Con i cortocircuiti monofase, la simmetria di correnti e tensioni sistema trifaseè violato. Sulla base del metodo dei componenti simmetrici, un cortocircuito monofase sbilanciato viene sostituito da tre cortocircuiti trifase condizionalmente simmetrici per componenti simmetrici di sequenze diverse. La corrente di un cortocircuito monofase è costituita da tre componenti: sequenze dirette (I 1), inverse (I 2) e zero (I 0). Le resistenze degli elementi sono anche costituite dalle resistenze della sequenza diretta (R 1, X 1, Z 1), inversa (R 2, X 2, Z 2) e nulla (R 0, X 0, Z 0). Oltre alle macchine elettriche, le resistenze delle sequenze dirette e negative per gli elementi sono uguali tra loro (R 1 \u003d R 2, X 1 \u003d X 2) e sono uguali ai loro valori con a cortocircuito trifase. Le resistenze di sequenza zero sono generalmente significative più resistenza sequenze dirette e inverse. Nei calcoli pratici, accettano per cavi a tre fili:; per sbarre: 
[L.7]; per linee aeree: ; [L.4].
Per i trasformatori di potenza con schema di collegamento dell'avvolgimento D ¤ Y n, la resistenza di sequenza zero è uguale alla resistenza di sequenza positiva. Per i trasformatori con avvolgimenti Y ¤ Y n, le resistenze di sequenza zero superano notevolmente le resistenze di sequenza positiva.
Corrente monofase corto circuito sarà determinato:
Qui: - media Tensione nominale rete in cui si è verificato un cortocircuito (400 V); - resistenza totale risultante della sequenza zero relativa al punto di corto circuito, mOhm.
Viene determinata la resistenza risultante del cortocircuito, mOhm:
Qui: - resistenza induttiva equivalente del sistema esterno al trasformatore di alimentazione 6-10 / 0,4 kV, ridotta allo stadio BT, mOhm;
– resistenza di sequenza diretta del trasformatore riduttore, mΩ;
– resistenza del reattore, mΩ;
– resistenza sbarre, mΩ;
– resistenza delle linee in cavo, mΩ;
– resistenza delle linee aeree, mΩ;
- resistenza delle bobine di corrente degli interruttori automatici, mOhm;
– resistenza dei trasformatori di corrente, mΩ;
– resistenza transitoria del fisso connessioni di contatto e contatti mobili, resistenza di contatto dell'arco nel punto di cortocircuito, mOhm;
– resistenza di sequenza zero del trasformatore riduttore, mΩ;
– resistenza a sequenza zero delle sbarre, mΩ;
- resistenza attiva e induttiva della sequenza zero del cavo, mOhm;
– resistenza di sequenza zero linea aerea, mOhm.
Per un dato sistema di alimentazione (Fig. 4), è necessario determinare l'entità della corrente periodica per determinati punti durante un cortocircuito trifase e monofase (con il metodo dei componenti simmetrici).
Fig.4. Schema di progetto e circuito equivalente
1. Secondo lo schema progettuale, elaboriamo un circuito equivalente (Fig. 4).
2. Troviamo la resistenza degli elementi del cortocircuito in unità denominate (mΩ).
2.1. Resistenza induttiva del sistema esterno fino al trasformatore di alimentazione 10 / 0,4 kV (circuito ad alta tensione) (se la potenza di cortocircuito sul lato alto del trasformatore è sconosciuta, allora può essere accettata).
; mΩ.
2.2. Resistenze attive e induttive del trasformatore di alimentazione (resistenze di sequenza positiva e negativa: 
, ; resistenza zero dopo-
consistenza: , ) [L. 7]:
2.3. Resistenza sbarre 0,4 kV.
Per sbarre piatte in rame di dimensioni 80 x 10 mm (con distanza geometrica media tra le fasi di 15 cm), specifiche resistenze attive e induttive a corrente alternata per le sequenze dirette e inverse sono uguali, [L.6]. Per sequenza zero [L.7]:
Resistenza attiva e induttiva di tre sbarre 0,4 kV di sequenza diretta, inversa e zero:
La resistenza totale di tutte e tre le sbarre:
2.4. Resistenze attive e induttive dei cavi.
Resistenze attive e induttive specifiche dei singoli cavi di sequenza diretta, inversa e zero (linee guida):
I valori delle resistenze attive e induttive dei cavi:
2.5. Resistenze attive e induttive degli interruttori automatici (comprese le resistenze delle bobine di corrente degli sganciatori e le resistenze di contatto) [L.7].
