PRACOVNÁ PRÁCA

téma:  "VÝPOČET DVOFÁZOVÉHO KRÁTKÉHO OKRUHU"

Účel práce: Rozvoj zručností pri výpočte skratov elektrických obvodov.

Číslo variantu 2.

Úloha číslo 1.Obrázok 1 znázorňuje dvojfázový diagram skrat, vymedzujú:

1. Impedancia priamej sekvencie dvoch fáz (2Zφ);

2. skratový prúd (Ik);

3. Fáza EMF (EA).

Pretože napätie dvojfázového skratu neobsahuje komponenty s nulovou sekvenciou v akomkoľvek bode siete, musí byť splnená táto podmienka:

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

Obr. 1. Dvojfázový skratový obvod

Počiatočné údaje:  ZB = 25 Ohm; ZС = 15 Ohm; EBU = 90 V; UVK = 100 V.

Riešenie pohybovať:

Obrázok 1 znázorňuje kovový skrat medzi fázami V  a C  LEP. V rámci akcie medzi fáza emf EMU  (Obrázok 1) existujú skratové prúdy jaBk  ajack.

Ich hodnoty sú stanovené podľa vzorca:

jaK(2) = HMÚ /2 ZF, (1)

kde 2 ZF  - impedancia priamej sekvencie dvoch fáz.

Impedancia priamej sekvencie 2 ZF  sa určuje podľa vzorca:

2 ZF= ZV+ ZC, (2)

kde ZV, ZC  - impedancia fáz B a C, resp.

1.   Podľa vzorca (2) určujeme impedanciu priamej sekvencie dvoch fáz (2Zφ):

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

2.   Pomocou vzorca (1) určujeme prúd dvojfázového skratu:

jaK(2) = 90 V / 40 Ω = 2,25 A.

Prúdy v chybných fázach majú rovnakú hodnotu, ale vo fáze sú opačné a prúd v nepoškodenej fáze je nula (keď sa zaťaženie neberie do úvahy): jaBk= jack, IA = 0.

Nulový sekvenčný prúd (NP) s dvojfázovou poruchou chýba, pretože súčet prúdov týchto troch fáz ja + ja B+ ja C= 0 .

Napätie nepoškodenej fázy   je rovnaký v ktoromkoľvek bode siete a rovná sa fáze emf: U = E , Od napätia medzi fázami pri kovovom skratovaní v bode poruchy U BCna= U Bna – U Cna  = 0, potom U Bna = U Cna,

to znamená, že fázové napätie poškodených fáz na mieste poruchy sú rovnaké v absolútnej hodnote a zhodujú sa vo fáze.

Pretože fázové napätie pre dvojfázové skraty neobsahuje komponenty NP, musí byť v ktoromkoľvek bode siete splnená nasledovná podmienka:

Vzhľadom k tomu, že na mieste chyby U BK= U CK  a U AK= E , nájdeme

(3)

V dôsledku toho sa na mieste poruchy napätie každej poškodenej fázy rovná polovici napätia nepoškodenej fázy a naproti tomu v znamení.

3. Z vzorca (3) určujeme fázu EMF nepoškodenej fázy (EA):

EA =–  UBK / 2.

EA =– 100 V /2 = – 50 V.

Dvojfázové skraty majú dve charakteristiky:

1) vektory prúdov a napätí tvoria asymetrický ale vyvážený systém, ktorý naznačuje absenciu komponentov NP. Prítomnosť nevyváženosti naznačuje, že prúdy a napätia majú negatívne sekvenčné zložky (ODs) spolu s priamkou;

2) fázová napätie aj v miestach porúch podstatne väčší ako nula, iba jedna fáza k fáze napätia sa zníži na nulu, a dva ďalšie hodnota je 1,5 UF, Preto je dvojfázová skratová skratka menej nebezpečná pre stabilitu EPS a spotrebiteľov elektrickej energie ako trojfázová.

Úloha číslo 2.

	Nakreslite schému zapojenia napäťového transformátora na hviezdu. Vysvetlite prácu tejto schémy.

Podľa GOST 11677-75 sú začiatky a konce primárneho a sekundárneho vinutia transformátorov označené v určitom poradí. Navíjanie jednofázových transformátorov je označené písmenami A, a a koncemi X, x. Veľké písmená sa týkajú vyššieho vinutia a menších písmen odkazujú na nižšie napätie. Ak je v transformátore okrem primárneho a sekundárneho aj tretieho vinutia so stredným napätím, jeho začiatok je označený ako Am a koniec je Xm.

V trojfázových transformátoroch sú konce a konce vinutí označené: A, B, C; X, Y, Z - vyššie napätie; Am, Bm, Cm; Xm, Ym, Zm - priemerné napätie; a, b, c; x, y, z - nižšie napätie, Trojfázový transformátor hviezdičkou vo viaczložkové fáze, než na začiatku vinutia je niekedy výstup a neutrálny, tj. Spoločný bod E. Spojovací koncov vinutia. Označuje to O, Om a о. Obrázok 1, a, b znázorňuje schémy pripojenia vinutia v hviezde a trojuholníku, ako sú znázornené pre trojfázové transformátory.

