek kezdetei és végei azonosak. Az a tény, hogy a transzformátor tekercselése jobbra és balra hajtható végre. Tekercselés úgynevezett jobb, ha a menetek a tekercselés közben az óramutató járásával megegyező irányban, azaz. E. helyezünk a jobb oldali hélix (3. ábra, felső tekercs). Tekercselés úgynevezett bal, ha a menetek a tekercselés közben egy óramutató járásával ellentétes irányban, azaz. E. helyezünk a bal oldali hélix (lásd a 3. ábrát, az alsó tekercs).

3. ábra - Az EMF vektorok szögeltérése a tekercsek tekercselési irányától függően

Amint az az ábrán látható, mindkét tekercs ugyanaz a vége. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a tekercseket ugyanazzal az átfolyással átszúrják, minden fordulóban az emf iránya azonos lesz. Azonban, mivel a különböző tekercselési irányra az elektromotoros erő a sorban egymáshoz csatlakoztatott tekercsek az egyes tekercs eltérő: az elsődleges elektromotoros erő irányította az elejétől a végéig A X, és a másodlagos - x végétől, hogy az elején egy. Így, még a végeinek azonos megnevezésével is, az elsődleges és a szekunder tekercsek emf-ja 180 ° -os szögben eltolható.

Egyfázisú transzformátorban a tekercselési emf vektorjai vagy egybeeshetnek, vagy ellentétes irányba (4. ábra, a, b). Ha egy ilyen transzformátor egyedül működik, a fogyasztók számára nem számít, hogy az emf hogyan irányul a tekercselésében. De ha három egyfázisú transzformátor dolgozik egy vonalon háromfázisú áram, Ezután a megfelelő működés az szükséges, hogy mindegyik arra irányultak EMF vektorok vagy mint a 4a ábrán látható, vagy mint a 4b ábrán látható.

a, b - egyfázisú; három fázisban

Ugyanilyen mértékben ez minden háromfázisú transzformátorra vonatkozik. Ha a primer tekercsek EMF az összes fázisban van ugyanabban az irányban, és a szekunder tekercs irányt EMF kell feltétlenül azonos (4c ábra). Nyilvánvaló, hogy a szekunder tekercsekben a tekercs iránya és a végeinek kijelölése ugyanaz lesz.

Amikor a fúvóka hibás tekercselés másik tekercselés iránya, vagy rossz kapcsolat végét feszültség nyert fogyasztók meredeken csökken, és a normális működés zavart. Különösen kedvezőtlen körülmények merülnek fel, amikor több transzformátor egyidejűleg működik egy hálózatból, amelyben a lineáris emf-ek közötti fázisváltások különbözőek. A zavarok elkerülése a fogyasztók számára, hogy legyen transzformátorok néhány konkrét szögeltérésének vektorok EMF tekercsek.

Az emf-vektorok irányát és a köztük lévő szögeltéréseket általában a kanyargós kapcsolatok csoportjai jellemzik. A gyakorlatban, a szögelfordulási vektorok EMF tekercselés LV és MV a vektorok vonatkozásában kijelölt HV EMF tekercselési szám, amely, amikor megszorozzuk 30 °, a szög megadja a lag vektorok. Ezt a számot a transzformátor csévélőcsoportjának nevezik.

Az így kapott vegyületet 0 csoport (4a ábra) a véletlen vektorok EMF a tekercsek az irányba (szögelfordulási 0 °). A szögeltérés 180 ° (4. ábra, b) megfelel a 6. csoportnak (30 x 6 = 180 °). Mint láttuk, a tekercsekben egyfázisú transzformátorok lehet csak olyan szögelfordulás, így azok csak a 0. és 6. vegyületek csoportja. Az egyfázisú transzformátorok tekercselése a rövidséghez I / I-0 és I / I-6.

A háromfázisú transzformátor tekercsek lehet csatlakoztatni egy csillag vagy háromszög 12 képezhetők különböző csoportjai vektorok lineáris fáziseltolódás EMF 0-tól 360 ° révén 30 °. Az oroszországi vegyületek tizenkét lehetséges csoportjából két csoport standardizálható: a 11. és a 0., 330 és 0 ° fázisú eltolódásokkal.

Vegyük például figyelembe az Y / Y és Y / Δ kapcsolási sémákat (5. ábra, a, b). Az egyik rúdra helyezett tekercseket egymás mellett képviseljük; Az összes tekercs (elsődleges és másodlagos) tekercselése ugyanaz lesz; az emf fázis irányát nyilak mutatják.

