Сложные виды повреждений

Сложные виды повреждений представляют собой совокупность нескольких несимметричных замыканий или нарушений продольной несимметрии. Возможны случаи, когда в системе практически одновременно возникает как продольная, так и поперечная несимметрия в самых различных комбинациях. Практический интерес представляет одновременное нарушение симметрии лишь в двух точках системы (двукратная несимметрия), так как более сложные повреждения являются редким исключением. Среди них наиболее часто возникают двойные замыкания на землю в трехфазной системе с изолированной нейтралью и однофазные замыкания на землю с одновременным обрывом этой же фазы в системе с заземленной нейтралью.

Поскольку каждая точка нарушения симметрии характеризуется тремя симметричными составляющими тока и тремя симметричными составляющими напряжения, при двукратной несимметрии необходимо определить 12 неизвестных симметричных составляющих, для нахождения которых необходимо составить столько же независимых уравнений. Исходя из граничных условий, по каждому месту нарушения симметрии трехфазной системы можно составить по три уравнения связи симметричных составляющих тока и напряжения различных последовательностей, а исходя из схем замещения каждой последовательности записать уравнения, которые связывают соответственно симметричные составляющие тока и напряжения одноименной последовательности.

Двойное замыкание на землю. Двойное замыкание на землю в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью (рис. 13.5) рассматривается при условии, что замыкание на землю произошло одновременно в точке М фазы Вив точке N фазы С.

Рис. 13.5. Расчетная схема двойного замыкания на землю.

Граничные условия несимметрии при двойном замыкании на землю следующие:

Токи в замкнутых на землю фазах связаны между собой дополнительным условием.

Выражение граничных условий через симметричные составляющие приводят к равенству.

Схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей расчетной схемы (см. рис. 13.5) приведены на рис. 13.6.

Рис. 13.6. Схемы замещения прямой (а), обратной (б) и нулевой (в) последовательностей для расчетной схемы, представленной на рис. 13.5.

Далее они преобразуются к более удобному виду так, чтобы выделить ветви замыкания на землю с неизвестными симметричными составляющими тока и напряжения. Полученные в результате этого треугольники схем замещения прямой и обратной последовательностей преобразуются в эквивалентные трехлучевые звезды (рис. 13.7). Значения ЭДС ветвей в преобразованной схеме замещения прямой последовательности (см. рис. 13.7, а) определяют по формулам.

Puc. 13.7. Преобразования схем замещения прямой (о) и обратной (б) последовательностей Сопротивления лучей звезды схемы замещения прямой последовательности рассчитывают по формулам.

Для обратной последовательности структура формул аналогична. Дальнейшие преобразования позволяют определить ток прямой последовательности особой фазы для точки М:

где ЭДС и все сопротивления соответствуют элементам схем замещения прямой, обратной (см. рис. 13.7) и нулевой последовательностей (см. рис. 13.6, в).

Токи поврежденных фаз в местах замыкания за землю определяются через ток прямой последовательности особой фазы:

Однофазное короткое замыкание с одновременным разрывом фазы. Такое повреждение возможно при аварии выключателя с пофазным управлением или при обрыве одного фазного провода воздушной линии вблизи опоры, когда один конец его заземлился, а второй остался изолированным (рис. 13.8).

Рис. 13.8. Расчетная схема однофазного замыкания на землю с одновременным обрывом фазы.

Граничные условия определяются так же, как для случаев однократной поперечной и продольной несимметрии:

Дополнительная связь между токами и напряжениями прямой последовательности в местах несимметрии выражается следующими уравнениями:

В этих выражениях.

где х_К2 и х_ко — сопротивления схемы соответствующей последовательности относительно точки короткого замыкания при разрыве схемы в точке L; x_L2 и x_L0 — то же относительно места разрыва при отсутствии короткого замыкания; х^ и x^q — взаимные сопротивления между точкой короткого замыкания и местом разрыва в схемах соответствующих последовательностей.

Ток прямой последовательности определяется в соответствии со следующим выражением:

где х^¹-¹ = 2х_1? + x_oj; — результирующее сопротивление при однофазном коротком замыкании в точке К и отсутствии разрыва фазы в точке L;

___^xKL0. о ^XKL1. «_ ^XL1^XL0.

а —-ух.-, x_L ——-.

^хго ^xli ^xLi+2x_i0

Из формулы (13.32) непосредственно следует, что одновременные короткое замыкание и обрыв приводят к уменьшению тока короткого замыкания по сравнению со случаем отсутствия разрыва.