La resistenza totale di tutte le macchine:
3. La corrente di un cortocircuito monofase per il punto "K 1".
Le resistenze attive e induttive risultanti del circuito di cortocircuito con un cortocircuito monofase nel punto "K 1":
Corrente di cortocircuito monofase nel punto "K 1":
4. La corrente di un cortocircuito trifase per il punto "K 1".
Le resistenze attive e induttive risultanti del cortocircuito con un cortocircuito trifase nel punto "K 1":
Corrente di cortocircuito trifase nel punto "K 1":
4. Linee guida per il calcolo delle correnti di cortocircuito e per la scelta delle apparecchiature elettriche. / Ed. BN Neklepaeva. – M.: Ed. NTs ENAS, 2001. - 152 p.
5. Kulikov Yu.A. Transitori nei sistemi elettrici. / Yu.A. Kulikov. - Novosibirsk: casa editrice di NSTU, 2002. - 283 p.
6. Manuale sulla progettazione di alimentazione, linee elettriche e reti. / Ed. Patata dolce. Bolshama, VI Krupovich, M.L. Fiducia in se stessi. ed. 2°, rev. e aggiuntivo – M.: Energia, 1974. – 696 pag.
7. Manuale di progettazione di alimentatori. / Ed. SUD. Barybina e altri - M.: Energoatomizdat, 1990. - 576 p.
8. Libro di consultazione sull'alimentazione delle imprese industriali. / Sotto il totale. ed. AA. Fedorov e G.V. Serbinovskij. In 2 libri. Libro 1. Informazioni di progettazione e calcolo. – M.: Energia, 1973. – 520 p.
9. Norme per l'installazione degli impianti elettrici. – 6a ed. - San Pietroburgo: Dean, 1999. - 924 p.
APPENDICE A
Corrente di cortocircuito trifase dalla rete è determinato in kiloampere dalla formula:
dove U H LV è la tensione concatenata nominale media, assunta come tensione di base; per reti da 0,4 kV si assume come tensione di base la tensione di 400 V;
La resistenza totale totale del circuito fino al punto di un cortocircuito trifase, che è la resistenza di sequenza positiva ed è determinata dalla formula in milliohm:
dove R 1∑ è la resistenza attiva totale del circuito al punto di cortocircuito, mOhm;
X 1∑ - resistenza induttiva totale fino al punto di cortocircuito, mOhm.
La resistenza attiva totale comprende le resistenze dei seguenti elementi:
La reattanza induttiva totale contiene le resistenze dei seguenti elementi:
Corrente K3 bifaseè determinato in chilometri dalla seguente formula:
,
dove è la tensione concatenata nominale media, assunta come tensione di base, V;
e - la resistenza totale totale della sequenza diretta e inversa, ed è pari a mOhm.
L'espressione (19) può essere scritta come segue
=,
dove è la resistenza totale del circuito al punto K3 con un cortocircuito bifase, mOhm.
,
La corrente di cortocircuito monofase è determinata dalla formula:
Le resistenze totali attive e induttive della sequenza zero fino al punto K3, rispettivamente, mOhm.
36. Resistenza termica degli apparati.
Resistenza termica apparato elettrico chiamato capacità di resistervi senza danni, impedendo ulteriori lavori, l'effetto termico delle correnti di una determinata durata che fluiscono attraverso le parti che trasportano la corrente. La caratteristica quantitativa della resistenza termica è la corrente di resistenza termica che scorre per un certo periodo di tempo. La più stressante è la modalità di cortocircuito, durante la quale le correnti rispetto a quelle nominali possono aumentare di dieci volte e la potenza delle fonti di calore - centinaia di volte.