5. ábra - előállítása vegyületek csoportjából Wye - csillag (a) vektort diagram a EMF a primer tekercs (5a ábra) úgy, hogy az EMF vektor fázisú C vízszintes. Az A és B vektorok végeinek összekapcsolásával megkapjuk a lineáris emf EAB (AB) vektorát. A szekunder tekercs emf vektordiagramját állítjuk össze. Mivel az irányt a elektromotoros erő a primer és szekunder tekercsek az azonos, elektromotoros erő a fázis vektorok a szekunder tekercs vektorok párhuzamos a megfelelő primer tekercs. Csatlakoztatja a és b pontok és csatolja vektor Eab (ab) egy A pont, azt látjuk, hogy a szögelfordulást közötti lineáris EMF primer és szekunder tekercsek egyenlő 0. Tehát, az első példában, a csoport a tekercselés 0. Ez a jelű vegyület: Y / Yn -0 , hogy elolvassa a "csillagot a levezetett semleges" szóval.

Ha figyelembe vesszük a második példa (5. ábra, b) azt látjuk, hogy egy vektor diagramján a primer tekercs EMF elő azonos módon, mint az előző példában. Amikor létrehozunk egy vektor diagramján elektromotoros ereje a szekunder tekercs szabad elfelejteni, hogy amikor csatlakozik egy háromszög és lineáris fázisú EMF egybeesnek nagyságú és irányú.

A c fázis vektorát emf-t hozzuk létre, és az primer tekercs C vektorával párhuzamosan irányítjuk. Vége fázisban (z dot) össze van kötve a fázis kezdetén b, így a végén a vektor, hogy végezzen fázisú b EMF vektor párhuzamos a vektort V. A fázis végén b kapcsolódik a kezdeti fázisban, és ezért, a végén a b vektor (pontok) vezető fázis és a EMF vektor az A vektorral párhuzamosan. A kapott abc absztrahált háromszögben az ab vektor lineáris emf  Eab. Az Eab vektor hozzáadása az A pontra, azt látjuk, hogy az EAB vektorhoz viszonyítva eltolódik 30 ° -kal az előrehaladás irányába. Ennek következtében az Eab vektor 330 ° -kal (30 ° x 11 = 330 °) elmarad az emf kanyargó HV vektorától. Így, ebben a példában, egy csoport a kapcsolás 11. Ez javallt: Y / Δ -11, mely így szól: „csillag - delta - tizenegy.”

Egy három tekercses transzformátorban a tekercselőcsoportot hasonlóan definiálják; míg a tekercseket párosnak tekinti: az elsődleges és a másik kettő közül. Ha közös megjelölése Yn / Y / Δ - 0-11, akkor azt kell olvasni a következő :. "Star származó semleges - csillag - delta - nulla - 11" Ez azt jelenti, hogy a figyelembe vett három tekercses transzformátor tekercsét csatlakoztatva egy csillag BH kiadott a nulla pont, a tekercselés CH - egy csillag tekercselési LV - egy háromszög, egy csoport vegyület BH, és CH tekercsek - nulla tekercselés HV és LV - 11.

Figyelembe vettük csak két csoport vegyületei - 0 és 11 módosítása kijelölése összes (körkörös mozgás jelölés), akkor kap más csoportok 1-től 10. Azonban ezek a csoportok nem találja forgalmazása és rendkívül ritka. Az orosz szabványosított csak három csoport: Y / Y - 0, Y / Δ - háromfázisú transzformátor 11, I / I - 0 - egyfázisú transzformátorok.

Irodalom

1. és egyéb Elektrotechnika,: Proc. kézikönyv az egyetemek számára. - Moszkva: Energoatomizdat, 2007. - 528 p., Ill.

2., Nemtsov: Proc. kézikönyv az egyetemek számára. - 4. kiadás, Pererab. - Moszkva: Energoatomizdat, 2009. - 440 f., Ill.

3. Az ipari elektronika alapjai: Tankönyv az elektrotechnika számára. spec. egyetemek, M. Knyazkov, E. Krasnopolsky, ed. . - 3. kiadás, Pererab. és további. - M .: Felsőoktatás. shk., 2006. - 336 p., ill.

4. Elektrotechnika és elektronika 3 könyvben. Ed. 1. könyv Elektromos és mágneses áramkörök. - M .: Magasabb iskola. - 2006

5. Elektrotechnika és elektronika 3 könyvben. Ed. Kn.2. Elektromágneses készülékek és elektromos gépek. - M .: Magasabb iskola. - 2007

Háromfázisú rövidzárlati áram   az ellátóhálótól kiloamperesben a következő képlet határozza meg:

ahol U Н НН - az átlagos névleges fázis-fázisú feszültség, amely alapul szolgál; 0,4 kV-os hálózatok esetén a bázisfeszültség 400 V;

Az áramkör teljes ellenállása a háromfázisú rövidzárlat pontjára, amely a közvetlen szekvencia ellenállása, és amelyet a képlet milliomban határoz meg:

ahol R 1Σ az áramkör teljes aktív ellenállása a rövidzárlatra, mΩ;

X 1Σ - a teljes rövidzárlat induktív ellenállása, mΩ.

