Tek fazlı kısa devre akımının hesaplanması. İki fazlı kısa devrenin hesaplanması

Üç fazlı kısa devre akımışebekeden kiloamper cinsinden aşağıdaki formüle göre belirlenir:

burada UH LV, temel gerilim olarak alınan, fazdan faza ortalama anma gerilimidir; 0,4 kV'luk şebekeler için, 400 V'luk voltaj temel voltaj olarak alınır;

Pozitif dizi direnci olan ve miliohm cinsinden formülle belirlenen üç fazlı kısa devre noktasına kadar devrenin toplam toplam direnci:

burada R 1∑, devrenin kısa devre noktasına olan toplam aktif direncidir, mOhm;

X 1∑ - kısa devre noktasına kadar toplam endüktif direnç, mOhm.

Toplam aktif direnç, aşağıdaki elemanların dirençlerini içerir:

Toplam endüktif reaktans, aşağıdaki elemanların dirençlerini içerir:

İki fazlı K3 akımı kilometre cinsinden aşağıdaki formülle belirlenir:

,

taban voltajı V olarak alınan ortalama nominal faz-faz voltajı nerede;

ve - doğrudan ve ters dizilerin toplam toplam direnci ve mOhm'a eşittir.

İfade (19) aşağıdaki gibi yazılabilir

=,

devrenin iki fazlı kısa devre ile K3 noktasına olan toplam direnci, mOhm.

,

Tek fazlı akım kısa devre formül ile belirlenir:

Sırasıyla K3 yerine kadar sıfır dizisinin toplam aktif ve endüktif dirençleri, mOhm.

36. Aparatların termal direnci.

Isıl direnç elektrik aparatıönleyen hasar olmadan onlara dayanma yeteneği olarak adlandırılır. daha fazla iş, akım taşıyan parçalardan akan belirli bir süredeki akımların termal etkisi. Termal direncin kantitatif özelliği, belirli bir süre boyunca akan termal direnç akımıdır. En stresli olanı, nominal akımlarla karşılaştırıldığında akımların on kat artabileceği ve ısı kaynaklarının gücünün yüzlerce kat artabileceği kısa devre modudur.

37. Cihazların dinamik direnci

elektrodinamik direnç aparata dayanma yeteneği denir elektrodinamik kuvvetler(EDF) kısa devre akımlarının geçişinden kaynaklanır. Bu değer, doğrudan akımın genlik değeri ile ifade edilebilir. Ben din aparatın parçalarındaki mekanik gerilmelerin izin verilen değerlerin ötesine geçmediği veya genliğe göre bu akımın çokluğu ile Anma akımı. Bazen elektrodinamik direnç tahmin edilir etkili değerler kısa devre başladıktan sonra bir periyot (T = 0.02 s, f = 50 Hz) için akım.

38. Kısa devre akımlarının hesap sırası.

Kısa devre (kısa devre), akım taşıyan parçaların bağlantısıdır farklı aşamalar veya kendi aralarında veya toprağa bağlı ekipman gövdesi ile güç kaynağı şebekelerinde veya güç alıcılarında potansiyeller. Çeşitli nedenlerle kısa devre meydana gelebilir, örneğin yalıtım direncinin bozulması: nemli veya kimyasal olarak aktif bir ortamda; yalıtımın kabul edilemez şekilde ısınması veya soğuması durumunda; yalıtımın mekanik arızası. İşletme, bakım veya onarım vb. sırasında personelin hatalı hareketleri sonucunda da kısa devre meydana gelebilir.

Kısa devrede akım yolu, yük direncini atlayarak devreden geçerken “kısaltılır”. Bu nedenle, koruma cihazı tarafından devre gücü kapatılmazsa akım kabul edilemez değerlere yükselir. Uzak bir noktada kısa devre oluşursa ve dolayısıyla direnç düşerse, koruma cihazı kullanılsa bile gerilim kesilmeyebilir. elektrik devresiçok büyük olacak ve bu nedenle akımın büyüklüğü koruma cihazını açmaya yetmeyecektir. Ancak bu büyüklükteki bir akım, örneğin kabloları tutuşturmak gibi tehlikeli bir duruma neden olmak için yeterli olabilir. Kısa devre akımı ayrıca elektrikli cihazlar üzerinde elektrodinamik bir etki yaratır - iletkenler ve parçaları, akımın etkisi altında deforme olabilir. mekanik kuvvetler yüksek akımlarda meydana gelir.

Yukarıdakilere dayanarak, koruma cihazları, kuruldukları yerdeki kısa devre akımının büyüklüğünün koşullarına (elektrodinamik güç, kA olarak belirtilir) göre seçilmelidir. Bu bakımdan koruma cihazı seçerken elektrik devresinin kısa devre akımının (SCC) hesaplanması gerekli hale gelmektedir. Tek fazlı bir devre için kısa devre akımı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

burada Ikz kısa devre akımı, Uph şebekenin faz gerilimi, Zp devrenin (döngü) faz-sıfır direnci, Zt ise transformatörün düşük gerilim tarafındaki faz sargısının empedansıdır.

burada Rp, kısa devre devresinin bir telinin aktif direncidir.

