Лекция №3а (изучается самостоятельно)
Содержание
3. Особенности расчета коротких замыканий для релейной защиты
3.1. Общие положения
3.2. Междуфазные КЗ в одной точке
3.3. Короткие замыкания на землю в системах с заземленной нейтралью
3.4. Приведение на сторону высшего напряжения токов КЗ за трансформатором.
3.5. Учёт РПН трансформаторов при расчётах токов КЗ
3.6. Расчет токов КЗ в электроустановках напряжением до 1000 В
3.7. Учет изменения активного сопротивления проводников при КЗ
Особенности расчета коротких замыканий для релейной защиты
Общие положения
При выполнении релейной защиты, действующей на отключение, в сетях с глухозаземленными нейтралями (110 кВ и выше) учитываются трехфазные КЗ К (3), двухфазные КЗ - К (2) (между двумя фазами), двухфазные КЗ на землю - К (1,1) и однофазные КЗ - К (1). В сетях с глухозаземленными нейтралями защита выполняется двумя комплектами:
- комплектом от междуфазных КЗ, включенным на полные токи и напряжения фаз;
- комплектом от КЗ на землю, включенным на токи и напряжения нулевой последовательности.
В сетях с изолированными нейтралями или нейтралями, заземленными через дугогасящие реакторы, при выполнении релейной защиты, действующей на отключение, учитываются К (3), К (2) и двойные КЗ на землю З (1+1). При однофазных замыканиях на землю З (1) защита, как правило, выполняется действующей на сигнал, за исключением тех случаев, когда по условиям техники безопасности требуется отключение З (1). В этих сетях выполняют защиту от всех видов КЗ, и включается она на полные токи и напряжения, либо при З (1+1) включается на составляющие нулевой последовательности.
Работа релейной защиты определяется подводимыми токами, напряжениями и фазными углами между ними. Поэтому для анализа работы релейной защиты необходимо рассчитать токи в защите, напряжения в месте установки защиты, а также построить векторные диаграммы этих величин. При построении векторных диаграмм задаются условными положительными направлениями токов к месту КЗ, напряжений – к нейтральным, а ЭДС - от нейтральных точек системы.
С целью упрощения расчетов при КЗ не учитывают токи нагрузки и расчеты проводят для сверхпереходного режима без учета переходного сопротивления в месте КЗ (кроме сетей напряжением до 1000В).
При определении модуля тока в схемах с U ном > 35 кВ принимается 
, а аргумент тока определяется: 
Междуфазные КЗ в одной точке
Трехфазные КЗ рассматриваются для неразветвленной сети (рис.3.1). Исходными при построении векторной диаграммы являются фазные ЭДС системы Е А, Е В и Е С . Ток в фазах в месте КЗ и в защите одинаков и его модуль, например, для фазы А равен: 
, а аргумент (угол сдвига тока относительно Е А):
,
где: Хс, Rc – индуктивная и активная составляющие сопротивления питающей системы;
ХП, RП – индуктивная и активная составляющие сопротивления распределительной сети.
Значение фазного тока КЗ можно определить по известном значении линейной (междуфазной) ЭДС:
( 3.1)
Модуль фазного остаточного напряжения в месте установки защиты 
а аргумент 
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 и 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 принимается равенство сопротивлений прямой и обратной последовательностей Z1= Z2 =Z.
Исходными при построении векторной диаграммы являются векторы ЭДС системы. Ток в неповрежденной фазе 
, а так как сумма токов трех фаз равна нулю, то 
(рис.3.2). Токи в поврежденных фазах определяются эквивалентной ЭДС 
и суммой сопротивлений в контуре короткого замыкания. С учетом принятого выше допущения (Z1 = Z2 =Z) ток двухфазного КЗ можно определить по току трехфазного КЗ:
( 3.2)
В месте КЗ фазные напряжения поврежденных фаз 
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 релейной защиты от междуфазных КЗ.