A teljes aktív ellenállás magában foglalja a következő elemek ellenállását:

A teljes induktív ellenállás a következő elemek ellenállását tartalmazza:

A kétfázisú K3 áramerősségea következő képlet szerint kell meghatározni:

,

ahol a referenciaértékként elfogadott átlagos névleges fázis-fázisú feszültség;

és - az előremenő és a fordított szekvenciák ellenállásának teljes összege, és egyenértékűen az mΩ.

A kifejezés (19) az alábbiak szerint írható

=,

ahol az áramkör impedanciája a K3 pozíciójához egy kétfázisú rövidzárlat, mΩ.

,

Az egyfázisú rövidzárlati áramot a következő képlet határozza meg:

A nulla szekvencia teljes aktív és induktív ellenállása a K3 pozíciójára, mΩ-ra.

36. A készülékek hőellenállása.

Hőállóság elektromos készülékek   úgynevezett képesség, hogy károsodás nélkül képes ellenállni, megakadályozva a további munkát, az áramlások termikus hatását, amelyek egy adott időtartamon át hordozhatók. A termikus stabilitás mennyiségi jellemzője a termikus ellenállás áramlása, amely egy bizonyos ideig folyik. A legintenzívebb az a rövidzárlatos üzemmód, amelyben az áramok a névleges áramhoz képest több tízszeresére nőnek, és a hőforrások ereje több százszor is megemelhető.

37. A készülékek dinamikus stabilitása

Elektrodinamikus stabilitás   a készüléket ellenállóképességnek nevezik elektrodinamikus erők  (EDE), amely a rövidzárlati áramok áthaladása során keletkezett. Ezt az értéket közvetlenül az áram amplitúdó értéke adja meg én lárma  , amelyben a berendezés részleteinek mechanikai igénybevétele nem haladja meg az elfogadható értékek határait, vagy ennek az áramnak a sokaságát az amplitúdó névleges áram. Néha az elektrodinamikai ellenállást az áram aktuális értékei egy rövid időtartam alatt (T = 0,02 s, f = 50 Hz) értékelik ki.

38. A rövidzárlati áramok kiszámítási sorrendje.

A rövidzárlat (KZ) a különböző fázisok vagy potenciálok élő részeinek összekapcsolása egymással vagy a földi hálózathoz csatlakoztatott berendezések házához elektromos hálózatokban vagy elektromos vevőkészülékekben. Különféle okok miatt rövidzárlat fordulhat elő, például a szigetelési ellenállás romlása: nedves vagy kémiailag aktív közegben; a szigetelés megengedhetetlen fűtése vagy hűtése; a szigetelés mechanikai hibája. Rövidzárlat fordulhat elő a személyzet téves működésének következtében a működés, karbantartás vagy javítás során stb.

Rövidzárlat esetén az aktuális útvonal "rövidített", mivel az a körforgás mentén megkerüli a terhelési ellenállást. Ezért az áram nem megfelelő értékekre emelkedik, ha az áramkör nem kapcsol ki a védelmi eszköz alatt. A feszültséget nem lehet leválasztani akkor sem, ha van védőeszköz, ha rövidzárlat fordul elő egy távoli ponton, és ezért az ellenállás elektromos áramkör  túl magas lesz, és a jelenlegi érték nem elegendő a védelmi eszköz indításához. De ez a nagyságú áram elegendő lehet egy veszélyes helyzet kialakításához, például a vezetékek meggyújtásához. A rövidzárlati áram szintén elektrodinamikus hatást fejt ki az elektromos készülékekre - a vezetékek és azok alkatrészei deformálódhatnak mechanikai erők hatására, amelyek nagy áramban fordulnak elő.

A fentiekből kiindulva a védőberendezéseket a rövidzárlati áram (elektrodinamikai erősség, kA-ban jelzett) nagyságrendjének megfelelően kell kiválasztani a telepítés helyén. Ebben az összefüggésben védelmi eszköz kiválasztásakor szükségessé válik az áramkör rövidzárlati áramának (TKZ) kiszámítása. Rövidzárlati áram egyfázisú áramkör  kiszámítható a következő képlet segítségével:

ahol Ik a rövidzárlati áram, Uf a hálózat fázisfeszültsége, Zn a hurok (hurok) fázis-nulla rezisztenciája, Zm a transzformátor fázishullámának impedanciája az alacsony feszültségű oldalon.

ahol Rn a rövidzárlat egyik vezetékének ellenállása.

ahol ro - ellenállás  vezetõ, L a vezetõ hossza, S a vezetõ keresztmetszete.

