TASARIM İŞİ

konu:  "İKİ FAZLI KISA DEVRE HESABI"

İşin amacı: Elektrik devrelerinde kısa devrelerin hesaplanmasında becerilerin geliştirilmesi.

Seçenek numarası 2.

Görev numarası 1.Şekil 1 iki fazlı bir diyagramı göstermektedir kısa devre. tanımlayın:

1. İki fazın direkt dizisinin empedansı (2Zφ);

2. Kısa devre akımı (Iк);

3. Faz EMF (EA).

İki fazlı kısa devre voltajı, şebekenin herhangi bir noktasında sıfır dizi bileşenleri içermediğinden, aşağıdaki koşulun sağlanması gerekir:

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

Şek. 1. İki fazlı kısa devre devresi

İlk veriler:  Z, = 25 Ohm; Z = 15 Ohm; EBU = 90 V; UVK = 100 V

çözeltiler hareket:

Şekil 1, fazlar arasındaki metalik kısa devreyi göstermektedir Içinde  ve C  LEP. Arasındaki eylemin altında faz emf EMU  (Şek. 1) kısa devre akımları var benBk  vebenck.

Değerleri aşağıdaki formüle göre belirlenir:

benK(2) = DAÜ /2 ZF, (1)

nerede 2 ZF  - İki fazın doğrudan dizisinin empedansı.

Direkt sekansın empedansı 2 ZF  aşağıdaki formüle göre belirlenir:

2 ZF= ZIçinde+ ZC, (2)

nerede ZIçinde, ZC  - sırasıyla B ve C fazlarının empedansı.

1.   Formül (2) 'ye göre, iki fazın (2Zφ) direk dizisinin empedansını belirleriz:

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

2.   Formül (1) kullanarak, iki fazlı kısa devrenin akımını belirleriz:

benK(2) = 90 V / 40 Ω = 2.25 A.

Hatalı fazlardaki akımlar değerde eşittir, fakat fazda zıttırlar ve hasarsız fazdaki akım sıfırdır (yük dikkate alınmadığında): benBk= benck, IA = 0.

İki fazlı arıza ile sıfır dizi akımı (NP) yoktur, çünkü üç fazın akımlarının toplamıdır. ben bir+ ben B+ ben C= 0 .

Hasarsız fazın gerilimi bir  ağın herhangi bir noktasında aynıdır ve emf fazına eşittir: U bir= E bir. Arıza noktasında metalik kısa devrede faz-faz gerilimi beri U M.Ö.için= U Biçin – U Ciçin  = 0, sonra U Biçin = U Ciçin,

yani, arıza yerinde hasarlı fazların faz gerilimleri mutlak değerde eşittir ve faza denk gelir.

İki fazlı kısa devre için faz gerilimleri NP'nin bileşenlerini içermediğinden, ağın herhangi bir noktasında aşağıdaki koşulun sağlanması gerekir:

Hataların yerine U BK= U CK  ve U AK= E bir, bulduk

(3)

Sonuç olarak, arıza yerinde, hasarlı her fazın voltajı, hasarsız fazın voltajının yarısına eşittir ve buna işaretin karşısındadır.

3. Formülden (3), hasarsız fazın (EA) faz EMF'sini belirleriz:

EA =–  UBK / 2.

EA =– 100 V /2 = – 50 V.

İki fazlı kısa devrelerin iki özelliği vardır:

1) akım ve gerilimlerin vektörleri, NP bileşenlerinin olmadığını gösteren asimetrik fakat dengeli bir sistem oluşturur. Dengesizliğin varlığı, akımların ve voltajların düz bir çizgi ile birlikte negatif dizi bileşenlerine (OD) sahip olduğunu gösterir;

2) faz voltajları da sıfırdan önemli ölçüde daha büyük hata konumda, gerilim faz sadece bir faz sıfıra indirilmiştir, ve diğer iki değeri 1.5 olan UF. Bu nedenle, iki fazlı kısa devre arızası, EPS ve elektrik tüketicilerinin üç fazlı bir sistemden daha az tehlikeli olmasından dolayı daha az tehlikelidir.

Görev numarası 2.

	Gerilim trafosunun yıldıza bağlantısının bir diyagramını çizin. Bu şemanın çalışmalarını açıklar.

GOST 11677-75'e göre, transformatörlerin primer ve sekonder sargılarının başlangıcı ve bitleri belli bir sırayla belirlenir. Tek fazlı transformatörlerin sarımı, A, a harfleri ve X, x ile sonlanır. Büyük harfler daha yüksek sarımlara ve küçük olanlara düşük voltajın sargılarına işaret eder. Transformatör birincil ve ikincil ek olarak bir ara gerilim sarma üçüncü ise, kendi başlangıç ​​Am belirlemek ve Xm sona erer.

Üç fazlı transformatörlerde, sarımların uçları ve uçları şunları belirtir: A, B, C; X, Y, Z - daha yüksek voltaj; Am, Bm, Cm; Xm, Ym, Zm - ortalama stres; a, b, c; x, y, z - düşük voltaj. sargının başında değil de başka bir bileşik, faz içinde bir yıldız ile üç fazlı bir transformatör bazen yani. E. ortak nokta sargıların uçlarının bağlanması, çıkışı ve nötr olan. О, Оm ve о ile gösterilir. Şekil 1, a, b, üç fazlı transformatörler için tasvir edildiği gibi, yıldız ve üçgendeki sargıların bağlantı şemalarını göstermektedir.