37.Resistenza dinamica dei dispositivi
Resistenza elettrodinamica apparato è chiamato la sua capacità di resistere forze elettrodinamiche(EDF) derivanti dal passaggio di correnti di cortocircuito. Questo valore può essere espresso sia direttamente dal valore di ampiezza della corrente io din, in cui le sollecitazioni meccaniche nelle parti dell'apparecchio non superano i valori ammessi, o dalla molteplicità di tale corrente rispetto all'ampiezza della corrente nominale. A volte la resistenza elettrodinamica è stimata dai valori di corrente per un periodo (T \u003d 0,02 s, f \u003d 50 Hz) dopo l'inizio del cortocircuito.
38. Ordine di calcolo delle correnti di corto circuito.
Un cortocircuito (cortocircuito) è il collegamento di parti che trasportano corrente di diverse fasi o potenziali tra loro o al corpo di apparecchiature collegate a terra, nelle reti di alimentazione o nei ricevitori di potenza. Un cortocircuito può verificarsi per vari motivi, ad esempio deterioramento della resistenza di isolamento: in un ambiente umido o chimicamente attivo; in caso di riscaldamento o raffreddamento inaccettabile dell'isolamento; guasto meccanico dell'isolamento. Un cortocircuito può verificarsi anche a seguito di azioni errate del personale durante il funzionamento, la manutenzione o la riparazione, ecc.
In un cortocircuito, il percorso della corrente viene "accorciato" mentre attraversa il circuito bypassando la resistenza di carico. Pertanto, la corrente aumenta a valori inaccettabili se l'alimentazione del circuito non viene disattivata dal dispositivo di protezione. La tensione non può essere scollegata anche con un dispositivo di protezione, se si verifica un cortocircuito in un punto remoto e, quindi, la resistenza circuito elettrico sarà troppo grande e l'intensità della corrente per questo motivo sarà insufficiente per far scattare il dispositivo di protezione. Ma una corrente di questa entità può essere sufficiente per causare una situazione pericolosa, ad esempio per accendere i fili. La corrente di cortocircuito produce anche un effetto elettrodinamico sui dispositivi elettrici: i conduttori e le loro parti possono deformarsi sotto l'azione di forze meccaniche che si verificano a correnti elevate.
Sulla base di quanto sopra, i dispositivi di protezione devono essere selezionati in base alle condizioni dell'entità della corrente di cortocircuito (forza elettrodinamica, indicata in kA) nel luogo della loro installazione. A questo proposito, nella scelta di un dispositivo di protezione, diventa necessario calcolare la corrente di cortocircuito (SCC) del circuito elettrico. La corrente di cortocircuito per un circuito monofase può essere calcolata utilizzando la formula:
dove Ikz è la corrente di cortocircuito, Uph è la tensione di fase della rete, Zp è la resistenza del circuito (loop) fase-zero, Zt è l'impedenza dell'avvolgimento di fase del trasformatore sul lato bassa tensione.
dove Rp è la resistenza attiva di un filo del corto circuito.
dove ro - specifico resistenza del conduttore, L è la lunghezza del conduttore, S è l'area della sezione trasversale del conduttore.
Xp - resistenza induttiva di un filo del cortocircuito (solitamente presa dal calcolo di 0,6 ohm / km).
Tensione di cortocircuito del trasformatore (in % di Un):
Da qui l'impedenza dell'avvolgimento di fase del trasformatore (Ohm):
dove Ukz - tensione di cortocircuito del trasformatore (in% di Un) è indicata nei libri di riferimento; Anche la tensione non nominale del trasformatore, In - la corrente nominale del trasformatore - sono tratte dai libri di riferimento.
I calcoli di cui sopra vengono eseguiti in fase di progettazione. In pratica, è difficile farlo su oggetti già operativi a causa della mancanza di dati iniziali. Pertanto, quando si calcola la corrente di cortocircuito, nella maggior parte dei casi è possibile prendere la resistenza dell'avvolgimento di fase del trasformatore Zt uguale a 0 (valore reale ≈ 1∙10-2 Ohm), quindi:
Le formule fornite sono per condizioni ideali. Sfortunatamente, non tengono conto di fattori come torsioni, ecc., Che aumentano il componente attivo della catena Rp. Pertanto, solo una misurazione diretta della resistenza dell'anello di fase zero può fornire un'immagine accurata.