Az Xp a rövidzárlat egyik vezetékének induktív ellenállása (általában 0,6 ohm / km-enként).

Transzformátor rövidzárlat feszültsége (% -ban):

Ezért a transzformátor (Ohm) fázisátalakításának impedanciája:

ahol az UkZ - a transzformátor rövidzárlati feszültsége (U n% -ában) szerepel a referenciakönyvekben; Un - névleges feszültség   transzformátor, a transzformátor IN - névleges áramerőssége - szintén a könyvtárakból származik.

A számításokat a tervezési szakaszban végezzük. A gyakorlatban már meglévő létesítmények  ezt nehéz megtenni a bemeneti adatok hiánya miatt. Ezért a rövidzárlati áram kiszámításánál a legtöbb esetben lehetséges a Zm transzformátor fázikus tekercsének ellenállása 0-ra (valós érték ≈ 1 ∙ 10-2 Ohm), majd:

Ezek a formulák ideális körülmények között alkalmazhatók. Sajnos nem veszik figyelembe olyan tényezőket, mint a csavarás stb., Amelyek növelik az Rn lánc aktív komponensét. Ezért csak a "fázis-nulla" hurok ellenállásának azonnali mérése ad pontos képet.

39. Megszakító áram, aktuális beállított érték, megszakító lefutóáram.

kioldó

A megszakító elektromágneses megszakítóján áthaladó áram gyors és jelentős feleslegessé teszi a megszakító névleges áramát, ami általában a védett huzalozás rövidzárlatánál fordul elő. A rövidzárlat egy igen gyorsan növekvő nagy áramnak felel meg, amelyet a készülék veszi figyelembe elektromágneses kibocsátás, amely gyakorlatilag azonnali hatást gyakorol a megszakító mechanizmusa működésére a felszabaduló mágnesszelep tekercsén folyó áram gyors növekedésével. Az elektromágneses kibocsátás működési sebessége kevesebb mint 0,05 másodperc.

alapérték   A mérlegen lévő áramot a gyár jelöli; a táblázatban mindenütt, kivéve a kifejezetten meghatározott eseteket, az utazási egység névleges áramának százalékában van megadva. A skála szerinti alsó és felső határ között a beállítások simán állíthatók be.

Kivágás eakkor az áram minimális értéke, ami a gép pillanatnyi működtetését okozza).

A vektordiagramok létrehozásának célja és feltételei.A relé működési feltételeinek megértése érdekében célszerű vektordiagramokat alkalmazni a rájuk alkalmazott feszültségekre és áramokra. Az alábbi kezdeti feltevéseket használtuk a vektordiagramok építésének alapjául: az egyszerűség kedvéért a terhelés hiányában az egyoldalas tápellátás rövidzárlatának kezdeti pillanatát vesszük figyelembe (1.3 ábra, és); hogy az áramok és feszültségek közötti fáziseltolódás tényleges szögeit a feszültségcsökkenés nemcsak az induktív, hanem az aktív ellenállásban is figyelembe veszi R áramköri hibák; A hiba helyét szolgáltató elektromos rendszert egy egyenértékű generátor váltja fel, amelynek fázisfeltétele van EA, EA, EC, ami szimmetrikus és kiegyensúlyozott *1   egy olyan vektorrendszer, amelyhez az áramok és feszültségek vektorai vannak kialakítva.

Az egyszerűség kedvéért a ábrázolási fémes hibák, amelyben az érintkezési ellenállás a hibahely rp = 0. pozitív iránya az áramok prinimaetsyaih irányba a készletből a hiba, ill tekintettük pozitívnak EMF és a feszültségesés, amelynek irányok egybeesnek az irányt pozitív áram általában úgy.

Vektor diagram  háromfázisú rövidzárlat esetén.  Az 1.4 ábrán, és  egy olyan átviteli vonal látható, amelyen három fázis fémes lezárása történt a ponton K.  Vektordiagram kialakítása (1.4. Ábra, b) kezdődik a fázis emf EA, EA, EC. A fázisemfek hatására minden fázisban rövidzárlati áram jelenik meg:

ahol EF  - a rendszer fázisú EMF-je; ZC,RC,XC;ZL.K,RL.K,XL.K  - a rendszer ellenállása és az elektromos vezeték sérült része (1.4. ábra, és).