DIV_ADBLOCK258 "\u003e

a - emf E1 a E2 sa zhodujú vo fáze; b - emfy E1 a E2 sú fázovo posunuté o 180 °; 1 - otáčanie primárneho vinutia; 2 - otočenie sekundárne vinutie

Obrázok 2 - Uhlové posuny vektorov elektromotorické sily  v závislosti od konca vinutia

Predpokladajme, že sme zmenili označenie začiatku a konca cievky v sekundárnom vinutie (obrázok 2, b). Žiadna zmena vo fyzickom vedení procese EMF nestane, ale vo vzťahu ku koncom smeru cievky EMF obrátené, teda nie je zameraný od začiatku až do konca, a vice versa - .. Do konca roka (X) k vrcholu (a). Keďže v cievke 1 sa nič nezmenilo, musíme predpokladať, že emfy E1 a E2 sú fázovo posunuté o 180 °. Jednoduchá zmena označenia koncov je teda ekvivalentná uhlovému posunu vektora emf vo vinutí o 180 °.

Avšak smer emf sa môže meniť aj vtedy, keď sú začiatky a konce primárneho a sekundárneho vinutia umiestnené rovnako. Faktom je, že vinutia transformátora môžu byť vykonávané vpravo aj vľavo. Navíjanie sa nazýva doprava, ak jeho vinutia sú v smere hodinových ručičiek v navíjaní, t. J. Sú uložené na pravom okraji skrutky (obrázok 3, horné vinutie). Navíjanie sa nazýva ľavé, ak sú jeho vinutia v priebehu vinutia umiestnené proti smeru pohybu hodinových ručičiek, to znamená, že sú položené pozdĺž ľavej šnúry (obrázok 3, spodné vinutie).

Obrázok 3 - Uhlové posuny vektorov EMF v závislosti od smeru navíjania vinutia

Ako je zrejmé z obrázku, obidva vinutia majú rovnaké označenie koncov. Vzhľadom na to, že vinutia sú prepichnuté tým istým tokom, v každom otočení bude smer emf rovnaký. Avšak vzhľadom na rôzne vinutia je smer celkového EM všetkých pripojených závitov v každom vinutí iný: v primárnom EMF je smerovaný od začiatku A do konca X a v sekundárnom od konca x po začiatok a. Preto aj pri rovnakom určení koncov môže byť emf primárneho a sekundárneho vinutia posunuté o uhol 180 °.

V jednomfázovom transformátore sa vektory vinutia emf môžu buď zhodovať alebo byť opačné smerované (obr. 4, a, b). Ak takýto transformátor funguje sám, pre spotrebiteľov nezáleží na tom, ako je emf namierený vo svojich vinutíach. Ale ak tri jednofázové transformátory pracujú spoločne na linke trojfázový prúd, pre správnu činnosť je nevyhnutné, aby v každom z nich boli smerované emfktory alebo ako je znázornené na obrázku 4a, alebo ako je znázornené na obrázku 4b, b.

a, b - jednofázové; in - trojfázové

Rovnako platí to aj pre každý trojfázový transformátor. Ak má primárne vinutie emf vo všetkých fázach rovnaký smer, potom v sekundárnom vinutie musí byť smer emf nevyhnutne rovnaký (obr. 4, c). Je zrejmé, že v sekundárnom vinutí musí byť smer vinutia a označenie koncov tiež rovnaké.

Ak je navíjanie chybne navinuté iným smerom navíjania alebo ak sú konce nesprávne pripojené, napätie prijaté spotrebičmi sa prudko znižuje a normálna prevádzka je narušená. Obzvlášť nepriaznivé podmienky vznikajú, keď niekoľko transformátorov pracuje súčasne z jednej siete, v ktorej sú fázové posuny medzi lineárnymi EMFs odlišné. Aby sa predišlo poruchám v práci spotrebiteľov, je potrebné mať transformátory s určitými určitými uhlovými posunmi vektorov emf vinutí.

Smery emf vektorov a uhlové posuny medzi nimi sú zvyčajne charakterizované skupinami vinutia. V praxi natočenie vektory emf vinutia LV a MV s ohľadom na vektorov určených HV EMF vinutia číslo, ktoré, po vynásobení 30 °, uhol dáva MAS vektorov. Toto číslo sa nazýva vinutá skupina transformátora.

Takto získaná zlúčenina skupiny 0 (obrázok 4a), pri zhode vektory EMF vinutia v smere (uhlového posunutie 0 °). Uhlové posunutie 180 ° (obrázok 4, b) zodpovedá skupine 6 (30 x 6 = 180 °). Ako sme videli, vo vinutíach jednofázových transformátorov môžu byť len také uhlovité posuny, takže sú možné iba 0 a 6 skupín zlúčenín. Navíjacie prípojky jednofázových transformátorov pre stručnosť sú I / I-0 a I / I-6.

Vinutie transformátora Trojfázové môžu byť spojené do hviezdy alebo trojuholníka 12 môžu byť vytvorené s rôznymi skupinami vektorov lineárneho fázového posunu EMF 0-360 ° až 30 °. Z dvanástich možných skupín zlúčenín v Rusku sú štandardizované dve skupiny: 11. a 0. s fázovými posunmi 330 a 0 °.

Zvážte napríklad schémy pripojenia Y / Y a Y / Δ (obrázok 5, a, b). Vinutia umiestnené na jednej tyči predstavujú jednu pod druhou; Vinutie všetkých vinutia (primárne a sekundárne) bude rovnaké; smer fázy emf sú zobrazené šípkami.