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

Xp - kısa devre devresinin bir telinin endüktif direnci (genellikle 0,6 ohm / km hesaplamasından alınır).

Transformatör kısa devre gerilimi (% Un olarak):

Dolayısıyla, transformatörün faz sargısının toplam direnci (Ohm):

burada Ukz - transformatörün kısa devre gerilimi (Un'un %'si olarak) referans kitaplarında verilmiştir; Un - Anma gerilimi Transformatör, In - transformatörün anma akımı - ayrıca referans kitaplarından alınmıştır.

Yukarıdaki hesaplamalar tasarım aşamasında yapılır. Uygulamada, başlangıç ​​verilerinin olmaması nedeniyle bunu zaten çalışan nesnelerde yapmak zordur. Bu nedenle, kısa devre akımını hesaplarken, çoğu durumda Zt transformatörünün faz sargısının direncini 0'a (gerçek değer ≈ 1∙10-2 Ohm) almak mümkündür, o zaman:

Verilen formüller ideal koşullar içindir. Ne yazık ki, Rp zincirinin aktif bileşenini artıran bükülmeler vb. Bu nedenle, faz-sıfır döngüsünün direncinin yalnızca doğrudan ölçümü doğru bir resim verebilir.

39. Serbest bırakma akımı, akım ayarı, kesme akımı devre kesici .

serbest bırakıcı

Devre kesicinin elektromanyetik salınımından akan akım, genellikle korunan kablo tesisatında bir kısa devre ile meydana gelen devre kesicinin anma akımını hızlı ve önemli ölçüde aştığında makinenin kapanmasına yol açar. Kısa devre, cihazın dikkate aldığı çok hızlı yükselen yüksek akıma karşılık gelir. elektromanyetik salınım, serbest bırakma solenoidinin bobininden akan akımda hızlı bir artışla devre kesicinin açma mekanizması üzerinde neredeyse anında hareket etmeyi sağlar. Elektromanyetik salınımın çalışma hızı 0,05 saniyeden azdır.

Ayar noktasıölçekteki akım fabrika tarafından işaretlenmiştir; Tablonun her yerinde, aksi belirtilmediği sürece, salınımın anma akımının yüzdesi olarak gösterilir. Skala üzerinde belirtilen alt ve üst limitler arasında ayarlar sürekli olarak değiştirilebilir.

kesme e makinenin anlık çalışmasına neden olan akımın minimum değeridir).

HESAP ÇALIŞMASI

Ders:"İKİ FAZLI KISA DEVRE HESAPLAMASI"

Çalışmanın amacı: Elektrik devrelerinde kısa devre hesaplama becerilerinin geliştirilmesi.

Seçenek numarası 2.

Görev numarası 1.Şekil 1, iki fazlı bir kısa devre şemasını göstermektedir. Tanımlamak:

1. İki fazın doğrudan dizisinin toplam direnci (2Zf);

2. Kısa devre akımı (Ik);

3. Faz EMF (EA).

İki fazlı bir kısa devre sırasındaki gerilim, şebekenin herhangi bir noktasında sıfır bileşen bileşenleri içermediğinden, koşul sağlanmalıdır:

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

Pirinç. 1. İki fazlı kısa devre şeması

İlk veri: ZB = 25 Ohm; ZС = 15 Ohm; EBC = 90 V; UVK = 100 V.

Çözüm ilerlemesi:

Şekil 1, fazlar arasındaki metalik bir kısa devreyi göstermektedir. İÇİNDE Ve İLE Güç hatları. Fazlar arası EMF'nin etkisi altında DAÜ(Şekil 1) kısa devre akımları oluşur BENVKVeBENSk.

Değerleri aşağıdaki formülle belirlenir:

BENİLE(2) =DAÜ /2 ZF, (1)

Nerede 2 ZF iki fazın doğrudan dizi empedansıdır.

Pozitif dizi empedansı 2 ZF formül ile belirlenir:

2 ZF= ZİÇİNDE+ ZİLE, (2)

Nerede ZİÇİNDE, ZİLE- sırasıyla faz B ve C'nin empedansı.

1. Formül (2)'ye göre, iki fazın (2Zph) doğrudan dizisinin toplam direncini belirleriz:

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

2. Formül (1)'e göre, iki fazlı bir kısa devrenin akımını belirleriz:

BENİLE(2) = 90 V / 40 Ohm = 2,25 A.

Hasarlı fazlardaki akımlar değer olarak eşittir, ancak faz olarak zıttır ve hasarsız fazdaki akım sıfırdır (yük dikkate alınmazsa): BENVK= BENSk, IA = 0.

İki fazlı kısa devrede sıfır bileşen akım (NP) yoktur, çünkü üç fazın akımlarının toplamı BEN A+ BEN B+ BEN C= 0 .