áramok Iak =IВк =IСк =Ik  fáziseltolódás a megfelelő emf-hoz viszonyítva:

Ábra 1.4. Háromfázisú rövidzárlat: és  - rendszer; b  - az áramok és feszültségek vektoros rajza

  Feszültségek a ponton K  egyenlő nullával: UAk = UBk = UCk = 0. Fázisfeszültség az RZ telepítési helyén, a ponton P  (1.4 ábra, és), UAP =énakRL.K +j énakXL.K  a rajzon találhatóak (1.4. ábra, b), mivel a feszültség csökken az aktív ellenállásban énakRL, amely egybeesik a vektorral való fázisban énak, és a reaktanciában énakXL, 90 ° - kal a énak. Hasonlóképpen, vektorok U BPés U CP. Modulok (abszolút értékek) U AP, U BP,U CP  ugyanazok az értékek, mindegyik vektor a szalag azonos fázisú áramának előtti szögben van φк =arctg (XL.K /RL.K). A távvezetékek 35 kV, ez a szög 45 - 55 °, 110 kV-os - 60-78 °, 220 kW-os (egy vezeték fázisban) - 73-82 °, 330 kW (két vezeték fázisban) - 80-85 °, 500 kV-os (három fázis egy fázisban) - 84-87 °, 750 kV (négy fázis egy fázisban) - 86-88 °. Nagyobb érték φk  a vezeték nagyobb keresztmetszetének felel meg, minél nagyobb a keresztmetszet, annál kisebb R.

   A fentiek közül három fázis közötti rövidzárlatot ábrák a következők: 1) a vektor diagramján a jelenlegi és a feszültség szimmetrikus és kiegyensúlyozott, mivel ezek nincsenek összetevői negatív és zérus sorrendű; 2) a háromfázisú rövidzárlat élesen csökken az összes között fázisú feszültségeket  (mind a hibák helyén, mind a közelben). Ennek eredményeképpen K (3)  a legveszélyesebb károsodás a villamosenergia-hálózat és a villamosenergia-fogyasztók párhuzamos működésének stabilitása szempontjából.

Kétfázisú rövidzárlat.  Az 1.5 ábrán, és  Fémek közötti rövidzárlat A   és C  LEP. Phase-to-phase EMF hatására EMU  (1.5 ábra, és) vannak rövidzárlati áramok Én ésISK.

Értékeiket a képlet határozza meg IK (2) = EBU / 2ZF,  ahol 2 ZF  - két fázis közvetlen szekvenciájának impedanciája ( 2 ZF =Z + +ZC). Áram a sérült fázisok egyenlő értékkel, de ellentétes fázisú és az aktuális fázis intakt nulla (ha a terhelés figyelmen kívül hagyja):

A nulla szekvencia áram (NP) a K (2)  A három fázis áramának összege én A +én B +én C = 0.

K. Az 1.5 ábrán, b  fázisú EMF és EMF a sérült fázisok között Ea nap. Rövidzárlat áramvektor énkV  elmarad az EMF létrehozásától

Sértetlen fázis feszültsége A  azonos a hálózat bármely pontján, és egyenlő az emf fázisával: U A =E A. Mivel a fázis-fázisú feszültség a fémes rövidzárlatnál a hiba pontnál U BCk =U Bk - U sc= 0, akkor:

Ie A sérült fázisok fázisfeszültsége a hiba ponton abszolút értékkel egyenlő, és egybeesik a fázisban.

Mivel a kétfázisú rövidzárlat fázisfeszültségei nem tartalmazzák az NP komponenseit, a hálózat bármely pontján a következő feltételnek kell teljesülnie:

Mivel a hibák helyén U BK =U CKés U AK =E A,azt találjuk

  (1.3b)

Következésképpen a hiba helyén minden egyes sérült fázis feszültsége megegyezik a sértetlen fázis feszültségének fele, és ezzel ellentétesen a jelben. A diagramvektoron U AK  egybeesik a vektorral E A, és a vektorok U BK   és U CK -  egyenlőek egymással, és fázisban vannak a vektorral szemben E A.

Vektor diagram a ponton P  az 1.5 ábrán látható, a. Az aktuális vektorok változatlanok maradnak. A fázisok hangsúlyozása A   és C  a ponton P  egyenlő:

A továbbiakban a lényeg P  messze van a hiba helyétől, a több feszültség: U BCP= U BP– U CP U AP= E A. Az aktuális vektor én BP  elmarad a fázis-feszültségtől U BCP  szögben φк =arctg(XL/ RL) .

A kétfázisú rövidzárlatnak két jellemzője van:

1) az áramok és feszültségek vektorai aszimmetrikus, de kiegyensúlyozott rendszert alkotnak, ami jelzi az NP komponenseinek hiányát. Az egyenlőtlenségek jelenléte azt jelzi, hogy az áramok és a feszültségek negatív szekvenciaszakaszokat (OD-eket) tartalmaznak egyenes vonal mentén;

2) fázis feszültségek még hibahely lényegesen nagyobb, mint nulla, csak az egyik fázis a fázis feszültség nullára csökken, és a két másik érték 1,5 Uf. Ezért a kétfázisú rövidzárlat kevésbé veszélyes az EPS és a villamos energia fogyasztói számára.