DIV_ADBLOCK258 "\u003e

a - E1 ve E2'nin emfleri faza denk gelir; b - emfler E1 ve E2, 180 ° 'lik faz kaymasıdır; 1 - birincil sargının dönüşü; 2 - dönüş sekonder sargı

Şekil 2 - Vektörlerin açısal yer değiştirmesi elektromotor kuvvetler  sarımın sonuna bağlı olarak

Şimdi sekonder sargıda bobin başlangıcını ve sonunu belirlediğimizi varsayalım (Şekil 2, b). Fiziksel rehberlik süreci emf değişiklik yok olmaz, ancak emk bobin yönünde uçlarında ilgili olarak, yani o başından sonuna kadar amaçlayan değildir, tersine, ve tersi - .. üstüne (x) sonunda (a). Bobin 1'de hiçbir şey değişmediğinden, emflerin E1 ve E2'nin 180 ° faz kayması olduğunu varsaymalıyız. Böylelikle, uçların adlandırılmasında basit bir değişiklik, emf vektörünün sargıda 180 ° açılı bir açısal yer değiştirmesine eşdeğerdir.

Bununla birlikte, birincil ve ikincil sargıların başlangıç ​​ve bitişlerinin aynı olduğu durumlarda emfin yönü de değişebilir. Gerçek şu ki, transformatörün sargıları sağ ve sol tarafından gerçekleştirilebilir. Sargı doğru olarak adlandırılır, eğer sargıları sarımda saat yönünde ise, yani sağ vida hattında istiflenirse (Şekil 3, üst sarım). dönüşler halinde bir saat yönünün tersine sarma işlemi sırasında, sol kıvırma olmasıdır. E. sol helezon (alt bobin bakınız Şekil 3) yerleştirilir.

Şekil 3 - Sarımların sarım yönüne bağlı olarak EMF vektörlerinin açısal yer değiştirmesi

Şekilde görülebileceği gibi, her iki sargı da uçların aynı şekilde adlandırılmasına sahiptir. Sargıların aynı akış tarafından delinmesinden dolayı, her dönüşte emf yönü aynı olacaktır. Bununla birlikte, her bir bobin seri olarak bağlanmış olan sargı farklı sarma yönü toplam emf dolayı farklıdır: ucuna bir X baştan yönlendirilmiş primer elektromotor kuvveti ve ikincil - bir başlangıcına ucundan x. Böylece, uçların aynı şekilde tanımlanması durumunda bile, birincil ve ikincil sargıların emfı, 180 ° 'lik bir açı ile kaydırılabilir.

Tek fazlı bir transformatörde, sarım emfinin vektörleri ya çakışabilir ya da zıt yönde olabilir (Şekil 4, a, b). Böyle bir transformatör tek başına çalışıyorsa, tüketiciler için emfin sargılarına nasıl yönlendirildiği önemli değildir. Ama eğer üç tek fazlı transformatör bir hat üzerinde birlikte çalışıyorsa üç fazlı akımDaha sonra, düzgün çalışması için, her biri emk vektörleri yönlendirilmiş ya da Şekil 4a'da gösterildiği gibi veya Şekil 4b'de gösterildiği gereklidir.

a, b - tek fazlı; üç fazlı

Aynı ölçüde, bu her üç fazlı transformatör için geçerlidir. tüm safhalarında emk birincil sargıları aynı yönde ve ikinci sarma yönü emf zorunlu olarak özdeş (Şekil 4c) olması gerekir. Açıktır ki, sekonder sargılarda, sarım yönü ve uçların atanması da aynı olmalıdır.

Meme yanlış bir sarma yönüne ya da tüketiciler tarafından elde edilen yanlış bağlantı ucu gerilim sarma zaman hızlı bir düşüş ve normal çalışma rahatsız. Bazı transformatörlerin, aynı anda, lineer emfler arasındaki fazın farklı olduğu bir şebekeden aynı anda çalıştığı durumlarda, özellikle elverişsiz koşullar ortaya çıkar. tüketicilere kesintileri önlemek için, bazı özel açısal yer değiştirme vektörleri EMF sargıları ile transformatörleri olmalıdır.

Emf vektörlerinin ve aralarındaki açısal yer değiştirmelerin yönleri, genellikle sarma bağlantıları gruplarıyla karakterize edilir. Uygulamada, açısal yer değiştirme vektörleri 30 ° ile çarpıldığında, açı gecikme vektörleri verir sayısı YG sargısı emf belirlenmiş vektörler ile ilgili olarak LV ve MV sargı emf. Bu numaraya transformatörün sarım grubu denir.

Böylelikle, sarım vektörleri, doğrultuda (açısal yer değiştirme 0 °) çakıştığı zaman, bileşik 0 grubu elde edilir (Şekil 4, a). Açısal yer değiştirme 180 ° (Şek. 4, b) grup 6'ya karşılık gelir (30 x 6 = 180 °). Gördüğümüz gibi, tek fazlı transformatörlerin sargılarında, sadece böyle açısal yer değiştirmeler olabilir, bu yüzden sadece 0 ve 6 bileşik grubu mümkündür. Tek fazlı transformatörlerin kısalma için sarım bağlantıları I / I-0 ve I / I-6'dır.

Üç fazlı transformatör sargılarının bir yıldız bağlanmış olabilir veya üçgen 12 ila 30 ° 'lik bir 0 ° ila 360 doğrusal faz kayması emk vektörlerinin çeşitli gruplarla oluşturulabilir. Rusya'daki on iki olası bileşik grubundan, iki grup standartlaştırılmıştır: 11 ve 0, 330 ve 0 ° faz kaymaları.