Bozulmamış faz gerilimi A ağdaki herhangi bir noktada aynıdır ve faz EMF'sine eşittir: sen A= E A. Kısa devre noktasında bir metal kısa devre ile fazlar arası gerilim olduğundan sen M.Öİle= sen Bİle – sen Cİle= 0, o zaman sen Bİle = sen Cİle,

yani, arıza yerindeki hasarlı fazların faz gerilimleri büyüklük olarak eşittir ve faz olarak çakışır.

İki fazlı bir kısa devredeki faz gerilimleri NP bileşenleri içermediğinden, şebekenin herhangi bir noktasında aşağıdaki koşul sağlanmalıdır:

Kısa devre yerine sen BK= sen CK Ve sen AK= E A, bulmak

(3)

Bu nedenle, arıza yerinde, her bir hasarlı fazın gerilimi, hasarsız fazın geriliminin yarısına eşittir ve zıt işaretlidir.

3. Formül (3)'ten bozulmamış fazın (EA) faz EMF'sini belirleriz:

ÇD=–UKB /2.

ÇD=– 100V /2 = – 50 volt

İki fazlı kısa devreler iki özellikle karakterize edilir:

1) akım ve gerilim vektörleri, NP bileşenlerinin olmadığını gösteren asimetrik fakat dengeli bir sistem oluşturur. Dengesizliğin varlığı, akım ve gerilimlerin doğrudan ile birlikte negatif bileşen (OP) bileşenlerine sahip olduğunu gösterir;

2) Faz gerilimleri, arıza yerinde bile sıfırdan önemli ölçüde yüksektir, yalnızca bir fazdan faza gerilim sıfıra düşer ve diğer ikisinin değeri 1,5'tur. senF. Bu nedenle, iki fazlı bir kısa devre, EPS'nin kararlılığı ve elektrik tüketicileri için üç fazlı olandan daha az tehlikelidir.

Görev numarası 2.

GOST 11677-75'e göre, transformatörlerin birincil ve ikincil sargılarının başlangıcı ve bitişi belirli bir sırayla belirlenir. Tek fazlı transformatörlerin sargılarının başlangıcı A, a harfleriyle, uçları - X, x ile gösterilir. büyük harfler daha yüksek voltaj sargılarına ve küçük - daha düşük voltaj sargılarına aittir. Transformatörde primer ve sekondere ek olarak, ara gerilime sahip üçüncü bir sargı varsa, başlangıcı Am ve sonu Xm ile gösterilir.

Üç fazlı transformatörlerde sargıların başlangıç ​​ve bitişleri şu şekilde gösterilir: A, B, C; X, Y, Z - daha yüksek voltaj; Am, Bm, Cm; Xm, Ym, Zm - ortalama voltaj; a, b, c; x, y, z - düşük voltaj. Faz-yıldız bağlantılı üç fazlı transformatörlerde, sargıların başlangıcına ek olarak, bazen nötr de çıkar, yani. ortak nokta tüm sargıların uçlarını bağlamak. O, Om ve o ile gösterilir. Şekil 1, a, b, üç fazlı transformatörler için gösterildiği gibi bir yıldız ve bir üçgendeki sargıların bağlantı şemalarını göstermektedir.

DIV_ADBLOCK258">

a - emf E1 ve E2 aynı fazdadır; b - emf'ler E1 ve E2, fazda 180° kaydırılır; 1 - bobin Birincil sargı; 2 - bobin ikincil sargı

Şekil 2 - Açısal yer değiştirme vektörleri elektromotor kuvvetler sargı uçlarının tanımına bağlı olarak

Şimdi ikincil sargıda dönüşün başlangıcı ve bitişinin tanımlarını değiştirdiğimizi varsayalım (Şekil 2, b). Emf rehberliğinin fiziksel sürecinde herhangi bir değişiklik olmayacak, ancak bobinin uçlarına göre emfin yönü tersine değişecek, yani baştan sona yönlendirilmeyecek, tersine - sondan (x) başlangıca (a) doğru yönlendirilecektir. 1. virajda hiçbir şey değişmediğinden, E1 ve E2 emf'lerinin 180° faz dışı olduğunu varsaymalıyız. Böylece, uçların tanımlamalarındaki basit bir değişiklik, sargıdaki emf vektörünün 180° açısal yer değiştirmesine eşdeğerdir.

Bununla birlikte, birincil ve ikincil sargıların başlangıçları ve bitişleri aynı şekilde yerleştirildiğinde, emfin yönü de değişebilir. Gerçek şu ki, transformatörün sargıları sağa ve sola yapılabilir. Sarım sırasında dönüşleri saat yönünde yerleştirilirse, yani sağ sarmal boyunca döşenirse sarım sağ olarak adlandırılır (Şekil 3, üst sarım). Sargı, dönüşleri saat yönünün tersine sarılırsa, yani sol sarmal çizgi boyunca döşenirse sol olarak adlandırılır (Şekil 3, alt sargı).

