Основные теоретические положения. При несимметричных повреждениях в трехфазной системе нельзя рассматривать процесс только в одной фазе

При несимметричных повреждениях в трехфазной системе нельзя рассматривать процесс только в одной фазе, поскольку явления, происходящие в разных фазах, различны.

Для расчетов несимметричных режимов применяется метод симмет­ричных составляющих. Суть метода заключается в том, что любую несимметричную систему трех векторов (тока, напряжения) всегда можно разложить (рис. 3.5.10) на три симметричные системы (последовательности) – прямую, обратную и нуле­вую.

Система прямой последовательности состоит из трех равных векторов А ₁, В ₁, С ₁, сдви­нутых по фазе на угол 120° с тем же по­рядком чередования векторов, что и в несимметричной системе.

Система обратной последовательности состоит также из трех равных между собой векторов А ₂, В ₂, С₂, сдвинутых по фазе на угол 120°, но с обратным порядком чередования векторов, чем в несимметричной системе.

Система нулевой последовательности состоит из трех одина­ковых векторов А ₀, В ₀, С ₀, совпадающих но направлению друг с другом.

Связь между векторами А, В, С несимметричной системы и векторами А ₁, А ₂, А ₀ симметричных систем определяется матричными соотношениями

, ,

где а – оператор поворота вектора на 120°.

Порядок расчета несимметричных КЗ методом симметричных составляющих основан на замене расчета токов в одной несимметричной схеме расчетом токов в трех симметричных схемах, в каждой из которых действуют независимые друг от друга симметричные системы ЭДС, токов и напряжений. Это позволяет применять при расчетах принцип наложения и находить реальные токи несимметричной трехфазной схемы как сумму токов в трех независимых друг от друга симметричных трехфазных схемах.

а) б) с) д)

Рис. 3.5.10. Несимметричная трехфазная система векторов А, В, С (а) и ее

представление прямой А ₁, В ₁, С ₁ (б), обратной А ₂, В ₂, С ₂ (с) и

нулевой А ₀, В ₀, С ₀ (д) последовательностями

 

Виртуальное моделирование электрических схем позволяет определять токи и напряжения в точке несимметричного КЗ непосредственно по показаниям виртуальных измерительных приборов.

В сетях с изолированной нейтралью при замыкании одной фазы на землю короткозамкнутый контур не образуется и тока КЗ не будет. Поэтому замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью называется просто замыканием, а не коротким замыканием.

При замыкании на землю через место повреждения протекает емкостной ток, обусловленный емкостными проводимостями w С оборудования сети. Величина этого тока

I _cS=3 U _фwC,

где U _ф – фазное напряжение источника питания;

С – емкость между фазой и землей

w=2p f =314.

При значительном токе замыкания на землю в месте повреждения возникает перемежающая дуга, вызывающая опасные для изоляции перенапряжения и возможность перехода повреждения в двух- или трехфазное КЗ.

Ток замыкания на землю может быть уменьшен (скомпенсирован) с помощью реактора L, включенного в нейтраль источника. Индуктивность реактора рассчитывается по формуле

L = .

В соответствии с ПУЭ компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока:

- в сетях 6 кВ – более 30 А;

- в сетях 10 кВ – более 20 А;

- в сетях 35 кВ – более 10 А.

Электрические сети с реакторами в нейтралях источников называются сетями с компенсированной нейтралью.