Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Межфазное короткое замыканиеМногофазное короткое замыкание - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Многофазное короткое замыканиеCтраница 1 Многофазные короткие замыкания относятся к наиболее тяжелым повреждениям генератора. Они сопровождаются большими токами, в несколько раз превышающими номинальный ток генератора. Для защиты от многофазных коротких замыканий, сопровождающихся значительными разрушениями в статоре, на всех генераторах мощностью выше 1 000 кет при наличии выводов отдельных фаз со стороны нейтрали, устанавливается продольная дифференциальная защита, действующая на отключение генератора. [1] Многофазные короткие замыкания в конденсаторной установке происходят преимущественно в результате замыканий между обкладками, но возможны и другие причины их. [2] Многофазные короткие замыкания являются наиболее тяжелыми повреждениями генератора, которые вызывают значительные разрушения в статоре и требуют немедленного отключения генератора. [3] Многофазные короткие замыкания всегда сопровождаются значительным возрастанием тока в поврежденном электродвигателе и понижением напряжения в питающей сети. Такие повреждения опасны не только для электродвигателя, но и для других неповрежденных электроприемников, поэтому на электродвигателях предусматривается быстродействующая защита от многофазных коротких замыканий в его обмотках и соединениях с коммутационным аппаратом, действующая на отключение. [4] Многофазные короткие замыкания являются наиболее тяжелым видом повреждения обмотки статора. [5] Многофазные короткие замыкания всегда сопровождаются значительным возрастанием тока в поврежденном электродвигателе и понижением напряжения в питающей сети. Такие повреждения опасны не только для электродвигателя, но и для других неповрежденных электроприемников. Поэтому на электродвигателях предусматривается быстродействующая защита от многофазных коротких замыканий в его обмотках и соединениях с коммутационным аппаратом. [6] Многофазные короткие замыкания являются наиболее тяжелыми повреждениями генератора, которые вызывают значительные разрушения в статоре и требуют немедленного отключения генератора. [7] При других многофазных коротких замыканиях аналогичным образом изменяется напряжение между поврежденными фазами. Это дает возможность выполнить быстродействующую защиту линии, действующую в зависимости от изменения остаточного напряжения у шин подстанции А, в месте установки защиты. Такая защита может быть выполнена с помощью реле минимального напряжения. [8] При внешних многофазных коротких замыканиях в реле, подключенном к ТНП, появляется большой ток небаланса. Отстройка по току срабатывания от токов небаланса при внешних коротких замыканиях недопустимо загрубляет защиту генератора от замыканий на землю. Чтобы не загрублять защиту, ее выводят из действия защитой генератора от внешних коротких замыканий, но при этом она оказывается выведенной и при двойных замыканиях на землю. Поэтому на генераторе предусматривают защиту от двойных замыканий на землю, когда одно из них находится в сети. Она обычно объединяется с защитой от замыканий на землю в обмотке статора генератора. Получается устройство, содержащее два реле тока разной чувствительности, подключенных к одному ТНП. [9] При других многофазных коротких замыканиях аналогично изменяется остаточное напряжение между поврежденными фазами. [10] При однофазных и многофазных коротких замыканиях за нейтралером происходит отключение аварийного участка. Применение иейтралеров, а не использование свинцовых оболочек кабелей в качестве нулевого про-вода вызвано тем, что неравномерность нагрузки фаз в жилых и общественных зданиях может достигать 30 %, а в аварийных случаях и более, а что свинцовая оболочка не рассчитана. Последняя непригодна также с точки зрения проводимости для заземления электроприемников в сетях с заземленной нейтралью. [12] При этом внешние многофазные короткие замыкания отключаются со временем, меньшим времени действия токовой защиты нулевой последовательности. Поэтому достаточно ее ток срабатывания выбирать по расчетному току небаланса в нормальном режиме / Нбрсч / Нб. Рсчтах поэтому при внешних многофазных коротких замыканиях измерительный орган защиты срабатывает. [13] При этом внешние многофазные короткие замыкания отключаются с временем, меньшим времени действия токовой защиты кулевой последовательности. Поэтому достаточно ее ток срабатывания выбирать по расчетному току небаланса в нормальном режиме / вб рсч / нб нрм - ТОК / нб. [14] Защита от многофазных коротких замыканий предусматривается для всей конденсаторной установки в целом. [15] Страницы: 1 2 3 4 www.ngpedia.ru Однофазное короткое замыкание - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4Однофазное короткое замыканиеCтраница 4 При возникновении однофазного короткого замыкания, например на фазе А, избиратель поврежденной фазы И замыкает все контакты КА и размыкает К А, при этом контакты KB и KC остаются разомкнутыми, а к в и к с замкнутыми. [46] В случае однофазного короткого замыкания на фазе, не имеющей трансформатора тока ( рис. 3 - 17), ток в реле равен нулю. [47] Для отключения однофазных