Örneğin, Y / Y ve Y / Δ bağlantı şemalarını düşünün (Şekil 5, a, b). Bir çubuk üzerinde bulunan sargılar; Tüm sargıların (birincil ve ikincil) sarılması aynı olacaktır; faz emfinin yönleri, oklarla gösterilmiştir.

Şekil 5 - tüp içinde bileşiklerin grubundan hazırlanması - EMF vektör faz C yatay konumda olacak şekilde yıldız (a) birinci sargı (Şekil 5a) ve EMF bir vektör diyagramını kurmak. A ve B vektörlerinin uçlarını bağlayarak, lineer emf EAB (AB) vektörünü elde ederiz. Sekonder sargının emfinin bir vektör diyagramını oluşturuyoruz. birincil ve ikincil sargılarının emk yönü sekonder sargısı faz vektörleri aynı emf olduğu sarma mukabil primer vektörler paralel oluşturun. bir A noktasına vektör EAB (ab) 'a ve b ve takmak noktaları bağlanarak, doğrusal EMF birincil ve ikincil sargılar arasındaki açısal yer değiştirme, ilk örnekte, sargılar 0 Bu bileşik grubu olarak belirtilen Böylece, 0'a eşit olduğu görülmektedir: Y / in -0 , "sonuç çıkarılmış nötr olan yıldız" okunur.

İkinci örneği dikkate alarak (Şekil 5, b), birincil sargının emfinin vektör diyagramının, önceki örnekte olduğu gibi oluşturulduğunu görürüz. sekonder sargısının bir vektör diyagramıdır elektromotor kuvveti oluştururken bir üçgen ve lineer faz emf bağlı zaman büyüklük ve yönü içinde denk olduğu hatırlanmalıdır.

Birincil sargının vektör C'sine paralel olarak onu yönlendiren faz c'nin vektör emfini oluşturuyoruz. (Puan de) iletken fazı ve EMF vektör b ucundan, bu nedenle, bir vektör için, faz b emf vektör paralel yapmak için V faz b sonu, başlangıç ​​fazı ile bağlı olan ve vektörün ucundan böylece son aşaması (z nokta), faz b başlangıcı ile bağlantılıdır vektöre paralel A. Oluşan kapalı üçgeninde abc, vektör ab doğrusal emf  Eab. Eab vektörünü A noktasına eklediğimizde, EAB vektörüne göre ileriye doğru 30 ° kaydırıldığını görürüz. Sonuç olarak, vektör Eab, emf sarma HV'nin vektöründen 330 ° (30 ° x 11 = 330 °) kadardır. Yani, bu örnekte, sarım grubu 11. Bu Y / Δ-11 olarak adlandırılır: "yıldız üçgen-on bir".

Üç sargılı bir transformatörde, sarım grubu benzer şekilde tanımlanır; sargılar çift olarak kabul edilirken: birincil ve diğer ikisinden biri. Eğer ortak bir tanımı Yn / Y / Δ - 0 -, aşağıdaki gibi :. 11, daha sonra okunmalıdır "- yıldız - delta - yıldız nötr türetilen sıfır - 11" LV sarma yıldız - - Bu olarak üç sarma transformatör BH sıfır noktası, sargı CH çıkan bir yıldız bağlanmış bir bobin demektir bir üçgen bileşik BH bir grup, ve CH sargılar - sıfır sarma YG ve AG - 11.

Eğer Ancak bu grupların dağılımı ve son derece nadir bulmuyorum 1'den 10'a diğer grupları alabilir, 0 ve 11. (dairesel hareket notasyonu ile) Tüm tayin değiştirme - Biz grubun sadece iki bileşiklerini kabul var. Rus yalnızca üç grup standardize: - 0, E / Δ - Y / Y üç fazlı transformatörler 11, G / I - 0 - tek fazlı transformatörler için.

Referanslar

1. ve diğer Elektrik mühendisliği.,: Proc. üniversiteler için el kitabı. - Moskova: Energoatomizdat, 2007. - 528 p., İ.

2., Nemtsov: Proc. üniversiteler için el kitabı. - 4. baskı, Pererab. - Moskova: Energoatomizdat, 2009. - 440 p., İ.

3. Endüstriyel Elektroniklerin Temelleri: Elektroteknik Olmayanlar İçin Bir Ders Kitabı. Spec. üniversiteler, M. Knyazkov, E. Krasnopolsky, ed. . - 3. baskı, Pererab. ve ek. - M .: Yüksek öğrenim. shk., 2006. - 336 p., hasta.

4. 3 kitapta elektrik mühendisliği ve elektronik. Ed. Kitap 1 Elektrik ve manyetik devreler. - M .: Yüksekokul. - 2006

5. 3 kitapta elektrik mühendisliği ve elektronik. Ed. Kn.2. Elektromanyetik cihazlar ve elektrik makineleri. - M .: Yüksekokul. - 2007

Üç fazlı kısa devre akımı   tedarik ağından kiloamper cinsinden aşağıdaki formülle belirlenir:

u Н НН - ortalama nominal faz-faz voltajı, temel olarak alınır; 0.4 kV ağlar için, baz voltaj 400 V'dir;

Devrenin üç fazlı kısa devre noktasına olan toplam direncini, direk dizinin direncidir ve milyonda formülle belirlenir:

burada Rı, devrenin kısa devre noktasına olan toplam aktif direnci, mΩ;

X 1Σ - kısa devre noktasına toplam endüktif direnç, mΩ.

Toplam aktif direnç, aşağıdaki elemanların direncini içerir:

Toplam endüktif direnç, aşağıdaki elemanların direncini içerir:

İki fazlı K3 akımıaşağıdaki formüle göre kilometre cinsinden belirlenir:

,

referans olarak kabul edilen ortalama nominal faz-faz voltajı nerede, V;

ve - ileri ve geri dizilerin dirençleri toplamı ve eşdeğerde mΩ.