Obrázok 5 - Príprava skupiny zlúčenín, vo hviezda - hviezda (a) zostrojenie vektorový diagram EMF primárneho vinutia (obrázok 5a) tak, aby EMF vektor fázy C vo vodorovnej polohe. Pripojením koncov vektorov A a B získame vektor lineárneho emf EAB (AB). Vytvoríme vektorový diagram emf sekundárneho vinutia. Vzhľadom k tomu, smer emf z primárneho a sekundárneho vinutia sú rovnaké, EMF fázových vektorov sekundárne vinutie konštruovať vektory rovnobežne s zodpovedajúce primárne vinutie. Pripojením body a a b a pripojiť vektor EAB (ab) do bodu A, vidíme, že uhlový posun medzi lineárnym emf primárne a sekundárne vinutie je rovná 0. Teda, v prvom príklade, skupina vinutie 0. Táto zlúčenina označovaná ako: Y / yn -0 , že "hviezda s odvodeným neutrálnym" sa prečíta.

Pri zvažovaní druhého príkladu (obrázok 5, b) vidíme, že vektorový diagram emf primárneho vinutia je konštruovaný rovnakým spôsobom ako v predchádzajúcom príklade. Pri konštrukcii vektorového diagramu elektromotorické silu sekundárneho vinutia musia mať na pamäti, že pri pripojení do trojuholníka a lineárne fázy EMF zhodujú ako čo do veľkosti a smeru.

Vykonávame vektorovú emf fázy c, ktorá ju smeruje paralelne k vektoru C primárneho vinutia. Koniec fázy (z bodov) je spojený so začiatkom fáze b, takže od konca vektora k vykonávaniu fázy B emf vektor rovnobežne s vektorom V. Koniec fázy B je spojený s počiatočnou fázou, a teda od konca vektora b (body v) vykonáva fázy a vektor EMF rovnobežne s vektorom A. Vo výslednom uzavretom trojuholníku abc je vektor ab lineárne emf  Eab. Pridaním vektorového Eab do bodu A vidíme, že je posunutý vzhľadom k vektoru EAB o 30 ° v smere dopredu. Následne vektor Eab zaostáva o 330 ° (30 ° x 11 = 330 °) od vektora vinutia HV emf. Takže v tomto príklade je vinutá skupina 11. Je označená ako Y / Δ-11, ktorá znie: "hviezda-trojuholník-jedenásť".

V trojväznom transformátore je obvodová skupina definovaná podobne; zatiaľ čo vinutia sa uvažujú v pároch: primárne a jedno z ďalších dvoch. Ak spoločné označenie Yn / Y / Δ - 0-11, potom by mala byť takto:. "Star odvodený od neutrálneho - Hviezdička - Delta - nula - 11" To znamená, že sa berú do úvahy tri vinutia vinutia transformátora pripojený do hviezdy BH výstup z nulového bodu, vinutia CH - do hviezdy vinutia LV - trojuholník, skupina zlúčeniny BH a CH vinutie - nula vinutia VN a NN - 11.

Zvažovali sme iba dve zlúčeniny skupiny - 0 a 11. Zmena označenie všetkých (od kruhového pohybu notáciu), môžete získať ďalšie skupiny od 1 do 10. Tieto skupiny nenájdu distribúciu a veľmi vzácne. V ruštine štandardizovaný len tri skupiny: Y / Y - 0, Y / Δ - pre trojfázové transformátory 11, I / I - 0 - u jednofázových transformátorov.

Referencie

1. a iné Elektrotechnika.,: Proc. manuál pre univerzity. - Moskva: Energoatomizdat, 2007. - 528 s., Ill.

2., Nemtsov: Proc. manuál pre univerzity. - 4. vydanie, Pererab. - Moskva: Energoatomizdat, 2009. - 440 s., Ill.

3. Základy priemyselnej elektroniky: učebnica pre neelektrotechniku. špec. univerzity, M. Knyazkov, E. Krasnopolsky, ed. , - 3. vydanie, Pererab. a ďalšie. - M .: Vyššie vzdelávanie. shk., 2006. - 336 strán, chorý.

4. Elektrotechnika a elektronika v 3 knihách. Ed. Kniha 1. Elektrické a magnetické obvody. - M .: Vysoká škola. - 2006

5. Elektrotechnika a elektronika v 3 knihách. Ed. Kn.2. Elektromagnetické zariadenia a elektrické stroje. - M .: Vysoká škola. - 2007

Trojfázový skratový prúd   z napájacej siete sa určuje v kiloampere podľa vzorca:

kde U Н НН - priemerné nominálne napätie medzi fázami, ktoré sa berú ako základ; pre siete s rozmermi 0,4 kV je základné napätie 400 V;

Celkový celkový odpor obvodu do bodu trojfázového skratu, ktorý je odporom priamej sekvencie a je určený vzorecom v miliónoch:

kde R 1 Σ je celkový aktívny odpor obvodu ku skratu, mΩ;

X 1 Σ - celkový indukčný odpor ku skratu, mΩ.

Celkový aktívny odpor zahŕňa odpor nasledujúcich prvkov:

Celková induktívna odolnosť obsahuje odpor nasledujúcich prvkov:

Prúd dvojfázového K3sa určuje v kilometroch podľa tohto vzorca:

,

kde je priemerné nominálne napätie medzi fázami prijaté ako referenčné, V;

a - celkový súčet odporov v dopredných a reverzných sekvenciách a ekvivalentne mΩ.