Egyfázisú rövidzárlat (K (1)). Az egyik fázis földzárlatát csak rövidzárlatos áram jelenik meg elektromos hálózatok  110 kV és magasabb, siket földelt semleges transzformátorokkal dolgozva. Az ilyen típusú fáziskárosodásban megjelenő áramok és feszültségek természete A, magyarázza az 1.6. ábrát, és.

Rövidzárlati áram lak  által indukált emf EA, áthalad a sérült fázison az áramforrásról G  és földelt semleges helyzetben tér vissza a földhöz N  transzformátorok:

(1.5)

Ábra 1.6. Egyfázisú hiba:

a -  rendszer; vektordiagramok az áramok és feszültségek a hiba helyén ( b) és a relé helyén P (a), áramok ( g) és hangsúlyozza ( d) a szimmetrikus alkatrészeket a rövidzárlat helyén

Az induktív és az aktív ellenállások ebben a kifejezésben megfelelnek a fázis-földi huroknak, és különböznek a fázis-fázisú rövidzárlatok fázisrezisztenciáitól. vektor énak  elmarad az emf vektor EA  szögben   A sértetlen fázisokban nincs áram.

Sérült feszültség A  a ponton K  UAC = 0 .   A sérüléktelen fázisok feszültsége *2 A   és C  egyenlő az alábbi fázisok emf-jával:

(1.6)

A hibahelyzet vektordiagramja az 1.6. Ábrán látható, b. Fázis-fázisú feszültségek U ABK =U BK; U BCK =U BK -U CK;U CAK =U CK.

A fázisáramok és feszültségek geometriai összegei a következők:

Ezért egyértelmű, hogy fázisáramok  és a feszültségek tartalmazzák az IR elemeit:

vektor én0 K  egybeesik a fázisban én AK  vektor U0 K  a fázis ellentéte E A  és egyenlő a sérült fázis feszültségének normál (legfeljebb KZ) értékének 1/3-jával A:

U0 K = - 1/3E A = -1 / 3U AN. jelenlegi én0 K  felülmúlja a feszültséget U0 K  90 ° -kal.

Vektor diagram a ponton P  a K (1) esetében az 1.6. ábrán látható, a. Fázisáram A  változatlan marad. Sérült feszültség

vektor U AP  előtt van énak  szögben φк =arctg (Xl (1) /R 1 (1)).

A sérüléktelen fázisok feszültsége A   és C  ne változzon: U BP =E B; U CP =E C. Fázis-fázisú feszültségek UABPUACP  és növekedni fog. A vektorok én0 P   és U0 P  egyenlő:

Amint a diagramból következik, U oP U oKmodul és a fázisban az aktív ellenállás jelenlétének köszönhetően RKP (1)  (Fázis-föld). Megjegyezzük a vektordiagramok néhány jellemzőjét (1.6. Ábra, b   és a):

1) A áramok és fázisfeszültségek alkotnak aszimmetrikus és kiegyensúlyozatlan rendszer vektorok jelenlétére utal komponensek mellett a közvetlen OP és NP;

2) fázis-feszültség a ponton K  nullánál nagyobb, az ilyen feszültségek által létrehozott háromszög területe eltér a nullától. Az egyfázisú rövidzárlati hiba a legkevésbé veszélyes károsodás az EPS és a fogyasztók működésének szempontjából.

Kétfázisú a földhöz  (K (1,1)). Ez a fajta rövidzárlat csak a halálos semleges hálózatban fordulhat elő (lásd: 1.2. Ábra, g). A két fázis földi hibájának vektordiagramját a 1.7 pontban mutatjuk be K   és R.

Az emf EA   és EC  sérült fázisokban A   és C

Az áramlás folyik énBk   és énck  lezárva a talajon:

(1.8)

A sértetlen fázisban nincs áram:

Az összes (1,8) és (1,9) értékű három fázis összes áramának összege nem nulla: énAk +énBk +énCc =énK (3) = 3én0 , a teljes áramerősség a TM komponenst tartalmazza.

A sérült fázisok rövidzárlati feszültsége helyett A   és C, földre zárt, nullával egyenlő: UBK =UCK = 0.  A sérült fázisok közötti feszültség szintén nulla: UBCK = 0. Sértetlen fázis feszültsége UAK  normális marad (ha elhanyagoljuk az áramok indukálását énBk   és énck). A ponton K  fázis-fázisú feszültségek háromszöge (1.7. ábra, a) a vonalra, a fázis-fázisra pedig a sérült és a sérült fázisok között alakul U AB   és U CA  csökkenés a feszültségre U AK.. Áram és feszültség diagram a pontra P  a 1.7. b.