39. Corrente di rilascio, impostazione corrente, corrente di interruzione interruttore .
Liberatore
La corrente che scorre attraverso lo sganciatore elettromagnetico dell'interruttore porta allo spegnimento della macchina quando questa supera rapidamente e significativamente la corrente nominale dell'interruttore, che normalmente si verifica quando si verifica un cortocircuito nel cablaggio protetto. Un cortocircuito corrisponde ad una corrente elevata in rapidissimo aumento, che tiene conto del dispositivo di sgancio elettromagnetico, che consente un'azione pressoché istantanea sul meccanismo di sgancio dell'interruttore con un rapido aumento della corrente che scorre attraverso la bobina del solenoide di sgancio. La velocità di funzionamento del rilascio elettromagnetico è inferiore a 0,05 secondi.
Punto fisso la corrente sulla bilancia è contrassegnata dalla fabbrica; ovunque nella tabella, salvo dove diversamente indicato, è indicato come percentuale della corrente nominale dello sganciatore. Tra i limiti inferiore e superiore indicati sulla scala, le impostazioni sono regolabili in modo continuo.
Taglio eè il valore minimo della corrente che provoca il funzionamento istantaneo della macchina).
LAVORO DI CALCOLO
Argomento:"CALCOLO DI UN CORTO CIRCUITO BIFASE"
Obbiettivo: Sviluppo delle competenze nel calcolo dei cortocircuiti nei circuiti elettrici.
Opzione numero 2.
Compito numero 1. La figura 1 mostra uno schema di cortocircuito bifase. Definire:
1. Resistenza totale della sequenza diretta di due fasi (2Zf);
2. Corrente di cortocircuito (Ik);
3. Fase EMF (EA).
Poiché la tensione durante un cortocircuito bifase non contiene componenti di sequenza zero in nessun punto della rete, la condizione deve essere soddisfatta:
3Uo = UAK + UBK + UCK = 0, con UA = EA
Riso. 1. Schema di un cortocircuito bifase
Dati iniziali: ZB = 25 Ohm; ZС = 15 Ohm; EBC = 90 V; UVK = 100 V.
Avanzamento della soluzione:
La figura 1 mostra un cortocircuito metallico tra le fasi A e DA linee elettriche. Sotto l'influenza di campi elettromagnetici interfase EMU(Fig. 1) si verificano correnti di cortocircuito ioVCeiosk.
I loro valori sono determinati dalla formula:
ioPer(2) =UEM /2 ZF, (1)
dove 2 ZFè l'impedenza di sequenza diretta delle due fasi.
Impedenza di sequenza positiva 2 ZFè determinato dalla formula:
2 ZF= ZA+ ZDA, (2)
dove ZA, ZDA- impedenza delle fasi B e C, rispettivamente.
1. Secondo la formula (2), determiniamo la resistenza totale della sequenza diretta di due fasi (2Zph):
2 ZF= 25 ohm + 15 ohm = 40 ohm.
2. Secondo la formula (1), determiniamo la corrente di un cortocircuito bifase:
ioPer(2) = 90 V / 40 Ohm = 2,25 A.
Le correnti nelle fasi danneggiate sono uguali in valore ma opposte nella fase, e la corrente nella fase non danneggiata zero(quando non si tiene conto del carico): ioVC= iosk, IA = 0.
Non c'è corrente di sequenza zero (NP) con un cortocircuito bifase, poiché la somma delle correnti delle tre fasi io UN+ io B+ io C= 0 .
Tensione di fase intatta MA lo stesso in qualsiasi punto della rete e uguale alla fase EMF: u UN= e UN. Poiché la tensione concatenata con un cortocircuito metallico nel punto di cortocircuito u AVANTI CRISTOa= u Ba – u Ca= 0, quindi u Ba = u Ca,
cioè, le tensioni di fase delle fasi danneggiate nella posizione del guasto sono uguali in grandezza e coincidono in fase.
Poiché le tensioni di fase in un cortocircuito bifase non contengono componenti NP, in qualsiasi punto della rete deve essere soddisfatta la seguente condizione:
Considerando che al posto del corto circuito u BK= u CK e u AK= e UN, trova
(3)
Pertanto, nella posizione del guasto, la tensione di ciascuna fase danneggiata è pari alla metà della tensione della fase non danneggiata ed è di segno opposto.