Şekil 3 - Sargıların sarma yönüne bağlı olarak EMF vektörlerinin açısal yer değiştirmesi

Şekilden görülebileceği gibi, her iki sargı da aynı uç tanımına sahiptir. Sargıların aynı akı ile delinmesi nedeniyle, her dönüşte emf'nin yönü aynı olacaktır. Bununla birlikte, farklı sargılar nedeniyle, her bir sargıdaki tüm seri bağlı dönüşlerin toplam emk yönü farklıdır: birincilde, emk, A'nın başından X'in sonuna ve ikincilde, x'in sonundan a'nın başına yönlendirilir. Böylece, uçların aynı tanımıyla bile, birincil ve ikincil sargıların emf'leri 180 ° 'lik bir açıyla kaydırılabilir.

Tek fazlı bir transformatör için, sargıların emf vektörleri çakışabilir veya zıt yönlü olabilir (Şekil 4, a, b). Böyle bir transformatör tek başına çalışıyorsa, tüketiciler için emf'nin sargılarında nasıl yönlendirildiği tamamen kayıtsızdır. Ancak, hat başına üç tek fazlı transformatör birlikte çalışırsa üç fazlı akım, bundan dolayı doğru operasyon her birinde emf vektörlerinin Şekil 4, a'da gösterildiği gibi veya Şekil 4, b'de gösterildiği gibi yönlendirilmesi gerekir.

a, b - tek fazlı; üç fazlı

Aynısı her üç fazlı transformatör için de geçerlidir. Birincil sargılarda tüm fazlardaki emk aynı yöne sahipse, ikincil sargılarda emk yönü mutlaka aynı olmalıdır (Şekil 4, c). Açıkçası, ikincil sargılar için sargı yönü ve uçların tanımı da aynı olmalıdır.

Farklı bir sarma yönüne sahip hatalı bir sargı nozulu veya uçların yanlış bağlanmasıyla, tüketiciler tarafından alınan voltaj keskin bir şekilde düşecek ve normal iş kırılacak Lineer emf'ler arasındaki faz kaymalarının farklı olduğu aynı ağdan birkaç trafo aynı anda çalışıyorsa, özellikle elverişsiz koşullar ortaya çıkar. Tüketicilerin çalışmasındaki rahatsızlıkları önlemek için, sargı emf vektörlerinin belirli açısal yer değiştirmelerine sahip transformatörlere sahip olunmalıdır.

Emf vektörlerinin yönleri ve aralarındaki açısal yer değiştirmeler genellikle sargı bağlantı grupları ile karakterize edilir. Uygulamada, AG ve OG sargılarının emf vektörlerinin YG sargısının emf vektörlerine göre açısal yer değiştirmesi, 30° ile çarpıldığında vektörlerin gecikme açısını veren bir sayı ile gösterilir. Bu sayıya trafo sargılarının bağlantı grubu adı verilir.

Böylece, sargıların emf vektörleri yönde çakıştığında (açısal yer değiştirme 0 °), bir grup bağlantı 0 elde edilir (Şekil 4, a). 180°'lik bir açısal yer değiştirme (Şekil 4, b) grup 6'ya (30 x 6=180°) karşılık gelir. Görüldüğü gibi, tek fazlı transformatörlerin sargılarında ancak bu tür açısal yer değiştirmeler olabilir, dolayısıyla onlar için ancak 0. ve 6. grup bağlantılar mümkündür. Tek fazlı transformatörlerin sargı bağlantıları I/I - 0 ve I/I - 6 olarak kısaltılır.

Sargıları bir yıldız veya üçgen şeklinde bağlanabilen üç fazlı transformatörlerde, 12 oluşumu çeşitli gruplar lineer emf vektörlerinin faz kayması ile 0'dan 360°'den 30°'ye. Rusya'daki on iki olası bileşik grubundan iki grup standardize edilmiştir: 11. ve 0. 330 ve 0° faz kayması ile.

Örnek olarak Y/Y ve Y/Δ bağlantı şemalarını ele alalım (Şekil 5, a, b). Bir çubuk üzerinde bulunan sargılar, diğerinin altında tasvir edeceğiz; tüm sargıların sarımı (birincil ve ikincil) aynı şekilde alınacaktır; faz emflerinin yönleri oklarla gösterilmiştir.

Şekil 5 - Yıldız-yıldız devresinde bir bağlantı grubu elde etme (a) C fazının emf vektörü yatay olacak şekilde birincil sargının emf'sinin bir vektör diyagramını oluşturalım (Şekil 5, a). A ve B vektörlerinin uçlarını birleştirerek, doğrusal emf EAB (AB) vektörünü elde ederiz. İkincil sargının emf'sinin bir vektör diyagramını oluşturalım. Birincil ve ikincil sargıların emk yönleri aynı olduğundan, ikincil sargının faz emk vektörleri, birincil sargının karşılık gelen vektörlerine paralel olarak oluşturulur. a ve b noktalarını birleştirerek ve Eab(ab) vektörünü A noktasına bağlayarak, birincil ve ikincil sargıların doğrusal emf'leri arasındaki açısal yer değiştirmenin 0 olduğundan emin oluruz. Dolayısıyla, ilk örnekte sargı bağlantı grubu 0'dır. Bu, şu şekilde gösterilir: Y / Yn -0, "nötr çıkarılmış yıldız" yazan.

