Расчет электрических повреждений

Определение расчета электрических повреждений

Расчет электрических повреждений включает определение максимальных и минимальных токов и напряжений при повреждениях в различных точках системы электроснабжения для проектирования защитных систем.

Последовательная сопротивляемость положительной последовательности

Последовательная сопротивляемость положительной последовательности — это сопротивление, которое встречается на пути тока положительной последовательности, что критически важно для расчета трехфазных повреждений.

Последовательная сопротивляемость отрицательной последовательности

Последовательная сопротивляемость отрицательной последовательности — это сопротивление, которое встречается на пути тока отрицательной последовательности, что важно для понимания условий небалансированных повреждений.

Последовательная сопротивляемость нулевой последовательности

Сопротивление, которое система оказывает потоку тока нулевой последовательности, называется последовательной сопротивляемостью нулевой последовательности.В предыдущих расчетах повреждений Z1, Z2 и Z0 соответственно обозначают последовательные сопротивления положительной, отрицательной и нулевой последовательностей. Последовательное сопротивление меняется в зависимости от типа компонентов системы электроснабжения:

• Для статических и сбалансированных компонентов системы электроснабжения, таких как трансформаторы и линии, последовательное сопротивление, которое система оказывает, одинаково для токов положительной и отрицательной последовательностей. Другими словами, последовательное сопротивление положительной и отрицательной последовательностей одинаково для трансформаторов и линий электропередачи. Однако, для вращающихся машин последовательные сопротивления положительной и отрицательной последовательностей различны.

• Назначение значений последовательного сопротивления нулевой последовательности является более сложным. Это связано с тем, что три тока нулевой последовательности в любой точке системы электроснабжения, будучи в фазе, не суммируются до нуля, но должны возвращаться через нейтраль и/или землю. В трехфазных трансформаторах и машинах магнитные потоки, вызванные компонентами нулевой последовательности, не суммируются до нуля в ярме или поле системы. Сопротивление сильно варьируется в зависимости от физического расположения магнитных цепей и обмоток.

• Реактивное сопротивление линий электропередачи для токов нулевой последовательности может быть примерно в 3-5 раз больше, чем для токов положительной последовательности, меньшее значение относится к линиям без заземляющих проводников. Это связано с тем, что расстояние между направлением тока и обратным (т.е. нейтралью и/или землей) намного больше, чем для токов положительной и отрицательной последовательностей, которые возвращаются (балансируются) в группе трехфазных проводников.

• Реактивное сопротивление нулевой последовательности машины состоит из утечки и реактивного сопротивления обмоток, а также небольшого компонента, связанного с балансом обмоток (зависит от шага обмотки).Реактивное сопротивление нулевой последовательности трансформаторов зависит как от соединений обмоток, так и от конструкции сердечника.

Анализ симметричных составляющих

Вышеупомянутые расчеты повреждений основаны на предположении о трехфазной сбалансированной системе. Расчет выполняется только для одной фазы, так как условия тока и напряжения одинаковы во всех трех фазах.

Когда в системе электроснабжения происходят реальные повреждения, такие как однофазное замыкание на землю, межфазное замыкание и двухфазное замыкание на землю, система становится несбалансированной, то есть условия напряжения и тока во всех фазах перестают быть симметричными. Такие повреждения решаются с помощью анализа симметричных составляющих.

Обычно трехфазную векторную диаграмму можно заменить тремя наборами сбалансированных векторов. Один имеет противоположное или отрицательное фазовое вращение, второй имеет положительное фазовое вращение, а последний — кофазный. То есть эти наборы векторов описываются как отрицательные, положительные и нулевые последовательности соответственно.

Где все величины относятся к эталонной фазе r. Аналогично можно записать набор уравнений для последовательных токов. Из уравнений напряжения и тока можно легко определить последовательное сопротивление системы.