3. Dalla formula (3) determiniamo la fase EMF della fase intatta (EA):
EA=–UBK /2.
EA=– 100 V /2 = – 50 V.
I cortocircuiti bifase sono caratterizzati da due caratteristiche:
1) i vettori di correnti e tensioni formano un sistema asimmetrico, ma bilanciato, che indica l'assenza di componenti NP. La presenza di squilibrio indica che le correnti e le tensioni hanno componenti di sequenza negativa (OP) insieme a quelle continue;
2) le tensioni di fase, anche nel sito del guasto, sono significativamente maggiori di zero, solo una tensione concatenata scende a zero e il valore delle altre due è 1,5 uF. Pertanto, un cortocircuito bifase è meno pericoloso per la stabilità dell'EPS e dei consumatori di energia elettrica rispetto a uno trifase.
Compito numero 2.
Disegna uno schema del collegamento di un trasformatore di tensione in una stella. Spiega come funziona questo circuito. |
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Secondo GOST 11677-75, l'inizio e la fine degli avvolgimenti primari e secondari dei trasformatori sono designati in un certo ordine. Gli inizi degli avvolgimenti dei trasformatori monofase sono indicati dalle lettere A, a, le estremità - X, x. Le lettere grandi si riferiscono agli avvolgimenti di tensione più alta e le lettere minuscole agli avvolgimenti di tensione più bassa. Se nel trasformatore, oltre al primario e al secondario, è presente anche un terzo avvolgimento con una tensione intermedia, il suo inizio è indicato con Am e la fine con Xm.
Nei trasformatori trifase si indicano l'inizio e la fine degli avvolgimenti: A, B, C; X, Y, Z - tensione più alta; Sono, Bm, Cm; Xm, Ym, Zm - tensione media; a, b, c; x, y, z - bassa tensione. Nei trasformatori trifase con collegamento fase-stella, oltre all'inizio degli avvolgimenti, a volte viene emesso anche il neutro, ovvero il punto comune di collegamento delle estremità di tutti gli avvolgimenti. È indicato con O, Om e o. La figura 1, a, b mostra gli schemi di collegamento degli avvolgimenti a stella ea triangolo come sono mostrati per i trasformatori trifase.
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a - le fem E1 ed E2 sono in fase; b - le fem E1 ed E2 sono sfasate di 180°; 1 - un giro dell'avvolgimento primario; 2 - giro dell'avvolgimento secondario
Figura 2 - Vettori di spostamento angolare forze elettromotrici a seconda della designazione delle estremità dell'avvolgimento
Assumiamo ora di aver modificato le designazioni dell'inizio e della fine della spira nell'avvolgimento secondario (Figura 2, b). Nessun cambiamento processo fisico La guida della fem non si verificherà, ma rispetto alle estremità della bobina, la direzione della fem cambierà nell'opposto, ad es. non sarà diretta dall'inizio alla fine, ma viceversa - dalla fine (x) alla inizio (a). Poiché nulla è cambiato nel turno 1, dobbiamo presumere che le fem E1 ed E2 siano sfasate di 180°. Pertanto, un semplice cambiamento nella designazione delle estremità equivale a uno spostamento angolare del vettore fem nell'avvolgimento di 180°.
Tuttavia, la direzione della fem può anche cambiare quando l'inizio e la fine degli avvolgimenti primari e secondari si trovano allo stesso modo. Il fatto è che gli avvolgimenti del trasformatore possono essere eseguiti a destra ea sinistra. L'avvolgimento è chiamato destro se le sue spire sono posizionate in senso orario durante l'avvolgimento, cioè sono disposte lungo l'elica destra (Figura 3, avvolgimento superiore). L'avvolgimento è chiamato sinistro se le sue spire sono avvolte in senso antiorario, cioè sono disposte lungo la linea elicoidale sinistra (Figura 3, avvolgimento inferiore).