Výraz (19) môže byť napísaný nasledovne

=,

kde je impedancia obvodu na pozíciu K3 pre dvojfázový skrat, mΩ.

,

Jednofázový skratový prúd sa určuje podľa vzorca:

Celkový aktívny a induktívny odpor nulovej sekvencie do polohy K3, resp. MΩ.

36. Tepelný odpor prístrojov.

Tepelný odpor elektrické prístroje   tzv. schopnosť odolávať bez poškodenia, zabraňujúcej ďalšej práci, tepelnému účinku prúdov prúdiacich cez prúdové časti danej dĺžky. Kvantitatívnou charakteristikou tepelnej stability je prúd tepelného odporu, ktorý tečie po určitú dobu. Najintenzívnejší je režim skratu, pri ktorom sa prúdy môžu v porovnaní s menovitými prúdmi zvýšiť o desaťkrát a výkony zdrojov tepla sa môžu zvýšiť stokrát.

37. Dynamická stabilita zariadení

Elektrodynamická stabilita   prístroj sa nazýva jeho schopnosť odolávať elektrodynamické sily  (EDE), ktoré vznikli počas prechodu skratových prúdov. Táto hodnota môže byť vyjadrená buď priamo amplitúdovou hodnotou prúdu ja rámus  , v ktorom mechanické napätie v detailoch prístroja neprekračuje medzné hodnoty prípustných hodnôt alebo početnosť tohto prúdu vzhľadom na amplitúdu menovitý prúd, Niekedy je elektrodynamický odpor vyhodnotený aktuálnymi hodnotami prúdu v jednom období (T = 0,02 s, f = 50 Hz) po nástupe skratu.

38. Poradie výpočtu skratových prúdov.

Skrat (KZ) je spojenie živých častí rôznych fáz alebo potenciálov k sebe navzájom alebo k zariadeniu pripojenému k zemi v elektrických sieťach alebo elektrických prijímačoch. Skrat môže nastať z rôznych dôvodov, napríklad zhoršenie izolačného odporu: vo vlhkom alebo chemicky aktívnom médiu; s neprípustným ohrevom alebo chladením izolácie; mechanické zlyhanie izolácie. Skrat môže tiež nastať v dôsledku nesprávnych krokov vykonaných personálom počas prevádzky, údržby alebo opravy atď.

V prípade skratu sa prúdová cesta "skracuje", pretože ide o obvod, ktorý obišuje odpor voči zaťaženiu. Preto sa prúd zvýši na neprijateľné hodnoty, ak sa napájanie okruhu nevypne pod ochranným zariadením. Napätie sa nedá odpojiť ani vtedy, ak dôjde k ochrannému zariadeniu, ak sa vyskytne skrat v diaľkovom bode, a preto odpor elektrický obvod  bude príliš vysoká a aktuálna hodnota z tohto dôvodu nebude postačovať na spustenie ochranného zariadenia. Avšak prúd tejto veľkosti môže postačovať na vytvorenie nebezpečnej situácie, napríklad na zapálenie drôtov. Skratový prúd tiež vytvára elektrodynamický efekt na elektrické zariadenia - vodiče a ich časti sa môžu deformovať pod pôsobením mechanických síl, ktoré sa vyskytujú pri vysokých prúdoch.

Vychádzajúc z vyššie uvedeného by sa mali ochranné zariadenia zvoliť podľa podmienok veľkosti skratového prúdu (elektrodynamická sila, uvedená v kA) v mieste ich inštalácie. V tejto súvislosti je pri výbere ochranného zariadenia potrebné vypočítať skratový prúd (TKZ) elektrického obvodu. Skratový prúd pre jednofázový obvod  možno vypočítať podľa vzorca:

kde Ik je skratový prúd, Uf je fázové napätie siete, Zn je odpor smyčky (slučky) fázovej nuly, Zm je impedancia fázového navíjania transformátora na strane s nízkym napätím.

kde Rn je odpor jedného drôtu skrat.

kde ro - odpor  vodič, L je dĺžka vodiča, S je prierezová plocha vodiča.

Xp je indukčný odpor jedného drôtu so skratom (zvyčajne sa vykonáva pri 0,6 ohm / km).

Skratové napätie transformátora (v% Un):

Z toho vyplýva impedancia fázového navíjania transformátora (Ohm):

kde Ukz - skratové napätie transformátora (v% Un) je uvedené v referenčných knihách; un - menovité napätie   transformátor, IN - menovitý prúd transformátora - sú tiež prevzaté z adresárov.

Výpočty sa vykonávajú v štádiu projektovania. V praxi už existujúcich zariadení  je to ťažké urobiť z dôvodu nedostatku vstupných údajov. Preto pri výpočte skratového prúdu je vo väčšine prípadov možné previesť odpor fázového vinutia transformátora Zm na 0 (skutočná hodnota ≈ 1 ∙ 10-2 Ohm), potom:

Tieto vzorce sú vhodné pre ideálne podmienky. Bohužiaľ neberú do úvahy také faktory, ako je krútenie atď., Ktoré zvyšujú aktívnu zložku reťazca Rn. Preto iba okamžité meranie odporu slučky "fázovej nuly" môže poskytnúť presný obraz.