İfade (19) şöyle yazılabilir

=,

devrenin iki fazlı kısa devre için K3 pozisyonuna empedansı, mΩ.

,

Tek fazlı kısa devre akımı aşağıdaki formüle göre belirlenir:

Sıfır dizisinin toplam aktif ve indüktif direnci sırasıyla K3 pozisyonuna, mΩ.

36. Cihazların termal direnci.

Termal direnç elektrik aparatı   onlara zarar vermeden dayanma, daha fazla iş yapılmasını önleme, belirli bir sürenin akım taşıyan kısımlarından akan akımların termal etkisi. Termal stabilitenin kantitatif özelliği, belli bir süre boyunca akan termal direncin akımıdır. En yoğun olanı, akımların anma akımlarına kıyasla on kat artabildiği kısa devre modudur ve ısı kaynaklarının gücü yüzlerce kez arttırılabilir.

37. Cihazların dinamik stabilitesi

Elektrodinamik kararlılık   aparata direnme yeteneği denir elektrodinamik kuvvetler  Kısa devre akımlarının geçişi sırasında ortaya çıkan (EDE). Bu değer ya doğrudan akımın genlik değeriyle ifade edilebilir. ben gürültü  aparatın detaylarındaki mekanik gerilimlerin kabul edilebilir değerlerin sınırlarını aşmadığı veya bu akımın genliğe göre çokluğunun olduğu anma akımı. Bazen kısa devre başlangıcından sonra elektrodinamik direnç akımın akım değerleri ile bir periyotta (T = 0.02 s, f = 50 Hz) değerlendirilir.

38. Kısa devre akımlarının hesaplanma sırası.

Kısa devre (KZ), farklı fazların veya potansiyellerin canlı parçalarının birbirine veya güç şebekelerinde veya elektrik alıcılarında toprağa bağlı ekipmanın gövdesine bağlanmasıdır. Çeşitli nedenlerden dolayı kısa devre oluşabilir, örneğin, yalıtım direncinin bozulması: nemli veya kimyasal olarak aktif bir ortamda; kabul edilemez ısıtma veya yalıtımın soğutulması ile; yalıtımın mekanik bozulması. Operasyon, bakım veya onarım vb. Sırasında personel tarafından hatalı işlemlerin sonucu olarak kısa devre de oluşabilir.

Kısa devre durumunda, akım yolu "kısaltılmış", çünkü yük direncini devre dışı bırakan devre boyunca ilerler. Bu nedenle, akım koruma cihazı altında devre gücü kapanmazsa, akım kabul edilemez değerlere çıkar. Uzak bir noktada kısa devre oluştuğunda ve dolayısıyla direnç durumunda bir koruma cihazı olsa bile gerilim kesilemez elektrik devresi  çok yüksek olacak ve bu sebeple mevcut değer koruma cihazını tetiklemek için yeterli olmayacaktır. Fakat bu büyüklükteki bir akım, örneğin telleri ateşlemek için tehlikeli bir durum yaratmak için yeterli olabilir. Kısa devre akımı ayrıca elektriksel cihazlar üzerinde iletken bir elektrodinamik etki oluşturur - iletkenler ve parçaları yüksek akımlarda meydana gelen mekanik kuvvetlerin etkisi altında deforme olabilir.

Yukarıdakilerden devam edilerek, koruma cihazları, kurulum yerindeki kısa devre akımının (kA'da belirtilen elektrodinamik mukavemet) büyüklüğünün koşullarına göre seçilmelidir. Bu bağlamda, bir koruma cihazı seçerken, elektrik devresinin kısa devre akımını (TKZ) hesaplamak gerekir. Kısa devre akımı için tek fazlı devre  formülü ile hesaplanabilir:

ik kısa devre akımıdır, Uf ağın faz voltajıdır, Zn döngü (faz) faz-sıfırın direncidir, Zm düşük voltaj tarafındaki transformatörün faz sargısının empedansıdır.

rn, kısa devrenin bir telinin direncidir.

nerede ro özdirenç  iletken, L iletkenin uzunluğu, S iletkenin kesit alanıdır.

Xp, bir kısa devrenin bir telinin endüktif direncidir (genellikle 0.6 ohm / km'de alınır).

Trafo kısa devre gerilimi (Un'un% 'si olarak):

Bu nedenle transformatörün faz sargısının empedansı (Ohm):

burada Uкз - transformatörün kısa devre gerilimi (UARA'nın% cinsinden) referans kitaplarında verilmiştir; un - anma gerilimi   Transformatörün trafonun anma akımı da dizinlerden alınmıştır.

Hesaplamalar tasarım aşamasında gerçekleştirilir. Pratikte zaten mevcut tesisler  Giriş verilerinin eksikliğinden dolayı bunu yapmak zordur. Bu nedenle, kısa devre akımını hesaplarken, çoğu durumda, transformatör Zm'nin faz sargısının direncini 0'a (gerçek değer ≈ 1 ∙ 10-2 Ohm) almak mümkündür:

Bu formüller ideal koşullar için uygundur. Ne yazık ki, Rn zincirinin aktif bileşenini arttıran büküm vb. Gibi faktörleri hesaba katmazlar. Bu nedenle, sadece "faz-sıfır" döngüsünün direncinin anlık ölçümü, doğru bir resim verebilir.