Figura 3 - Spostamento angolare dei vettori EMF in funzione della direzione di avvolgimento degli avvolgimenti
Come si può vedere dalla figura, entrambi gli avvolgimenti hanno la stessa designazione finale. A causa del fatto che gli avvolgimenti sono perforati dallo stesso flusso, in ogni giro la direzione della fem sarà la stessa. Tuttavia, a causa dei diversi avvolgimenti, la direzione della fem totale di tutte le spire collegate in serie in ciascun avvolgimento è diversa: nel primario, la fem è diretta dall'inizio di A alla fine di X e nel secondario, da dalla fine di x all'inizio di a. Quindi, anche con la stessa designazione delle estremità, la fem degli avvolgimenti primari e secondari può essere spostata di un angolo di 180 °.
Per un trasformatore monofase, i vettori fem degli avvolgimenti possono coincidere o essere diretti in modo opposto (Figura 4, a, b). Se un tale trasformatore funziona da solo, per i consumatori è completamente indifferente il modo in cui la fem è diretta nei suoi avvolgimenti. Ma se tre trasformatori monofase lavorano insieme per linea corrente trifase, quindi per un corretto funzionamento è necessario che in ciascuno di essi i vettori emf siano diretti o come mostrato in figura 4, a, o come mostrato in figura 4, b.
a, b - monofase; in - trifase
Lo stesso vale per ogni trasformatore trifase. Se negli avvolgimenti primari la fem in tutte le fasi ha la stessa direzione, negli avvolgimenti secondari la direzione della fem deve necessariamente essere la stessa (Figura 4, c). Ovviamente, per gli avvolgimenti secondari, anche la direzione dell'avvolgimento e la designazione delle estremità devono essere le stesse.
Se l'avvolgimento è collegato erroneamente con una direzione di avvolgimento diversa o se le estremità sono collegate in modo errato, la tensione ricevuta dai consumatori diminuirà drasticamente e il normale funzionamento verrà interrotto. Condizioni particolarmente sfavorevoli si verificano se più trasformatori funzionano contemporaneamente dalla stessa rete, in cui gli sfasamenti tra le fem lineari sono diversi. Per evitare disturbi nel lavoro dei consumatori, si dovrebbero avere trasformatori con alcuni spostamenti angolari specifici dei vettori fem degli avvolgimenti.
Le direzioni dei vettori fem e gli spostamenti angolari tra di loro sono solitamente caratterizzati da gruppi di connessione di avvolgimento. In pratica, lo spostamento angolare dei vettori fem degli avvolgimenti BT e MV rispetto ai vettori fem dell'avvolgimento AT è indicato da un numero che, moltiplicato per 30°, dà l'angolo di ritardo dei vettori. Questo numero è chiamato il gruppo di connessione degli avvolgimenti del trasformatore.
Quindi, quando i vettori fem degli avvolgimenti coincidono nella direzione (spostamento angolare 0 °), si ottiene un gruppo di connessione 0 (Figura 4, a). Uno spostamento angolare di 180° (figura 4, b) corrisponde al gruppo 6 (30 x 6=180°). Come abbiamo visto, negli avvolgimenti dei trasformatori monofase possono esserci solo tali spostamenti angolari, quindi per loro sono possibili solo lo 0° e il 6° gruppo di connessioni. I collegamenti degli avvolgimenti dei trasformatori monofase sono abbreviati in I/I - 0 e I/I - 6.
Nei trasformatori trifase, i cui avvolgimenti possono essere collegati a stella oa triangolo, la formazione di 12 vari gruppi con uno sfasamento dei vettori lineari fem da 0 a 360° fino a 30°. Dei dodici possibili gruppi di composti in Russia, due gruppi sono standardizzati: 11° e 0° con uno sfasamento di 330 e 0°.
Si considerino, a titolo di esempio, gli schemi di collegamento Y/Y e Y/Δ (Figura 5, a, b). Avvolgimenti situati su un'asta, li rappresenteremo uno sotto l'altro; l'avvolgimento di tutti gli avvolgimenti (primario e secondario) sarà preso lo stesso; le direzioni delle fem di fase sono mostrate dalle frecce.
