Несимметричные короткие замыкания

Исходные условия

Для определения токов и напряжений при несимметричных коротких замыканиях используется метод симметричных составляющих (см. раздел).
По заданной расчетной схеме (см. раздел) составляют схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.
Для них соответственно имеем:

где — симметричные составляющие тока в месте к.з.; — симметричные составляющие напряжения в месте к. з.; — результирующая э. д. с. схемы прямой последовательности; — результирующие сопротивления схем соответствующих последовательностей относительно точки к. з.
Дополнительные условия для определения симметричных составляющих токов и напряжений устанавливаются в зависимости, от вида к. з.
Расчет проводят для той фазы, которая при данном несимметричном повреждении находится в условиях, отличных от условий двух других фаз.

Схемы отдельных последовательностей

Схему прямой последовательности составляют так же, как и схему для вычисления токов трехфазного к. з.
В конце схемы (в точке к. з.) приложено напряжение .
Схему обратной последовательности составляют из тех же элементов, что и схему прямой последовательности. Для трансформаторов, воздушных линий, кабелей и реакторов

Для синхронных генераторов с успокоительными обмотками

Для синхронных генераторов без успокоительных обмоток

Для обобщенной нагрузки можно принимать .
Началом схемы обратной последовательности является точка, объединяющая начала всех генераторных ветвей (э. д. с. обратной последовательности генераторов равны нулю) и концы нагрузочных ветвей.
В конце схемы (в точке к. з.) приложено напряжение .
Вид схемы нулевой последовательности зависит от схемы сети высшего напряжения (110 кВ и выше), количества трансформаторов и автотрансформаторов и схемы соединения их обмоток.
Схемы замещения трансформаторов для токов нулевой последовательности при различных вариантах соединения обмоток приведены на рис. 38-22.

При соединении обмоток Υ₀/Δ для всех трансформаторов независимо от их типа и конструкции ; при соединениях обмоток Υ₀/Υ и Υ₀/Υ₀ следует использовать указанные схемы замещения, принимая для групп из однофазных, трехфазных, четырех-и пятистержневых (броневых) трансформаторов , а для трехфазных трехстержневых трансформаторов — соответствующие значения (в зависимости от конструкции ).

Сопротивление, через которое заземлена нейтраль обмотки трансформатора, вводится в схему нулевой последовательности утроенной величиной последовательно с сопротивлением данной обмотки.
На рис. 38-23, б дана схема замещения нулевой последовательности автотрансформатора, у которого общая нейтраль обмоток высшего и среднего напряжения глухо заземлена, а обмотка низшего напряжения соединена в треугольник. Значения сопротивлений и те же, что и в схеме прямой последовательности (см. раздел). Иногда последовательно с общей обмоткой автотрансформатора со стороны нейтрали включено сопротивление или встраивается регулировочный трансформатор.

Для сопротивлений нулевой последовательности воздушных линий передачи при повреждении вне линии можно принимать:
Для одноцепных линий без тросов или со стальными тросами …………..
Для одноцепных линий с заземленными хорошо проводящими тросами ..
Для двухцепных линий без тросов или со стальными тросами …………….
Для двухцепных линий с заземленными хорошо проводящими тросами ..
считая для одной цепи в среднем . Линии с заземлением тросов на одном конце имеют то же , что и линии без тросов.
При двухцепной линии реактивность нулевой последовательности каждой цепи увеличивается вследствие взаимной индукции от проводов второй параллельной цепи. Реактивность взаимной индукции нулевой последовательности между двумя параллельными цепями I и II определяется по формуле

где — эквивалентная глубина возврата тока через землю (зависит от проводимости земли и частоты тока; при f=50 ГЦ в качестве среднего значения принимают );

— среднее геометрическое расстояние между цепями I и II ( и т. д. — расстояния от каждого провода одной цепи до каждого провода другой цепи).
Схема замещения двухцепной линии для токов нулевой последовательности показана на рис. 38-24.

При одинаковых параллельных цепях () реактивность нулевой последовательности одной цепи с учетом взаимной индукций параллельной цепи будет равна:

где — индуктивность нулевой последовательности одной цепи при отсутствии второй.
В табл. 38-2 приведены значения и некоторых двухцепных линий 35-220 кВ.
Для случая двух параллельных линий, когда одна из них заземлена с обоих концов, эквивалентная схема замещения нулевой последовательности приведена на рис. 38-25, где

Если одна из параллельных линий имеет ответвление на подстанцию, то схема замещения нулевой последовательности будет иметь вид, представленный на рис. 38-26, где при и

Таблица 38-2 Реактивность нулевой последовательности двухцепных воздушных линий
Номинальное напряжение линии, кВ	Расположение проводов, расстояния, м	Реактивность нулевой последовательности, Ом/км
Номинальное напряжение линии, кВ	Расположение проводов, расстояния, м
		2,24	0,79
35		2,21	0,78
110		2,35	0,93
154		2,08	0,75
220		1,88	0,6

При коротком замыкании на одной из цепей двухцепной линии (рис. 38-27, а) схема нулевой последовательности, составленная с учетом взаимной индукции между цепями, представлена на рис. 38-27, б, где n — относительная длина участка линии от ее правого конца до точки к. з.; и -реактивности нулевой последовательности соответственно I и II цепей всей линии; — реактивность взаимной индукции нулевой последовательности между цепями всей линии. Когда цепи одинаковы, т. е. , схема замещения примет вид рис. 38-27, в.
На рис. 38-27, г представлено распределение токов нулевой последовательности для данного случая к. з.
Для трехжильных кабелей в ориентировочных подсчетах можно принять .
Составление схемы замещения нулевой последовательности следует начинать от точки к. з., где приложено напряжение (конец схемы). Далее в схему вводят те элементы, где протекают токи нулевой последовательности. Концы элементов, представляющих пути возврата токов нулевой последовательности, имеют потенциал земли, объединяя их в общую точку, получают начало схемы нулевой последовательности. Затем схему свертывают относительно точки к. з. для определения величины .
Сопротивления элементов в схемах обратной и нулевой последовательностей остаются без изменения для любого момента переходного процесса.