коротких замыканий обычно применяются защиты, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности. Поэтому максимальная направленная защита, включаемая на фазные токи, часто используется только в качестве защиты от междуфазных замыканий. [49] Защита от однофазных коротких замыканий на землю предусматривается, если это требуется по условиям работы сети с глухозаземленной нейтралью. [50] Для имитации однофазного короткого замыкания на реле направления мощности должны быть поданы ток поврежденной фазы и ни пряжение нулевой последовательности, равное сумме напряжений неповрежденных фаз. [52] Обычно ток однофазного короткого замыкания недостаточен для действия токовой защиты со ступенчатой характеристикой выдержки времени. При этом, как следует из распределения токов на стороне высшего напряжения ( рис. 13.4, а, б), наиболее простая однорелейная схема защиты с включением реле на разность токов двух фаз, например А и С, вообще непригодна, так как отказывает в действии при повреждении на землю фазы В, а схема неполной звезды может оказаться недостаточно чувствительной и поэтому должна дополняться третьим реле, включенным в обратный провод. [53] Защита от однофазных коротких замыканий сетей, имеющих двухстороннее питание, выполняется в большинстве случаев максимально направленной. Токовая обмотка реле направления мощности включается, как и обмотка токового реле, на сумму токов трех фаз, а обмотка напряжения - на сумму фазных напряжений всех трех фаз трансформаторов напряжения. [54] В случае неустранившегося однофазного короткого замыкания подстанция обесточивается. Проще всего иметь на приемной подстанции буферную батарею постоянного тока или источник оперативного тока, автоматически переводящийся на питание от небольшого двигателя ( например, автомобильного типа), включаемого при обесточении подстанции. [55] В случае неустранившегося однофазного короткого замыкания подстанция обесточивается. [56] Однако при однофазных коротких замыканиях на землю в сетях с глухозаземленными нейтралями и при двойных замыканиях на землю в сетях с изолированными или компенсированными нейтралями на участках с / 0 ф 0 реле, включенные указанным образом, не могут правильно замерять расстояние до точки короткого замыкания. Поэтому приходится предусматривать дистанционные органы для действия при однофазных коротких замыканиях и двойных замыканиях на землю. [57] Однако при однофазном коротком замыкании на той фазе, где установлен короткозамыкатель, после его включения часть тока пойдет через короткозамыкатель, а часть - через место короткого замыкания. [58] Если при однофазном коротком замыкании избиратель не сработает из-за неисправности или недостаточной чувствительности, поврежденная фаза не будет отключена. Для того чтобы в этом случае отключить поврежденную линию, в схеме ОАПВ предусмотрена цепочка из трех последовательно включенных размыкающих контактов избирателей, через которую сработает реле / 7мф и замкнет цепь на отключение всех фаз. [59] Однако при однофазных коротких замыканиях на землю в сетях с глухозаземлеными нейтралями и при двойных замыканиях на землю в сетях с изолированными или компенсированными нейтралями на участках / 0 0 реле, включенные указанным образом, не могут правильно замерять расстояние до точки короткого замыкания. Поэтому приходится предусматривать дистанционные органы для действия при однофазных коротких замыканиях и двойных замыканиях на землю. [60] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru Однофазное короткое замыкание - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Однофазное короткое замыканиеCтраница 1 Однофазные короткие замыкания, сопровождающиеся снижением до нуля одного фазного напряжения, представляют меньшую опасность для нормальной работы энергосистемы, чем рассмотренные выше междуфазные повреждения. [2] Однофазное короткое замыкание в группе Y / Y-0 - Схема однофазного короткого замыкания дана на рис. 14 - 5 а. Пусть к трансформатору подводится симметричное линейное напряжение, и вторичная обмотка приведена к первичной. [3] Однофазные короткие замыкания, которые могут возникать только в сетях напряжением 110 кВ и выше, а также в низковольтных сетях, питающихся через трансформаторы, как правило, имеют достаточно большую удаленность от генераторов станций. [4] Однофазные короткие замыкания в таких сетях сопровождаются протеканием больших токов короткого замыкания, которые могут привести к повреждению оборудования и понижению напряжения. [6] Однофазные короткие замыкания на землю также обусловливают появление соответствующего небаланса в токах на короткозамкнутом конце линии. [7] Однофазное короткое замыкание в группе Y / Y - - 0 - Схема днофазного короткого замыкания дана на рис. 14г5 а. Пусть к транс-юрматору подводится симметричное линейное напряжение, и вто -) ичная обмотка приведена к первичной. [8] Однофазное короткое замыкание в еист ме Д / Y - Этот случай яснее всего показывает, чем состоит преимущество соединения первично обмотки треугольником, если вторичная имее выведенный нулевой провод. Как и в предыдущем случае, фаза с - z замкнута накс ротко и вторичная обмотка приведена к первичной. [10] Однофазное короткое замыкание