İkinci örneği ele aldığımızda (Şekil 5, b), birincil sargının emf'sinin vektör diyagramının önceki örnekle aynı şekilde oluşturulduğunu görüyoruz. İkincil sargının emf'sinin bir vektör diyagramını oluştururken, bir üçgene bağlandığında, faz ve lineer emf'lerin hem büyüklük hem de yön olarak çakıştığı unutulmamalıdır.

Birincil sargının C vektörüne paralel olarak yönlendirerek c fazının emf vektörünü oluşturuyoruz. C fazının sonu (z noktası), b fazının başlangıcına bağlıdır, bu nedenle, c vektörünün sonundan, b fazının emf vektörünü B vektörüne paralel çizeriz. Eab vektörünü A noktasına iliştirerek, EAB vektörüne göre öne doğru 30°'lik bir açıyla kaydırıldığından emin oluruz. Bu nedenle Eab vektörü, HV sarma emf vektöründen 330° (30° x 11 = 330°) geride kalır. Dolayısıyla, bu örnekte sargı bağlantı grubu 11'dir. Bu, şu şekilde gösterilir: Y / Δ -11, "yıldız - üçgen - onbir" şeklinde okunur.

Üç sargılı bir transformatörde sargı bağlantı grubu benzer şekilde belirlenir; bu durumda sargılar çift olarak kabul edilir: birincil ve diğer ikisinden biri. Yn / Y / Δ - 0 - 11 atamasıyla karşılaşılırsa, şu şekilde okunmalıdır: "türetilmiş nötr olan bir yıldız - bir yıldız - bir üçgen - sıfır - 11". Bu, söz konusu üç sargılı trafo için, YG sargısının çıkış sıfır noktası olan bir yıldıza bağlı olduğu, SN sargısının bir yıldıza bağlı olduğu, AG sargısının bir üçgene bağlı olduğu, YG ve SN sargılarının bağlantı grubunun sıfır, YG ve AG sargılarının 11 olduğu anlamına gelir.

Sadece iki bağlantı grubunu ele aldık - 0 ve 11. Uçların tanımlarını değiştirerek (sembolleri hareket ettirerek), 1'den 10'a kadar diğer grupları elde edebilirsiniz. Ancak, bu gruplar dağılım bulmamıştır ve çok nadirdir. Rusya'da sadece üç grup standardize edilmiştir: üç fazlı transformatörler için Y/Y - 0, Y/Δ - 11, tek fazlı transformatörler için I/I - 0 -.

Kaynakça

1. ve diğerleri Elektrik mühendisliği /,: Proc. üniversiteler için ödenek. - M.: Energoatomizdat, 2007. - 528 s., hasta.

2., Nemtsov: Proc. üniversiteler için ödenek. – 4. baskı, gözden geçirilmiş. - M.: Energoatomizdat, 2009. - 440 s., hasta.

3. Temel Bilgiler endüstriyel elektronik: Elektroteknik olmayanlar için ders kitabı. uzman. üniversiteler /, O M. Knyazkov, A E. Krasnopolsky, ; ed. . - 3. baskı, gözden geçirilmiş. ve ek - M.: Daha yüksek. okul, 2006. - 336 s., hasta.

4. 3 kitapta elektrik mühendisliği ve elektronik. Ed. 1 kitap. Elektrik ve manyetik devreler. - M.: Yüksek okul. – 2006

5. 3 kitapta elektrik mühendisliği ve elektronik. Ed. 2. kitap Elektromanyetik cihazlar ve elektrikli arabalar. - M.: Yüksek okul. – 2007

Vektör diyagramları oluşturmak için amaç ve koşullar. Rölenin çalışma koşullarını anlamak için, kendilerine sağlanan voltaj ve akımların vektör diyagramlarını kullanmak uygundur. Aşağıdaki başlangıç ​​noktaları, vektör diyagramlarının oluşturulması için temel alınır: basitlik için, tek taraflı güç kaynağına sahip bir güç hattında yük yokken kısa devrenin ilk anı dikkate alınır (Şekil 1.3, A); akımlar ve gerilimler arasındaki gerçek faz açılarını elde etmek için gerilim düşümü yalnızca endüktifte değil, aynı zamanda aktif dirençte de dikkate alınır R kısa devre devreleri; elektrik sistemi, kısa devre yerini besleyen, faz EMF'li bir eşdeğer jeneratör ile değiştirilir. E A, EİÇİNDE, EİLE simetrik ve dengeli temsil *1 akım ve gerilim vektörlerinin oluşturulduğu bir vektör sistemi.