39. Açma akımı, akım ayar noktası, devre kesicinin kesme akımı.

salıverme

Devre kesicinin elektromanyetik devre kesicisinden akan akım, devre kesicinin anma akımı üzerinden, genellikle korunan kablolarda kısa devre olması durumunda, makinenin kapatılmasına yol açar. Kısa devre, cihaz tarafından dikkate alınan çok hızlı artan yüksek akıma karşılık gelir. elektromanyetik salınımBu, devre kesicinin açma mekanizmasının, serbest bırakma solenoidinin bobini boyunca akan akımın hızlı bir artışı ile pratik olarak anında etkilenmesine izin verir. Elektromanyetik salınımın çalışma hızı 0.05 saniyeden azdır.

ayar noktası   Ölçekteki akım fabrika tarafından işaretlenir; Tabloda, her yerde, özel olarak belirlenmiş durumlar dışında, bu, seyahat ünitesinin anma akımının yüzdesi olarak belirtilir. Ölçekte belirtilen alt ve üst sınırlar arasında, ayarlar sorunsuz bir şekilde ayarlanır.

Kırpma eo zaman makinenin anlık çalışmasına neden olan akımın minimum değeri).

Vektör diyagramları oluşturmak için amaç ve koşullar.Rölenin çalışma koşullarını anlamak için, bunlara uygulanan gerilimlerin ve akımların vektör diyagramlarını kullanmak uygundur. Aşağıdaki ilk varsayımlar, vektör şemalarının oluşturulması için temel olarak kullanılmıştır: basitlik için, bir yükün yokluğunda tek taraflı güç kaynağı ile bir güç hattındaki kısa devrenin başlangıç ​​momenti dikkate alınır (Şekil 1.3, ve); Akımlar ve gerilimler arasındaki faz kaymasının gerçek açılarını elde etmek için, gerilim düşümü sadece endüktif değil, aynı zamanda aktif dirençte de dikkate alınır. R, devre arızası; Hata yerini sağlayan elektrik sistemi, faz emfiyle bir eşdeğer jeneratör ile değiştirilir. Ebir, EIçinde, ECsimetrik ve dengeli bir temsil *1   Akım ve voltaj vektörlerinin oluşturulduğu bir vektör sistemi.

grafik metalik hatalarını basitleştirmek için, ki burada arıza kaynağı, sırasıyla kabul pozitif EMF olan ve yollar, genelde kabul pozitif akım yönüne denk bir gerilim düşüşü ile ilgili prinimaetsyaih yönde akımlarının pozitif doğrultusu için hata noktası rp = 0 kontak direnci.

Vektör diyagramı  üç fazlı kısa devrede.  Şekil 1.4'te, ve  üç fazın metalik kapamasının noktada oluştuğu bir iletim hattı gösterilir. K.  Vektör diyagramının oluşturulması (Fig.1.4, b) faz emf ile başlar Ebir, EIçinde, EC. Faz emfs eylemi altında, her fazda bir kısa devre akımı görünür:

nerede EF  - Sistemin faz EMF'si; ZC,RC,XC;ZL.K,RL.K,XL.K  - Sistemin direnci ve güç hattının hasarlı bölümü (Şekil 1.4, ve).

akımlar Iak =IВк =IСк =Ik  karşılık gelen emf ile ilgili bir faz kayması var:

1.4 Şekil. Üç fazlı kısa devre: ve  - şema; b  - akım ve voltaj vektör diyagramı

  Noktasında voltajlar K  sıfıra eşittir: UAk = UBk = UCk = 0. RZ'nin kurulum yerindeki faz gerilimleri, noktada P  (Şekil 1.4, ve), UAP =benAkRL.K +j benAkXL.K  diyagram üzerinde belirlenir (Şek.1.4, baktif dirençte voltaj düşüşlerinin toplamı olarak) benAkRL, vektörle faza denk gelir benAkve reaktansta benAkXLgöre 90 ° kaydırdı benAk. Benzer şekilde vektörler U BPve U CP. Modüller (mutlak değerler) U AP, U BP,U CP  aynı değerlere sahip, bu vektörlerin her biri, bir açıyla aynı ada sahip fazın önündedir φк =arctg (XL.K /RL.K). 55 °, 110 kV - - 60-78 °, 220 kW (fazında bir tel) - 73-82 °, 330 kW (faz iki tel) - 80-85 °, 500 kV 35 kV iletim hatları için, bu açı 45 olan (fazda üç tel) - 84-87 °, 750 kV (fazda dört tel) - 86-88 °. Daha büyük değer φk  enine kesit daha büyük olduğundan, telin daha büyük bir kesitine karşılık gelir R.

   Yukarıda trifaze kısa devre planı arasında aşağıdaki gibidir: 1) akım ve gerilim vektör diyagramıdır, simetrik ve dengeli negatif ve sıfır dizisinin herhangi bir bileşen olduğu için, 2) üç fazlı kısa devre, tüm aralarında keskin bir düşüş eşlik eder. faz gerilimleri  (hem arızaların bulunduğu yerde, hem de yakınında). Sonuç olarak, K (3)  Güç şebekesinin ve elektrik tüketicilerinin paralel çalışmasının istikrarı için en tehlikeli hasardır.

İki fazlı kısa devre.  Şekil 1.5'de, ve  Fazlar arasındaki metal kısa devre Içinde  ve C  LEP. Faz-faz EMF eylemi altında EMU  (Şekil 1,5, ve) kısa devre akımları var IВк veISK.