39. Vypínací prúd, aktuálna žiadaná hodnota, vypínací prúd ističa.

uvoľnenie

Prúd, ktorý preteká elektromagnetickým ističom ističa, vedie k vypnutiu stroja rýchlym a výrazným prebytkom nad menovitým prúdom prerušovača, ktorý sa zvyčajne vyskytuje v prípade skratu v chránenom vedení. Skrat zodpovedá veľmi rýchle sa zvyšujúcemu vysokému prúdu, ktorý zariadenie zohľadňuje elektromagnetické uvoľnenie, ktorý umožňuje prakticky okamžite ovplyvňovať mechanizmus vypínania ističa s rýchlym nárastom prúdu pretekajúceho pozdĺž cievky uvoľňovacieho solenoidu. Pracovná rýchlosť elektromagnetického uvoľnenia je menšia ako 0,05 sekúnd.

žiadaná   Prúd na stupnici je označený výrobcom; v tabuľke je všade, s výnimkou špeciálne stanovených prípadov, označený ako percento menovitého prúdu spúšťacej jednotky. Medzi dolnou a hornou hranicou vyznačenou na stupnici sa nastavenia nastavia hladko.

Orezávanie epotom minimálna hodnota prúdu, ktorá spôsobuje okamžitú prevádzku stroja).

Účel a podmienky pre vytváranie vektorových diagramov.Pre pochopenie prevádzkových podmienok relé je vhodné použiť vektorové diagramy napätí a prúdov, ktoré sa na ne vzťahujú. Nasledujúce východiskové predpoklady sa použili ako základ pre zostavenie vektorových diagramov: pre jednoduchosť je považovaný počiatočný moment skratu na napájacom vedení s jednostranným napájaním bez zaťaženia (obrázok 1.3, a); aby sa získali skutočné uhly fázového posunu medzi prúdmi a napätím, pokles napätia sa berie do úvahy nielen v induktívnom, ale aj v aktívnom odporu R poruchy obvodu; Elektrický systém dodávajúci miesto poruchy sa nahradí jedným ekvivalentným generátorom s fázovým impulzom E, EV, EC, čo predstavuje symetrické a vyvážené *1   systém vektorov, vzhľadom na ktorý sú vytvorené vektory prúdov a napätí.

Pre zjednodušenie mapovať kovové závady, v ktorom je odpor v poruchy klzu Rp = 0. Pre kladnom smere prúdov prinimaetsyaih smerom od prívodu do poruchy, v tomto poradí za pozitívny EMF a poklesu napätia, ktorých smery sa zhodujú so smerom pozitívny prúd obvykle do úvahy.

Vektorový diagram  pri trojfázovom skrate.  Na obrázku 1.4, a  je znázornená prenosová linka, na ktorej sa v tomto bode uskutočnil kovový uzáver troch fáz K.  Konštrukcia vektorového diagramu (obr.1.4, b) začína fázou emf E, EV, EC, Pri pôsobení fázových emfs sa v každej fáze objaví skratový prúd:

kde EF  fáza EMF systému; ZC,RC,XC;ZL.K,RL.K,XL.K  - odpor systému a poškodený úsek elektrického vedenia (obr. 1.4, a).

prúdy Iak =Iνk =Iσk =ik  majú fázový posun vzhľadom na zodpovedajúce emf:

Obrázok 1.4. Trojfázový skrat: a  - schéma; b  - vektorový diagram prúdov a napätí

  Napätia v bode K  sa rovnajú nule: UAk = UBk = UCk = 0. Fázové napätie v mieste inštalácie RZ v bode P  (Obrázok 1.4, a), UAP =jaakRL.K +j jaakXL.K  sú stanovené na diagrame (obr.1.4, b) ako súčet poklesov napätia v aktívnom odporu jaakRL, ktorá sa zhoduje s fázou vektora jaak, a v reaktante jaakXL, posunuté o 90 ° vzhľadom na jaak, Podobne aj vektory U BPa U CP, Moduly (absolútne hodnoty) U AP, U BP,U CP  majú rovnaké hodnoty, každý z týchto vektorov je pred prúdom fázy s rovnakým názvom v uhle φк =arctg (XL.K /RL.K), Pri prenosových liniek 35 kV, je tento uhol 45 až 55 °, 110 kV - 60 až 78 °, 220 kW (jeden vodič vo fáze) - 73-82 °, 330 kW (dva vodiče vo fáze), - 80 až 85 °, 500 kV (tri fázy vo fáze) - 84-87 °, 750 kV (štyri drôty vo fáze) - 86-88 °. Väčšia hodnota φk  zodpovedá väčšiemu prierezu drôtu, pretože čím väčší je prierez, tým menšie R.

   Z vyššie uvedených troch fázových diagramov skratu nasledujúcim spôsobom: 1) vektor diagram prúdu a napätia sú symetrické a vyvážené, pretože žiadne súčasti negatívnych a nulové sekvencie; 2) trojfázový skrat je sprevádzaný prudkým poklesom medzi všetkými fázové napätie  (ako v mieste chýb, tak v blízkosti). V dôsledku toho K (3)  je najnebezpečnejším poškodením pre stabilitu paralelného chodu elektrickej siete a spotrebičov elektrickej energie.

Dvojfázový skrat.  Na obrázku 1.5, a  Kovový skrat medzi fázami V  a C  LEP. Pod pôsobením EMF z fázy do fázy EMU  (Obrázok 1.5, a) existujú skratové prúdy IWk aISK.