Diyagramların yapımını basitleştirmek için, genellikle devrenin yerindeki temas direncinin RP = 0 olduğu metal kısa devreler göz önünde bulundurulur. Akımların pozitif yönü için, güç kaynağından hasar yerine yönleri sırasıyla alınır, yönleri pozitif akımın yönü ile çakışan EMF ve voltaj düşüşleri pozitif olarak kabul edilir.

vektör diyagramıüç fazlı kısa devre ile.Şekil 1.4'te, A noktada üç fazlı metalik bir kısa devrenin meydana geldiği bir güç hattı gösterilmektedir. İLE. Bir vektör diyagramının oluşturulması (Şekil 1.4, B) faz EMF ile başlar E A, EİÇİNDE, EİLE. Faz EMF'sinin etkisi altında, her fazda bir kısa devre akımı oluşur:

Nerede EF– sistemin faz EMF'si; ZC,rc,XC;ZL.K,RL.K,XL.K- sistemin direnci ve enerji nakil hattının hasarlı bölümü (Şekil 1.4, A).

akımlar Iak=IВк=isk=ben karşılık gelen EMF'ye göre bir faz kaymasına sahip:

Şekil 1.4. Üç fazlı kısa devre: A- şema; B- akımların ve gerilimlerin vektör diyagramı

Bir noktada voltaj İLE sıfıra eşittir: Uak=Uvk=Usk=0. noktasındaki röle korumasının kurulum yerindeki faz gerilimleri R(şek.1.4, A), sen AR=BEN AkRL.K+J BEN AkXL.K diyagramda belirlenir (Şekil 1.4, B) aktif dirençteki gerilim düşüşlerinin toplamı olarak BEN AkRL, vektör ile aynı fazda çakışan BEN Ak, ve reaktans BEN AkXL göre 90° kaydırıldı BEN Ak. vektörler sen kan basıncı Ve sen KP. Modüller (mutlak değerler) sen AP, sen kan basıncı,sen KP sahip olmak aynı değerler, bu vektörlerin her biri aynı fazın akımını bir açıyla yönlendirir φк =arktg(XL.K/RL.K). 35 kV iletim hattı için bu açı 45 - 55°, 110 kV - 60 - 78°, 220 kV (tek tel fazda) - 73 - 82°, 330 kV (iki tel fazda) - 80 - 85°, 500 kV (üç tel fazda) - 84 - 87°, 750 kV (dört tel fazda) - 86 - 88°. Daha büyük değer φk telin daha büyük bir enine kesitine karşılık gelir, çünkü enine kesit ne kadar büyük olursa o kadar küçük olur R.

Üç fazlı kısa devrelerin dikkate alınan şemalarından şu şekildedir: 1) akımların ve gerilimlerin vektör şemaları, negatif ve sıfır dizilerin bileşenlerini içermediklerinden simetrik ve dengelidir; 2) üç fazlı bir kısa devreye, aradaki keskin bir düşüş eşlik eder faz gerilimleri(hem kısa devre yerinde hem de yakınında). Sonuç olarak K(3) güç sisteminin ve elektrik tüketicilerinin paralel çalışmasının kararlılığına en tehlikeli zarardır.

İki fazlı kısa devre.Şekil 1.5'te, A fazlar arasında gösterilen metalik kısa devre İÇİNDE Ve İLE Güç hatları. Fazlar arası EMF'nin etkisi altında DAÜ(şek.1.5, A) kısa devre akımları oluşur Ivk veisk.

Değerleri formül tarafından belirlenir. IK(2)=EBC/2ZФ, Nerede 2 ZФ iki fazın doğrudan dizi empedansıdır ( 2 ZФ=Z+ZС). Hasarlı fazlardaki akımlar değer olarak eşittir, ancak faz olarak zıttır ve hasarsız fazdaki akım sıfırdır (yük dikkate alınmazsa):

Sıfır dizi akımı (NR) K(2) yoktur, çünkü üç fazın akımlarının toplamı BEN +BEN B+BEN C=0.

İLE. Şekil 1.5'te, B hasarlı fazlar arasındaki faz EMF ve EMF vektörleri oluşturulur E Güneş. Arıza akımı vektörü BEN kV onu oluşturan EMF'nin gerisinde kalıyor

Bozulmamış faz gerilimi A ağdaki herhangi bir noktada aynıdır ve faz EMF'sine eşittir: sen bir=E A. Kısa devre noktasında bir metal kısa devre ile fazlar arası gerilim olduğundan sen BCk=sen bk- sen Cck= 0, o zaman:

Onlar. arıza yerindeki hasarlı fazların faz gerilimleri büyüklük olarak eşittir ve faz olarak çakışır.