Onların değerleri formül tarafından belirlenir. IK (2) = EBU / 2ZF,  nerede 2 ZF  - iki fazın direkt dizisinin empedansı 2 ZF =Z +ZC). Hatalı fazlardaki akımlar değerde eşittir, fakat fazda zıttırlar ve hasarsız fazdaki akım sıfırdır (yük dikkate alınmadığında):

Sıfır dizi akımı (NP) K (2)  Üç fazın akımlarının toplamından beri ben A +ben B +ben C = 0.

K. Şekil 1.5'de, b  hasarlı fazlar arasındaki faz EMF ve EMF inşa edilir Egüneş. Kısa devre akımı vektör benkV  onu oluşturan emf arkasında kalıyor

Hasarsız fazın gerilimi bir  ağın herhangi bir noktasında aynıdır ve emf fazına eşittir: U A =E bir. Arıza noktasında metalik kısa devrede faz-faz gerilimi beri U BCк =U Bk - U sc= 0, sonra:

yani Hata noktasındaki hasarlı fazların faz gerilimleri mutlak değere eşittir ve faza denk gelir.

İki fazlı kısa devre için faz gerilimleri NP'nin bileşenlerini içermediğinden, ağın herhangi bir noktasında aşağıdaki koşulun sağlanması gerekir:

Hataların yerine U BK =U CKve U AK =E A,bulduk

  (1.3b)

Sonuç olarak, arıza yerinde, hasarlı her fazın voltajı, hasarsız fazın voltajının yarısına eşittir ve buna işaretin karşısındadır. Diyagram vektöründe U AK  vektör ile çakışır E birve vektörler U BK  ve U CK -  birbirlerine eşittir ve vektöre faz olarak karşıtlardır E bir.

Vektör diyagramı noktasında P  Şekil 1.5'de gösterilmiştir. içinde. Mevcut vektörler değişmeden kalır. Fazların gerilimleri Içinde  ve C  noktada P  eşittir:

Daha fazla nokta P  faydan uzak değil, daha fazla gerginlik: U BCP= U BP– U CP U AP= E bir. Mevcut vektör ben BP  faz-faz geriliminin gerisinde kalıyor U BCP  bir açıda φк =arctg(XL/ R,L) .

İki fazlı kısa devrelerin iki özelliği vardır:

1) akım ve gerilimlerin vektörleri, NP bileşenlerinin olmadığını gösteren asimetrik fakat dengeli bir sistem oluşturur. Dengesizliğin varlığı, akımların ve voltajların düz bir çizgi ile birlikte negatif dizi bileşenlerine (OD) sahip olduğunu gösterir;

2) faz voltajları da sıfırdan önemli ölçüde daha büyük hata konumda, gerilim faz sadece bir faz sıfıra indirilmiştir, ve diğer iki değeri 1.5 olan Uf. Bu nedenle, iki fazlı kısa devre, EPS ve elektrik tüketicilerinin istikrarı için daha az tehlikelidir.

Tek fazlı kısa devre (K (1)). Bir fazın toprak hatası sadece kısa devre akımının oluşmasına neden olur. elektrik ağları  Sağır topraklı nötr transformatörlerle çalışan 110 kV ve üstü. Bu tür faz hasarında görülen akımların ve gerilimlerin doğası bir, Şekil 1.6'yı açıklıyor ve.

Kısa devre akımı IAK  emf tarafından teşvik EA, güç kaynağından hasarlı fazdan geçer G,  ve topraklanmış nötr üzerinden toprağa geri döner N-  transformatörler:

(1.5)

1.6 Şekil. Tek fazlı arıza:

a -  şeması; arıza yerinde akım ve gerilimlerin vektör diyagramları b) ve rölenin bulunduğu yerde P (içinde), akımlar ( g) ve stresler ( dKısa devre yerine simetrik bileşenlerin

Bu ifadedeki endüktif ve aktif dirençler faz-zemin döngüsüne karşılık gelir ve faz-faz kısa devreleri için faz direnç değerlerinden farklıdır. vektör benAk  geride kalıyor emf vektör EA  bir açıda   Hasarsız fazlarda akım yoktur.

Hasarlı faz gerilimi bir  noktada K  UAC = 0 .   Hasarsız fazların gerilimleri *2 Içinde  ve C  bu fazların emfine eşittir:

(1.6)

Arıza yeri için vektör diyagramı Şekil 1.6'da gösterilmiştir. b. Faz-faz voltajları U ABK =U BK; U BCK =U BK -U CK;U CAK =U CK.

Faz akımlarının ve gerilimlerin geometrik toplamları şunlardır:

Bu yüzden açıktır ki faz akımları  ve voltajlar IR bileşenlerini içerir:

vektör ben0 K  ile çakışıyor ben AK  vektör U0 K  fazın tersi E bir  ve hasarlı fazın voltajının normal (KZ'ye kadar) değerinin 1 / 3'üne eşittir bir:

U0 K = - 1/3E A = -1/3U BİR. şimdiki ben0 K  gerilimi aşar U0 K  90 °.

Vektör diyagramı noktasında P  K (1) için Şekil 1.6'da gösterilmiştir, içinde. Faz akımı bir  değişmeden kalır. Hasarlı faz gerilimi

vektör U AP  önünde benAk  bir açıda φк =arctg (Xl (1) /Rl (1)).

Hasarsız fazların gerilimleri Içinde  ve C  değiştirmeyin: U BP =E B; U CP =E C. Faz-faz voltajları UABPUACP  ve artar. Vektörler ben0 P  ve U0 P  eşittir:

Şekildeki gibi, U oP U oKmodulo ve aktif direnç varlığında fazda kaymalar RKP (1)  (Faz-toprak). Vektör diyagramlarının bazı özelliklerine dikkat çekiyoruz (Şekil 1.6, b  ve içinde):

1) Akımlar ve faz gerilimleri, OP ve NP'nin doğrudan bileşenlerine ek olarak mevcudiyete işaret eden asimetrik ve dengesiz bir vektör sistemi oluşturur;

2) noktada faz-faz gerilimleri K  Sıfırdan büyük, bu voltajlar tarafından oluşturulan üçgenin alanı sıfırdan farklıdır. Tek fazlı kısa devre arızası, EPS'nin kararlılığı ve tüketicilerin çalışması açısından en az tehlikeli hasar türüdür.