Ich hodnoty sú určené vzorcom IK (2) = EBU / 2ZF,  kde 2 ZF  - impedancia priamej sekvencie dvoch fáz ( 2 ZF =ZB +ZC). Prúdy v chybných fázach majú rovnakú hodnotu, ale vo fáze sú opačné a prúd v nepoškodenej fáze je nula (keď sa zaťaženie neberie do úvahy):

Nulový sekvenčný prúd (NP) na K (2)  Od súčtu prúdov z troch fáz ja A +ja B +ja C = 0.

K, Na obrázku 1.5, b  fázy EMF a EMF medzi poškodenými fázami Eslnko, Skratový prúdový vektor jakV  zaostáva za vznikom

Napätie nepoškodenej fázy   je rovnaký v ktoromkoľvek bode siete a rovná sa fáze emf: U A =E , Od napätia medzi fázami pri kovovom skratovaní v bode poruchy U BCk =U Bk - U sc= 0, potom:

tj Fázové napätie poškodených fáz v bode poruchy sa rovná absolútnej hodnote a zhoduje sa vo fáze.

Pretože fázové napätie pre dvojfázové skraty neobsahuje komponenty NP, musí byť v ktoromkoľvek bode siete splnená nasledovná podmienka:

Vzhľadom k tomu, že na mieste chyby U BK =U CKa U AK =E A,nájdeme

  (1.3b)

V dôsledku toho sa na mieste poruchy napätie každej poškodenej fázy rovná polovici napätia nepoškodenej fázy a naproti tomu v znamení. Na diagramovom vektore U AK  sa zhoduje s vektorom E , a vektory U BK  a U CK -  sú navzájom rovnaké a vo fáze oproti vektoru sú opačné E .

Vektorový diagram v bode P  je znázornená na obrázku 1.5, v, Súčasné vektory zostávajú nezmenené. Stresy fáz V  a C  v bode P  sú rovnaké:

Ďalšia otázka P  je ďaleko od miesta chyby, viac napätia: U BCP= U BP– U CP U AP= E , Súčasný vektor ja BP  zaostáva za napätím medzi fázami U BCP  pod uhlom φк =arctg(XL/ RL) .

Dvojfázové skraty majú dve charakteristiky:

1) vektory prúdov a napätí tvoria asymetrický ale vyvážený systém, ktorý naznačuje absenciu komponentov NP. Prítomnosť nevyváženosti naznačuje, že prúdy a napätia majú negatívne sekvenčné zložky (ODs) spolu s priamkou;

2) fázová napätie aj v miestach porúch podstatne väčší ako nula, iba jedna fáza k fáze napätia sa zníži na nulu, a dva ďalšie hodnota je 1,5 uf, Preto je dvojfázový skrat menej nebezpečný pre stabilitu EPS a pre spotrebiteľov elektrickej energie.

Jednofázový skrat (K (1)). Zemná chyba jednej fázy spôsobuje výskyt len ​​skratového prúdu elektrických sietí  110 kV a vyššia, pracuje s neutrálnymi transformátormi s hluchými uzlami. Povaha prúdov a napätí, ktoré sa vyskytujú pri tomto druhu fázového poškodenia , vysvetľuje obrázok 1.6, a.

Skratový prúd iak  indukované emf EA, prechádza poškodenou fázou zo zdroja napájania G  a vráti sa späť k zemi prostredníctvom uzemnenej neutrálnej jednotky N  transformátory:

(1.5)

Obrázok 1.6. Jednofázová porucha:

a -  schéma; vektorové diagramy prúdov a napätí v mieste poruchy ( b) a na mieste relé P (v), prúdy ( g) a zdôrazňuje ( d) symetrických komponentov v mieste skratu

Indukčné a aktívne odpory v tomto vyjadrení zodpovedajú fázovo-uzemňovacej slučke a líšia sa od hodnôt fázových odporov pre fázovo-fázové skraty. vektor jaak  zaostáva vektor emf EA  pod uhlom   V nepoškodených fázach nie sú žiadne prúdy.

Poškodené fázové napätie   v bode K  UAC = 0 .   Napätia nepoškodených fáz *2 V  a C  rovnaké ako emf týchto fáz:

(1.6)

Vektorový diagram miesta poruchy je znázornený na obrázku 1.6, b, Fázové napätie U ABK =U BK; U BCK =U BK -U CK;U CAK =U CK.

Geometrické súčty fázových prúdov a napätí sú:

Preto je jasné, že fázových prúdov  a napätia obsahujú komponenty IR:

vektor ja0 K  sa zhoduje s fázou ja AK  vektor U0 K  opakom fázy E   a rovná sa 1/3 normálnej hodnoty (do hodnoty KZ) napätia poškodenej fázy :

U0 K = - 1/3E A = -1/3U , prúd ja0 K  prekročí napätie U0 K  o 90 °.

Vektorový diagram v bode P  pre K (1) je zobrazené na obrázku 1.6, v, Fázový prúd   zostáva nezmenená. Poškodené fázové napätie

vektor U AP  je pred nami jaak  pod uhlom φк =arctg (Xl (1) /Rl (1)).