İki fazlı bir kısa devredeki faz gerilimleri NP bileşenleri içermediğinden, şebekenin herhangi bir noktasında aşağıdaki koşul sağlanmalıdır:

Kısa devre yerine sen BK=sen CK Ve sen AK=E A, bulmak

(1.3b)

Bu nedenle, arıza yerinde, her bir hasarlı fazın gerilimi, hasarsız fazın geriliminin yarısına eşittir ve zıt işaretlidir. Diyagram vektöründe sen AK vektör ile çakışıyor E A ve vektörler sen BK Ve sen CK- birbirine eşit ve vektörün zıt fazında E A.

Nokta vektör diyagramı PŞekil 1.5'te gösterilen, v. Mevcut vektörler değişmeden kalır. Faz gerilimleri İÇİNDE Ve İLE noktada R eşittir:

nokta ne kadar uzaksa R kısa devreden uzakta, voltaj ne kadar yüksek olursa: sen BSR= sen sanal gerçeklik– sen SR sen AP= E A. mevcut vektör BEN kan basıncı fazdan faza voltajın gerisinde kalıyor sen BCP köşede φк=arktg(XL/ RL) .

İki fazlı kısa devreler iki özellikle karakterize edilir:

1) akım ve gerilim vektörleri, NP bileşenlerinin olmadığını gösteren asimetrik fakat dengeli bir sistem oluşturur. Dengesizliğin varlığı, akım ve gerilimlerin doğrudan ile birlikte negatif bileşen (OP) bileşenlerine sahip olduğunu gösterir;

2) Faz gerilimleri, arıza yerinde bile sıfırdan önemli ölçüde yüksektir, yalnızca bir fazdan faza gerilim sıfıra düşer ve diğer ikisinin değeri 1,5'tur. UФ. Bu nedenle, iki fazlı bir kısa devre, EPS ve elektrik tüketicilerinin kararlılığı için daha az tehlikelidir.

Tek fazlı kısa devre (K(1)). Bir fazdaki toprak arızası, kısa devre akımının yalnızca fazda görünmesine neden olur. elektrik ağları 110 kV ve üzeri, katı topraklanmış nötr trafolar ile çalışır. Faz üzerinde bu tip hasarlarda ortaya çıkan akım ve gerilimlerin doğası A, Şekil 1.6'yı açıklar, A.

Kısa devre akımı lac EMF'nin etkisi altında ortaya çıkan EA, güç kaynağından hasarlı fazdan geçer G ve dünyanın üzerinden geri döner topraklanmış nötrler N transformatörler:

(1.5)

Şekil 1.6. Tek fazlı kısa devre:

A -şema; kısa devre yerine akım ve gerilimlerin vektör diyagramları ( B) ve rölenin kurulu olduğu yerde R (v), akımlar ( G) ve vurgular ( D) kısa devre yerine simetrik bileşenler

Bu ifadedeki endüktif ve aktif dirençler faz-toprak döngüsüne karşılık gelir ve faz-faz direnç değerlerinden farklıdır. Vektör BEN Ak EMF vektörünün gerisinde kalıyor EA köşede Hasarsız fazlarda akım yoktur.

Hatalı faz gerilimi A noktada İLE UAK=0 . Bozulmamış faz gerilimleri *2 İÇİNDE Ve İLE bu fazların EMF'sine eşittir:

(1.6)

Hasar bölgesi için vektör diyagramı Şekil 1.6'da gösterilmektedir. B. Fazlar arası gerilimler sen ABK=sen BK; sen BCK=sen BK-sen CK;sen ÇAK=sen CK.

Faz akımlarının ve gerilimlerinin geometrik toplamları şuna eşittir:

Dolayısıyla açıktır ki faz akımları ve gerilmeler NP bileşenleri içerir:

Vektör BEN 0 K ile aynı aşamada BEN AK vektör sen 0 K zıt fazda E A ve hasarlı fazın normal (kısa devre öncesi) gerilim değerinin 1/3'üne eşittir A:

sen 0 K= - 1/3E Bir= -1/3sen BİR. Akım BEN 0 K voltajı yönlendirir sen 0 K 90°.

Nokta vektör diyagramı R K(1)'de Şekil 1.6'da gösterilmiştir, v. Faz akımı A değişmeden kalır. Hatalı faz gerilimi

Vektör sen APönünde BEN Ak köşede φк=arktg(Xl(1)/Rı(1)).

Bozulmamış faz gerilimleri İÇİNDE Ve İLE değiştirme: sen kan basıncı=E B; sen CP=E C. Fazlar arası gerilimler UABPUACP ve artırın. Vektörler NP BEN 0 P Ve sen 0 P eşittir:

Diyagramdan aşağıdaki gibi, sen işlem sen TAMAM modulo ve varlığı nedeniyle fazda kaydırılmış aktif direnç RKP(1)(faz-toprak). Vektör diyagramlarının bazı özelliklerini not ediyoruz (Şekil 1.6, B Ve v):

1) akımlar ve faz voltajları, OP ve NP'nin doğrudan bileşenlerine ek olarak varlığını gösteren asimetrik ve dengesiz bir vektör sistemi oluşturur;

2) noktadaki fazlar arası gerilimler İLE sıfırdan büyükse, bu gerilmelerin oluşturduğu üçgenin alanı sıfırdan farklıdır. Tek fazlı kısa devre en az tehlikeli görünüm EPS'nin stabilitesi ve tüketicilerin çalışması açısından zarar.