A stressz növekedésével összefüggésben UBR   és USR  a fázis-feszültség növekedése, a fázis-feszültség háromszögének területe növekszik, és a feszültség feszültsége csökken:

   1.7 ábra. Kétfázisú rövidzárlat a földhöz:

és - rendszer; vektordiagramok az áramok és feszültségek a hiba helyén és a relé helyén P (b); maradék feszültség és feszültség a hiba helyén ( a) és a ponton P (g)

A kétfázisú földzárlat vektor diagramjai a következő tulajdonságokkal rendelkeznek:

1) az áramok és feszültségek aszimmetrikusak és kiegyensúlyozatlanok, ami az NP és az OP közvetlen komponensei mellett megjelenik;

2) a meghibásodás helyén fellépő feszültségek hirtelen csökkenése miatt a K (3) után ez a fajta károsodás a legsúlyosabb a villamosenergia-rendszer és a villamosenergia-fogyasztók stabilitása szempontjából.

Kettős földzárlat (K (1)).  Hasonló hiba történik a hálózatban elszigetelt semleges vagy földelt az ívprózió reaktoron keresztül. A kettős lezárás földelési hibát jelent két fázisban a hálózat különböző pontjain (K1   és K2  az 1.8. ábrán). A sérült fázisok emf közti különbség hatására EA-EC  szakaszokban A   és C  keletkeznek a K3 áramok énBk   és énck, a pontokon keresztül a talajra zárva K1   és K2.  Ezeken a pontokon és a sérült fázisokban az áramok egyenlő értékűek és fázisban ellentétesek: énBq =- énck; sértetlen fázis A áram énAK = 0.

A tápegység és a legközelebbi hiba helye közötti áramok vektordiagramja (pont K1) ugyanaz lesz, mint egy kétfázisú rövidzárlat föld nélkül (lásd 1.3., 1.5. ábra). A fázisáramok összege ebben a szakaszban nulla ( énAk +énBq =énCc = 0), ezért a fázisáramokban nincs a TM komponense.

Az áramvezeték szakaszán a földzárlati pontok között K1   és K2  az egyirányú táplálás feltételei esetén a hibaáram csak egy fázisban áramlik (fázis A  a 1.8. ugyanúgy, mint egyfázisú rövidzárlat esetén (lásd az 1.3 fejezetet). Az ebben a szakaszban található teljes áramok és feszültségek vektordiagramja analóg az egyfázisú hibák diagramjával (lásd a 1.6. Ábrát, b EMF kölcsönös indukció növeli a sértetlen fázisok feszültségét és csökkenti a fáziseltolódás szögét (0 Δ E  nem veszi figyelembe.

Egyfázisú rövidzárlat esetén a háromfázisú rendszer áramának és feszültségének szimmetriája megsérül. helyébe három szimmetrikus háromfázisú rövidzárlat hagyományosan szimmetrikus komponensek különböző szekvenciák alapján a módszer szimmetrikus alkatrészek aszimmetrikus egyfázisú rövidzárlatot. Az egyfázisú hiba áramát három összetevő alkotja - egy egyenes (I 1), egy fordított (I2) és egy nulla (I 0) szekvenciát. Ellenállás elemek is állhat egyenes ellenállások (R 1, X 1, Z 1), a fordított (R 2, X 2, Z 2) és a zérus sorrendű (R 0, X 0, Z 0). Emellett a közvetlen elektromos ellenállás gépek és fordított szekvenciák elemek egyenlő (R 1 = R 2, X 1 = X 2), és megegyezik azok értékeit a háromfázisú. A nulla szekvencia rezisztenciája általában sokkal nagyobb, mint az előremenő és a fordított szekvenciák ellenállása. Gyakorlati számításoknál a háromvezetékes kábelek esetében alkalmazzák őket; gyűjtősínhez:   [L.7]; a felsővezetékek esetében :; [L.4].

mert erőátalakítók, amelynek D ¤ Y n tekercselési kapcsoló áramköre van, a nulla szekvencia ellenállása megegyezik a közvetlen szekvencia ellenállásával. A tekercselő kapcsolási sémákkal rendelkező transzformátoroknál az Y ¤ Y és a nulla sorrendű ellenállások jelentősen meghaladják a közvetlen szekvencia ellenállását.

Az egyfázisú rövidzárlati áram meghatározása:

Itt: - a hálózat átlagos névleges feszültsége, amelyben a hiba történt (400 V); - a nulla szekvencia teljes ellenállása a hiba pontra vonatkoztatva, mΩ.