Napätia nepoškodených fáz V  a C  nemeníte: U BP =E B; U CP =E C, Fázové napätie UABPUACP  a zvýšiť. Vektory ja0 P  a U0 P  sú rovnaké:

Ako vyplýva z diagramu, U oP U okmodulo a posun vo fáze kvôli prítomnosti aktívnej rezistencie RKP (1)  (Fáza voči zemi). Poznamenávame niektoré vlastnosti vektorových diagramov (obrázky 1.6, b  a v):

1) prúdy a fázové napätie tvoria asymetrický a nevyvážený systém vektorov, čo naznačuje prítomnosť okrem priamych komponentov OP a NP;

2) napätie medzi fázami v bode K  väčšia ako nula, je oblasť trojuholníka tvorená týmito napätimi odlišná od nuly. Jednofázová skratová skratka je najnebezpečnejším druhom poškodenia, pokiaľ ide o stabilitu EPS a prevádzku spotrebičov.

Dvojfázový krátky k zemi  (K (1,1)). Tento druh skratu môže dôjsť aj v sieti so smrteľne neutrálnym (viď Obr.1.2, g). Vektorový diagram pozemskej chyby na zemi dvoch fáz je zobrazený na obr. 1.7 pre body K  a R.

Pod akciou emf EV  a EC  v poškodených fázach V  a C

Aktuálne toky jaBk  a jack  zatváranie cez zem:

(1.8)

V nepoškodenej fáze nie je žiadny prúd:

Súčet prúdov všetkých troch fáz vzhľadom na (1.8) a (1.9) nie je rovný nule: jaAk +jaBk +jaCc =jaK (3) = 3ja0 , celkový prúd obsahuje komponent TM.

V mieste skratového napätia poškodených fáz V  a C, uzavreté na zemi, sa rovnajú nule: UBK =UCK = 0.  Napätie medzi poškodenými fázami je tiež nulové: UBCK = 0, Napätie nepoškodenej fázy UAK  zostáva normálne (ak zanedbáme indukciu z prúdov jaBk  a jack). V tomto bode K  trojuholník napätia medzi fázami (obr.1.7, v) sa premení na čiaru a napätie medzi fázami medzi poškodenými a nepoškodenými fázami U AB  a U CA  znížte na fázové napätie U AK., Schéma prúdov a napätí pre bod P  je skonštruovaný na obr.1.7, b.

V súvislosti s nárastom napätí UBR  a USR  zvýši sa napätie medzi fázami, zvýši sa plocha trojuholníka medzi fázovými napätiami a napätie poklesu napätia:

   Obrázok 1.7. Dvojfázový skrat na zemi:

a - schéma; vektorové diagramy prúdov a napätí na mieste poruchy a na mieste relé P (b); reziduálneho napätia a fázových napätí na mieste poruchy ( v) a v bode P (g)

Vektorové diagramy pre dvojfázové zemné chyby majú nasledujúce funkcie:

1) prúdy a napätia sú asymetrické a nevyvážené, čo spôsobuje vznik okrem priamych komponentov NP a OP;

2) kvôli prudkému poklesu napätia na mieste poruchy, tento druh poškodenia po K (3) je najťažší pre stabilitu elektrického systému a spotrebiteľov elektrickej energie.

Dvojitá zemná chyba (K (1)).  Podobná chyba sa vyskytuje aj v sieti s izolovaným neutrálnym uzemnením alebo uzemneným reaktorom na potlačenie oblúka. Dvojité uzatvorenie znamená zemnú chybu na dvoch fázach v rôznych bodoch siete (K1  a K2  na obrázku 1.8). Pod vplyvom rozdielu v emf poškodených fáz EV-EC  vo fázach V  a C  prúdy K3 jaBk  a jack, ktoré sa uzatvárajú na zemi v bodoch K1  a K2.  V týchto bodoch a v poškodených fázach majú prúdy rovnakú hodnotu a opačnú fázu: jaBq =- jack; nepoškodený prúd fázy A jaAK = 0.

Vektorový diagram prúdov medzi zdrojom napájania a najbližším poruchovým bodom (bod K1) bude rovnaká ako pri dvojfázovom skrate bez zeme (pozri odsek 1.3, obr. 1.5). Súčet fázových prúdov v tejto sekcii je nula ( jaAk +jaBq =jaCc = 0), preto vo fázových prúdoch nie sú žiadne komponenty TM.

Na časti elektrického vedenia medzi zemnými bodmi K1  a K2  v podmienkach jednosmerného napájania prúdi poruchový prúd iba v jednej fáze (fáza V  na obr. 1.8), t.j. rovnakým spôsobom ako pri jednofázovom skrate (pozri časť 1.3). Vektorový diagram celkových prúdov a napätí na tomto úseku je analogický diagramu pre jednofázové poruchy (pozri obr. 1.6, b Vzájomná indukcia EMF zvyšuje napätie nepoškodených fáz a znižuje uhol fázového posunu medzi nimi (0 Δ E  sa nezohľadňuje.

Pri jednofázových skratoch sa narušuje symetria prúdov a napätí trojfázového systému. Na základe metódy symetrických komponentov je asymetrický jednofázový skrat nahradený troma trojfázovými podmienkovo ​​symetrickými krátkymi uzávermi pre symetrické zložky rôznych sekvencií. Prúd jednej fázy sa skladá z troch komponentov - priamka (I 1), spätná (I 2) a nulová (I 0) sekvencia. Odolnosť prvkov tiež pozostáva z odporov priamky (R 1, X 1, Z 1), inverzných (R 2, X 2, Z 2) a nulových sekvencií (R 0, X 0, Z 0). Okrem elektrických odporových strojov sú dopredné a reverzné sekvencie prvkov navzájom rovné (R 1 = R 2, X 1 = X 2) a sú rovnaké ako ich hodnoty pre trojfázový skrat. Odolnosť nulovej sekvencie je zvyčajne oveľa väčšia ako odpor posunu dopredu a dozadu. V praktických výpočtoch sú prijaté pre trojžilové káble :; pre prípojnice:   [L.7]; pre nadzemné vedenia :; [L.4].

pre výkonové transformátory, majúci obvod pripojenia na vinutie D ¤ Y n, odpor nulovej sekvencie sa rovná odporu priamej sekvencie. Pre transformátory s schémou pripojenia na vinutie, Y ¤ Y a odolnosť nulovej sekvencie výrazne prevyšujú odpor priamej sekvencie.