Toprağa iki fazlı kısa devre(K(1,1)). Bu tür bir kısa devre, yalnızca aşağıdaki özelliklere sahip bir ağda da meydana gelebilir: ölü topraklanmış nötr(bkz. şekil 1.2, G). İki fazın toprağa kısa devresinin vektör diyagramı, noktalar için Şekil 1.7'de gösterilmiştir. İLE Ve R.

EMF'nin etkisi altında EİÇİNDE Ve EİLE hasarlı aşamalarda İÇİNDE Ve İLE

akımlar akışı BEN VK Ve BEN Sk yerden kapalı:

(1.8)

Hasarsız fazda akım yoktur:

(1.8) ve (1.9) dikkate alınarak üç fazın tümünün akımlarının toplamı sıfıra eşit değildir: BEN Ak+BEN vk+BEN Sk=BEN K(3)=3BEN 0 , toplam akımlar NP bileşeni içerir.

Kısa devrenin olduğu yerde, hasarlı fazların gerilimi İÇİNDE Ve İLE, yere kapalı, sıfıra eşittir: UBK=UCK=0. Hasarlı fazlar arasındaki voltaj da sıfırdır: UBCK=0. Bozulmamış faz gerilimi UAK normal kalır (akımlardan indüksiyonu ihmal edersek BEN VK Ve BEN Sk). Noktada İLE faz-faz gerilim üçgeni (Şekil 1.7, v) bir hatta dönüşür ve hasarlı ve hasarsız fazlar arasındaki faz-faz gerilimleri sen AB Ve sen CA faz voltajına indirgenir sen AK.. Bir nokta için akım ve gerilim diyagramı RŞekil 1.7'de yerleşik, B.

Artan stres nedeniyle UBR Ve UCP fazlar arası voltajlar da artar, fazlar arası voltajlar üçgeninin alanı artar ve NP'nin voltajı azalır:

Şekil 1.7. Toprağa iki fazlı kısa devre:

A- şema; kısa devre yerindeki ve rölenin kurulum yerindeki akım ve gerilimlerin vektör diyagramları R (B); kısa devre konumunda sıfır bileşen gerilim ve faz gerilimleri ( v) ve noktada R (G)

İki fazlı toprak arızaları için vektör diyagramları aşağıdaki özelliklere sahiptir:

1) akımlar ve gerilimler asimetrik ve dengesizdir, bu da doğrudan bileşenlere ek olarak NP ve OP'nin görünmesine neden olur;

2) arıza bölgesindeki gerilimlerdeki keskin düşüş nedeniyle, K(3)'ten sonraki bu tür hasar, güç sisteminin ve elektrik tüketicilerinin kararlılığı için en şiddetli olanıdır.

Çift topraklama hatası (K(1)). Böyle bir kısa devre, bir ark reaktörü aracılığıyla izole edilmiş veya topraklanmış bir nötr ile bir ağda meydana gelir. Altında çift ​​devre ağdaki farklı noktalarda iki fazın zımni toprak arızası (K1 Ve K2Şekil 1.8'de). Etkisi altında EMF farkı hasarlı fazlar EİÇİNDE-EİLE aşamalar halinde İÇİNDE Ve İLE K3 akımları var BEN VK Ve BEN Sk, noktalarda yerden kapanıyor K1 Ve K2. Bu noktalarda ve hasarlı fazlarda kısa devre akımları eşit değerde ve zıt fazlıdır: BEN vk=- BEN Sk; bozulmamış faz A akımı BEN AK = 0.

Güç kaynağı ile en yakın arıza yeri (nokta) arasındaki alandaki akımların vektör diyagramı K1) topraksız iki fazlı kısa devre ile aynı olacaktır (bkz. § 1.3, şekil 1.5). Bu bölümdeki faz akımlarının toplamı sıfırdır ( BEN Ak+BEN vk=BEN Sk=0), bu nedenle, faz akımlarında NP bileşenleri yoktur.

Güç hattının toprak arıza noktaları arasındaki bölümünde K1 Ve K2 koşullarda tek taraflı tedarik kısa devre akımı sadece bir fazda akar (faz İÇİNDEŞekil 1.8), yani tek fazlı kısa devre ile aynı şekilde (bkz. § 1.3). Bu bölümdeki toplam akım ve gerilimlerin vektör diyagramı, tek fazlı kısa devreler için olan şemaya benzer (bkz. Şekil 1.6, b Karşılıklı indüksiyonun EMF'si hasarsız fazların voltajını arttırır ve aralarındaki faz kayma açısını azaltır (0 Δ E dikkate alınmadı.