Yeryüzüne iki fazlı kısa devre  (K (1,1)). Bu tür kısa devre sadece ölümcül nötr olan bir ağda da meydana gelebilir (bkz. Şekil 1, 2). g). İki fazın zeminindeki toprak arızasının vektör diyagramı, Şekil 1.7'de noktalara gösterilmiştir. K  ve R.

Emf eylemi altında EIçinde  ve EC  hasarlı fazlarda Içinde  ve C

Akım akar benBk  ve benck  yerden geçerek:

(1.8)

Hasarsız fazda, akım yoktur:

(1.8) ve (1.9) 'a göre üç fazın tüm akımlarının toplamı sıfıra eşit değildir: benAk +benBk +benCc =benK (3) = 3ben0 Toplam akımlar TM bileşenini içerir.

Hasarlı fazların kısa devre gerilimi yerine Içinde  ve C, toprağa kapalı, sıfıra eşittir: UBK =UCK = 0.  Hasarlı fazlar arasındaki voltaj da sıfırdır: UBCK = 0. Hasarsız fazın gerilimi ÜAK  normal kalır (akımlardan indüksiyonu ihmal edersek benBk  ve benck). Noktada K  faz-faz gerilimlerinin üçgeni (Şek.1.7, içinde) bir hatta dönüştürülür ve hasarlı ve hasarsız fazlar arasındaki faz-faz voltajları U AB  ve U CA  faz gerilimine düşme U AK.. Nokta için akım ve voltaj diyagramı P  Şekil.1.7'de inşa edilmiştir. b.

Stres artışı ile bağlantılı olarak UBR  ve USR  faz-faz gerilimleri artar, faz-faz gerilimlerinin üçgenin alanı artar ve voltaj düşüşü düşer:

   Şekil 1.7. Yeryüzüne iki fazlı kısa devre:

ve - şema; arıza yerinde ve rölenin konumunda akım ve gerilimlerin vektör şemaları P (b); Arıza konumunda kalan gerilim ve faz gerilimleri içinde) ve noktada P (g)

İki fazlı toprak arızaları için vektör diyagramları aşağıdaki özelliklere sahiptir:

1) akımlar ve voltajlar, NP ve OP'nin doğrudan bileşenlerine ek olarak ortaya çıkmasına neden olan asimetrik ve dengesizdir;

2) bağlı (3) enerji sisteminin stabilitesi ve elektrik tüketicileri için çok sınırlıdır R sonra arıza hasar bu tip yerinde stres keskin bir azalma.

Çift topraklama hatası (K (1)).  Ağda izole edilmiş bir nötr ile veya ark bastırma reaktöründen topraklanmış benzer bir arıza meydana gelir. Çift kapama, ağdaki farklı noktalarda iki fazda bir toprak hatası anlamına gelir (K1  ve K2  Şekil 1.8). Hasarlı fazların emfindeki farkın etkisi altında EIçinde-EC  fazlarda Içinde  ve C  akımlar K3 ortaya çıkması benBk  ve benck, noktalardan yerden geçerek K1  ve K2.  Bu noktalarda ve hasarlı fazlarda, akımlar fazda eşit ve tam olarak eşittir: benBq =- benck; hasarsız faz A akım benAK = 0.

Güç kaynağı ile en yakın arıza konumu arasındaki noktaların bir vektör diyagramı (nokta) K1) topraksız iki fazlı kısa devre ile aynı olacaktır (bakınız § 1.3, Şekil 1.5). Bu bölümdeki faz akımlarının toplamı sıfırdır ( benAk +benBq =benCc = 0Bu nedenle, faz akımlarında TM'nin bileşenleri yoktur.

Toprak arıza noktaları arasındaki güç hattının kesiti K1  ve K2  Tek yönlü besleme koşullarında, arıza akımı sadece bir fazda akar (faz Içinde  Şekil 1, 8) Tek fazlı kısa devre için olduğu gibi (bkz. Bölüm 1.3). Bu bölümdeki toplam akımların ve voltajların vektör diyagramı, tek fazlı arızaların diyagramına benzerdir (bkz. Şekil 1, 6). b EMF karşılıklı indüksiyon, hasarsız fazların voltajını arttırır ve aralarındaki faz kayma açısını azaltır (0 Δ). E  dikkate alınmaz.

Tek fazlı kısa devrelerle, akımların simetrisi ve üç fazlı sistemin gerilimleri ihlal edilir. Simetrik bileşenlerin yöntemi temelinde, bir asimetrik tek fazlı kısa devre, farklı dizilerin simetrik bileşenleri için üç adet üç fazlı koşullu simetrik kısa kapaklarla değiştirilir. Tek fazlı arıza akımı üç bileşenden oluşur: düz bir çizgi (I 1), bir ters (I 2) ve sıfır (I 0) sekans. Elemanların dirençleri düz çizgi (Rı, Xı, Zı), ters (R2, X2, Z2) ve sıfır sekansların (R 0, X 0, Z 0) dirençlerinden oluşur. Elektrik dirençli makinelere ek olarak, elemanlar için ileri ve geri sekanslar birbirine eşittir (R1 = R 2, X 1 = X 2) ve üç fazlı kısa devre için değerlerine eşittir. Sıfır dizisinin direnci genellikle ileri ve geri dizilerin direncinden çok daha büyüktür. Pratik hesaplamalarda, üç çekirdekli kablolar için benimsenmiştir :; baralar için:   [L.7]; havai hatlar için :; [L.4].

için güç transformatörleriBir sarma bağlantı devresine (D ¤ Yn) sahip olan, sıfır dizinin direnci, doğrudan dizinin direncine eşittir. Bir sarım bağlantısı şemasına sahip olan transformatörler için, Y ¤ Y ve sıfır-dizilim dirençleri doğrudan dizinin direncini önemli ölçüde aşmaktadır.