Jednofázový skratový prúd je určený:

Tu: - priemerné menovité napätie siete, v ktorej došlo k poruche (400 V); - celkový výsledný odpor nulovej sekvencie vzhľadom na chybový bod, mΩ.

Výsledná odolnosť poruchového obvodu je určená, mΩ:

Tu: - ekvivalentná indukčná odolnosť vonkajšieho systému k napájaciemu transformátoru 6-10 / 0,4 kV, vzťahujúca sa na stupeň LV, mOhm;

  - odpor priamej sekvencie krokového zostupu transformátora, mΩ;

  - odpor reaktora, mΩ;

  - odolnosť prípojnice, mΩ;

  - odolnosť káblových vedení, mΩ;

  - odolnosť voči nadzemným vedeníam, mΩ;

  - odpor prúdových cievok automatické prepínače, mΩ;

  - odpor prúdových transformátorov, mΩ;

  - prechodový odpor pevných kontaktných spojov a pohyblivých kontaktov, prechodový odpor oblúka v mieste poruchy, mΩ;

  - nulová odolnosť stupňovitého transformátora, mΩ;

  - odolnosť zbernice, n = 0, mΩ;

  - aktívny a induktívny odpor nulovej série kábla, mΩ;

  - Odolnosť nulovej sekvencie nadzemné vedenie, mOhm.

Pri danom systéme napájania (obrázok 4) je potrebné určiť hodnoty periodický prúd  pre dané body pre trojfázový a jednofázový skrat (metódou symetrických komponentov).

Obrázok 4. Schéma výpočtu a schéma náhrady

1. Podľa výpočtovej schémy tvoríme náhradný okruh (obrázok 4).

2. Zistili sme odpor prvkov skratu v menovaných jednotkách (mΩ).

2.1. Indukčný odpor externého systému na napájací transformátor 10 / 0,4 kV (obvody vysokého napätia) (ak nie je známe napätie na skratoch na hornej strane transformátora, môžete ho prijať).

  ; miliohmoch.

2.2. Aktívny a induktívny odpor napájacieho transformátora (odpor vpred a vzad:   ,; odpor nulového post-

zákona), [L. 7]:

2.3. Odolnosť zberníc 0,4kV.

Pri plochých medených prípojniciach s rozmermi 80 x 10 mm (pri strednej geometrickej vzdialenosti medzi fázami 15 cm) sa špecifická aktívna a induktívna odolnosť striedavý prúd  pre priame a reverzné sekvencie sú rovnaké, [A.6]. Pre nulovú sekvenciu [L.7]:

Aktívne a indukčné odpory troch zberníc 0,4 kV priame, reverzné a nulové sekvencie:

Celková odolnosť všetkých troch zberníc:

2.4. Aktívny a induktívny odpor káblov.

Špecifické aktívne a indukčné odpory jednotlivých káblov priameho, reverzného a nulového posunu (metodické pokyny):

Hodnoty aktívnej a indukčnej odolnosti káblov:

2.5. Aktívne a indukčné odpory ističov (vrátane odporu prúdových spúšťacích cievok a kontaktných prechodových odporov) [L.7].

Celková odolnosť všetkých automatov:

3. Prúd jednéhofázového skratu pre bod "K 1".

Výsledný aktívny a induktívny odpor skratového obvodu s jednoslakovým skratom v bode "K 1":

Jednofázový skratový prúd v bode "K 1":

4. Trojfázový skratový prúd pre bod "K 1".

Výsledný aktívny a induktívny odpor skratového obvodu s trojfázovým skratom v bode "K 1":

Trojfázový skratový prúd v bode "K 1":

4. Pokyny na výpočet skratových prúdov a výber elektrických zariadení. / Ed. BN Neklepaeva. - Moskva: Izd. NC ENAS, 2001. - 152 s.

5.Kulikov Yu.A. Prechodné procesy v elektrických systémoch / Yu.A. Kulikov.- Novosibirsk: Izd., NSTU, 2002.-283p.

6. Príručka o návrhu elektrickej energie, elektrických vedení a sietí. / Ed. YM Bolshama, V.I. Krupovich, M.L. Samover. Ed. 2., Pererab. a ďalšie. - Moskva: Energia, 1974. - 696 c.

7. Príručka o návrhu elektrickej energie. / Ed. YG Barybina a kol. - Moskva: Energoatomizdat, 1990. - 576 p.

8. Adresár dodávok elektriny priemyselných podnikov, Pod spoločnosťou. Ed. AA Fedorova a G.V. Serbinovsky. V 2 knihách. Kniha 1. Informácie o návrhu a kalkulácii. - Moskva: Energia, 1973. - 520 s.

9. Pravidlá pre inštaláciu elektrických inštalácií. - 6. ed. - Petrohrad: Dean, 1999. - 924p.

DODATOK A