Meghatározza a hibaáram létrejött ellenállását, mΩ:

Itt: - a külső rendszer egyenértékű induktív ellenállása a 6-10 / 0,4 kV tápegységre, az LV, mOhm;

  - a leengedő transzformátor közvetlen szekvenciájának ellenállása, mΩ;

  - reaktorellenállás, mΩ;

  - síncsavar-ellenállás, mΩ;

  - ellenállás kábelvezetékek, mΩ;

  - a felsővezetékekkel szembeni ellenállás, mΩ;

  - a tekercsek ellenállása automatikus kapcsolók, mΩ;

  - áramváltók ellenállása, mΩ;

  - a rögzített érintkezési pontok és mozgatható érintkezők átmeneti ellenállása, az ív átmeneti ellenállása a hiba ponton, mΩ;

  - a leengedő transzformátor nulla szekvenciaellenállása, mΩ;

  - a sínsorok nulla-sorrendű ellenállása, mΩ;

  - a kábel nulla szekvenciájának aktív és induktív ellenállása, mΩ;

  - Zéró sorrendű rezisztencia felsővezeték, mOhm.

Egy adott tápegység-rendszerre (4. ábra) meg kell határozni az értékeket időszakos áram  a háromfázisú és egyfázisú rövidzárlat (a szimmetrikus összetevők módszerével) adott pontjai számára.

4. ábra. A számítási séma és a helyettesítési rendszer

1. A számítási séma szerint csere-áramkört képezünk (4.

2. Megtaláljuk a rövidzár elemeinek ellenállását a megnevezett egységekben (mΩ).

2.1. A külső rendszer induktív ellenállása a 10 / 0,4 kV tápegységre (áramkörök nagyfeszültségű) (ha a transzformátor felső oldalán lévő rövidzárlat nem ismert, akkor elfogadható).

  ; milliohm.

2.2. Az ellátó transzformátor aktív és induktív ellenállása (az előremenő és a fordított szekvencia ellenállása:   ,; a nulla poszt-

a törvény :,) [L. 7]:

2.3. A 0,4kV-os sínek ellenállása.

A lapos rézsín 80 x 10 mm méretű (15 cm-es fázisok közötti átlagos geometriai távolsággal) a fajlagos aktív és induktív ellenállások váltóáram  a közvetlen és a fordított szekvenciák egyenlőek, [A.6]. A nulla sorozathoz [L.7]:

Három síncsalád aktív és induktív ellenállása 0,4 kV közvetlen, fordított és nulla szekvenciák:

Mindhárom sínek teljes ellenállása:

2.4. A kábelek aktív és induktív ellenállása.

Speciális aktív és induktív ellenállások a közvetlen, fordított és nulla szekvenciák egyedi vezetékeihez (módszeres utasítások):

A kábelek aktív és induktív ellenállásának értékei:

2.5. A megszakítók aktív és induktív ellenállása (beleértve az áramlezáró tekercsek ellenállását és az érintkezési tranziens ellenállásokat) [L.7].

Összes automata ellenállása:

3. Egyfázisú rövidzárlat "К 1" pontra.

A rövidzárlatos áramkörnek az egyfázisú rövidzárlatú "K 1" pontra eső aktív és induktív ellenállása:

Egyfázisú rövidzárlati áram a "K 1" pontnál:

4. Háromfázisú rövidzárlati áram a "K 1" pontnál.

A rövidzárlatos áramkör háromfázisú rövidzárlatú "K 1" pontban lévő aktív és induktív ellenállása:

Háromfázisú rövidzárlati áram a "K 1" pontban:

4. Irányelvek a rövidzárlati áramok kiszámítására és az elektromos berendezések kiválasztására. / Ed. BN Neklepaeva. - Moszkva: Izd. NC ENAS, 2001. - 152 oldal.

5.Kulikov Yu.A. Átmeneti folyamatok az elektromos rendszerekben / Yu.A. Kulikov.- Novosibirsk: Kiadás NSTU, 2002.-283p.

6. Kézikönyv a villamos energia, áramvezetékek és hálózatok tervezéséről. / Ed. YM Bolshama, V.I. Krupovich, M.L. Samover. Ed. 2., Pererab. és további. - Moszkva: Energia, 1974. - 696 c.

7. Kézikönyv a villamosenergia-tervezésről. / Ed. YG Barybina és munkatársai - Moszkva: Energoatomizdat, 1990. - 576 p.

8. Villamosenergia-ellátási jegyzék ipari vállalkozások számára. A Társaságnál. Ed. AA Fedorova és G.V. Serbinovsky. 2 könyvben. 1. könyv Tervezési és számítási információk. - Moszkva: Energia, 1973. - 520 f.

9. Az elektromos berendezések telepítésének szabályai. - 6. kiadás - Szentpétervár: Dean, 1999. - 924p.

FÜGGELÉK