Tek fazlı kısa devre akımı belirlenir:

Burada: - hatanın meydana geldiği ağın ortalama nominal gerilimi (400 V); - Sıfır dizisinin arıza noktasına göre toplam direnci, mΩ.

Arıza devresinin ortaya çıkan direnci belirlenir, mΩ:

Burada: - harici sistemin LV, mOhm;

  - aşağı inen transformatörün doğrudan dizisinin direnci, mΩ;

  - reaktör direnci, mΩ;

  - Bara direnci, mΩ;

  - direnç kablo hatlarım,

  - havai hatlara direnç, mΩ;

  - mevcut bobinlerin direnci otomatik anahtarlarm,

  - akım trafolarının direnci, mΩ;

  - Sabit kontak bağlantılarının ve hareketli kontakların geçici direnci, ark noktasında arkın geçici direnci, mΩ;

  - aşağı-aşağı transformatörünün sıfır dizi direnci, mΩ;

  - baraların sıfır dizi direnci, mΩ;

  - kablonun sıfır dizisinin aktif ve endüktif direnci, mΩ;

  - Sıfır dizisinin direnci havai hatmOhm.

Verilen bir güç kaynağı sistemi için (Şekil 4), değerlerin belirlenmesi gereklidir. periyodik akım  üç fazlı ve tek fazlı kısa devre için verilen noktalar için (simetrik bileşenler yöntemi ile).

Şekil 4. Hesaplama şeması ve ikame şeması

1. Hesaplama şemasına göre bir yedek devre oluşturuyoruz (Şekil 4).

2. Kısa devreli elemanların adlandırılan birimlerdeki direncini (mΩ) buluyoruz.

2.1. Harici sistemin besleme transformatörü 10 / 0,4 kV'ye karşı indüktif direnci (devreler yüksek voltaj) (eğer transformatörün yüksek tarafındaki kısa devre gücü bilinmiyorsa, kabul edebilirsiniz).

  ; milliohms.

2.2. Besleme transformatörünün aktif ve endüktif direnci (ileri ve geri dizinin direnci:   ,; sıfır sonrası direnç

kanunun :,) [L. 7]:

2.3. Baraların direnci 0,4kV.

80 x 10 mm (fazlar arasında 15 cm geometrik ortalama mesafe) ve indüktif direnç spesifik aktivitesinin ölçüm düz bakır çubukları için alternatif akım  doğrudan ve ters diziler eşittir, [A.6]. Sıfır dizisi için [L.7]:

0,4 kV direkt, ters ve sıfır dizi olmak üzere üç baraya ait aktif ve endüktif dirençler:

Her üç barada toplam direnç:

2.4. Kabloların aktif ve endüktif direnci.

Direk, ters ve sıfır dizilerin tek tek kablolarının özel aktif ve endüktif dirençleri (yöntemsel talimatlar):

Kabloların aktif ve endüktif direnç değerleri:

2.5. Devre kesicilerin aktif ve endüktif dirençleri (akım ayırma bobinleri ve temas direnç dirençleri de dahil olmak üzere) [L.7].

Tüm otomatların toplam dirençleri:

3. "1" noktası için tek fazlı kısa devre akımı.

Kısa devre devresinin "K 1" noktasındaki tek fazlı kısa devre ile aktif ve endüktif direncine yol açar:

"K 1" noktasında tek fazlı kısa devre akımı:

4. "K 1" noktası için üç fazlı kısa devre akımı.

Kısa devre devresinin "K 1" noktasındaki üç fazlı kısa devre ile aktif ve endüktif direncine yol açar:

"K 1" noktasında üç fazlı kısa devre akımı:

4. Kısa devre akımlarının hesaplanması ve elektrikli ekipmanların seçimi için yönergeler. / Ed. BN Neklepaeva. - Moskova: İzd. NC ENAS, 2001. - 152 p.

5.Kulikov Yu.A. . Geçici Elektrik sistemlerinde / Yu.A.Kulikov.- Novosibirsk: Izd NSTU, 2002-283s.

6. Elektrik, güç hatları ve ağların tasarımı ile ilgili el kitabı. / Ed. YM Bolshama, V.I. Krupovich, M.L. Samover. Ed. 2. Pererab. ve ek. - Moskova: Energia, 1974 - 696 c.

7. Elektrik tasarımına ilişkin el kitabı. / Ed. YG Barybina ve arkadaşları - Moskova: Energoatomizdat, 1990. - 576 p.

8. Elektrik Tedarik Rehberi sanayi işletmeleri. Toplumun altında. Ed. AA Fedorova ve G.V. Serbinovsky. 2 kitapta. Kitap 1 Tasarım ve hesaplama bilgisi. - Moskova: Energia, 1973 - 520 p.

9. Elektrik tesisatı kurulumu için kurallar. - 6. baskı - St. Petersburg: Dekan 1999 - 924p.

EK A