называют также условно однополюсным. Оно может получиться только при наличии нулевого провода. Схема для этого случая показана на фиг. [11] Токи однофазного короткого замыкания меньше токов при повреждениях между фазами из-за значительного сопротивления петли фаза-нуль, а также из-за сопротивления нулевой последовательности силовых трансформаторов, особенно с соединением обмоток У / То - Поэтому чувствительность предохранителей и расцепите-лей автоматических выключателей при однофазных коротких замыканиях часто оказывается недостаточной. [12] Ликвидация однофазного короткого замыкания на линии 220 кв с током 4 ка происходит с помощью АПВ. Объясните особенности и преимущества ТАПВ и ОАПВ: Какой интервал бестоковой паузы необходим в данном случае для ТАПВ. [14] Условия однофазного короткого замыкания сходны с условиями трехфазного короткого, и соотношения от ( 3.21 - 1) до ( 3.21 - 6) также справедливы в этом случае. [15] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru Особенности расчета коротких замыканий для релейной защиты. Междуфазные короткие замыкания в одной точкеТрехфазные КЗ рассматриваются для неразветвленной сети (рис. 3.1). Исходными при построении векторной диаграммы являются фазные ЭДС системы , и . Ток в фазах в месте КЗ и в защите одинаков и его модуль, например, для фазы А равен: , а аргумент (угол сдвига тока относительно ) , где Значение фазного тока КЗ можно определить по известному значению линейной (междуфазной) ЭДС: (3.1) Модуль фазного остаточного напряжения в месте установки защиты, т. е. на шинах А, В, С а аргумент а) б) Рис. 3.1. Схема замещения сети (а) и векторная диаграмма токов и напряжений при трехфазном КЗ (б) Трехфазное КЗ характеризуется наибольшим током и по его значению проверяют электрооборудование электроустановки, а также рассчитывают уставки защит. Рис. 3.2. Векторные диаграммы при двухфазном КЗ между фазами В и С: а – ; б – Двухфазное КЗ между фазами В и С (К(2)). Для всех элементов сети (рис. 3.1) принимается равенство сопротивлений прямой и обратной последовательностей Исходными при построении векторной диаграммы являются векторы ЭДС системы. Ток в неповрежденной фазе , а т. к. сумма токов трех фаз равна нулю, то (рис. 3.2). Токи в поврежденных фазах определяются эквивалентной ЭДС и суммой сопротивлений в контуре КЗ. С учетом принятого выше допущения ток двухфазного КЗ можно определить по току трехфазного КЗ: (3.2) В месте КЗ фазные напряжения поврежденных фаз (рис. 3.2). Напряжение в месте установки защиты равно падению напряжения в линии, значение которого определяется током КЗ и сопротивлением петли КЗ: Вектор этого напряжения сдвинут относительно вектора тока на угол в сторону опережения. Двухфазное КЗ характеризуется наименьшим током из всех видов междуфазных повреждений. Поэтому по его значению оценивается чувствительность РЗ от междуфазных КЗ. 3.3. Короткие замыкания на землю в системах с заземленной нейтралью Однофазное КЗ фазы А (К(1)) характеризуется появлением токов нулевой последовательности. Сопротивление нулевой последовательности не равно сопротивлению прямой последовательности и всегда больше его (например, для ЛЭП (2,0–5,5)Z1л). Ток в поврежденной фазе равен геометрической сумме токов прямой, обратной и нулевой последовательностей или с учетом того, чтоZ1 = Z2: (3.3) Ток КЗ сдвинут относительно ЭДС фазы А в сторону отставания на угол (рис. 3.3):
а)
б) в) Рис. 3.3. Схема сети (а), ее схема замещения (б) и векторная диаграмма (в) при однофазном КЗ фазы А Напряжение поврежденной фазы в месте установки защиты (в начале линии) равно: . В неповрежденных фазах напряжения не остаются неизменными, а вследствие наличия взаимной индукции эти напряжения возрастают. Кроме того, при однофазном КЗ появляется напряжение нулевой последовательности . На рис. 3.4, а представлен участок сети, на промежуточной подстанции которой трансформатор Т работает с заземленной нейтралью, а на рис. 3.4, б – схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей при в точках и . Энергосистема G и заземленная нейтраль трансформатора являются источниками токов нулевой последовательности. Рис. 3.4. Распределение токов при заземлении нейтрали трансформатора Т при однофазном КЗ Результирующее сопротивление нулевой последовательности . Ток в месте КЗ определяется выражением (3.3). При КЗ в точке через защиту выключателя Q1 в поврежденной фазе проходит ток
а при КЗ в точке в поврежденной фазе защиты Q1 проходит ток, обусловленный заземленной нейтралью трансформатора Т: . Двухфазное КЗ на землю (К(1,1)) также характеризуется появлением составляющих нулевой последовательности. В месте металлического КЗ ток прямой, обратной и нулевой последовательностей при условии определяется как:
Для защиты от замыканий на землю (ЗЗ) при защита включается на составляющие нулевой последовательности. Поэтому для выбора параметров срабатывания защиты достаточно определить значение, например, токов при и Поскольку при КЗ в одной и той же точке то при определении чувствительности защиты нулевой последовательности в сетях с заземленной нейтралью расчетным условием принимают ток однофазного КЗ. Из-за резкого снижения напряжений и больших токов двухфазное vunivere.ru |