Figura 5 - Ottenere un gruppo di connessioni nel circuito stella-stella (a) Costruiamo un diagramma vettoriale della fem dell'avvolgimento primario (figura 5, a) in modo che il vettore fem della fase C sia orizzontale. Collegando le estremità dei vettori A e B, otteniamo il vettore della fem lineare EAB (AB). Costruiamo un diagramma vettoriale della fem dell'avvolgimento secondario. Poiché le direzioni della fem dell'avvolgimento primario e secondario sono le stesse, i vettori fem di fase dell'avvolgimento secondario sono costruiti in parallelo con i corrispondenti vettori dell'avvolgimento primario. Collegando i punti aeb e collegando il vettore Eab (ab) al punto A, ci assicuriamo che lo spostamento angolare tra la fem lineare dell'avvolgimento primario e secondario sia 0. Quindi, nel primo esempio, il gruppo di connessione dell'avvolgimento è 0. Questo è indicato come segue: Y / Yн -0 , che legge "una stella con un neutro derivato".
Considerando il secondo esempio (Figura 5, b), vediamo che il diagramma vettoriale della fem dell'avvolgimento primario è costruito allo stesso modo dell'esempio precedente. Quando si costruisce un diagramma vettoriale della fem dell'avvolgimento secondario, va ricordato che quando è collegata a un triangolo, la fase e la fem lineare coincidono sia in grandezza che in direzione.
Costruiamo il vettore emf della fase c, dirigendolo parallelamente al vettore C dell'avvolgimento primario. La fine della fase c (punto z) è collegata all'inizio della fase b, quindi, dalla fine del vettore c, tracciamo il vettore fem della fase b parallelo al vettore B. La fine della fase b è collegata all'inizio della fase a, quindi, dalla fine del vettore b (punto y), tracciamo il vettore fem di fase a parallelo al vettore A. Nel triangolo chiuso abc risultante, il vettore ab è la fem lineare Еab. Attaccando il vettore Eab al punto A, ci assicuriamo che sia spostato rispetto al vettore EAB di un angolo di 30° verso il piombo. Pertanto, il vettore Eab è in ritardo di 330° (30° x 11 = 330°) rispetto al vettore fem dell'avvolgimento HV. Quindi, in questo esempio, il gruppo di connessione dell'avvolgimento è 11. Questo è indicato come segue: Y / Δ -11, che recita: "stella - triangolo - undici".
In un trasformatore a tre avvolgimenti, il gruppo di connessione dell'avvolgimento è determinato in modo simile; in questo caso gli avvolgimenti sono considerati in coppia: il primario e uno degli altri due. Se si incontra la designazione Yn / Y / Δ - 0 - 11, allora deve essere letta come segue: "una stella con un neutro derivato - una stella - un triangolo - zero - 11". Ciò significa che per il trasformatore a tre avvolgimenti in esame, l'avvolgimento AT è collegato a una stella con il punto zero estratto, l'avvolgimento SN è collegato a una stella, l'avvolgimento BT è collegato a un triangolo, gli avvolgimenti AT e BT gruppo di connessione è zero, gli avvolgimenti AT e BT sono 11.
Abbiamo considerato solo due gruppi di connessione: 0 e 11. Modificando le designazioni delle estremità (spostando i simboli), puoi ottenere altri gruppi da 1 a 10. Tuttavia, questi gruppi non hanno trovato distribuzione e sono molto rari. In Russia sono standardizzati solo tre gruppi: Y/Y - 0, Y/Δ - 11 per trasformatori trifase, I/I - 0 - per trasformatori monofase.
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Scopo e condizioni per la costruzione di diagrammi vettoriali. Per comprendere le condizioni di funzionamento del relè, è conveniente utilizzare diagrammi vettoriali delle tensioni e delle correnti ad essi fornite. I seguenti punti di partenza sono presi come base per la costruzione di diagrammi vettoriali: per semplicità si considera il momento iniziale di un cortocircuito su una linea elettrica con alimentazione unilaterale in assenza di carico (Fig. 1.3, un); per ottenere gli angoli di fase effettivi tra correnti e tensioni si tiene conto della caduta di tensione non solo nella resistenza induttiva, ma anche attiva R cortocircuiti; l'impianto elettrico che alimenta il cortocircuito è sostituito da un equivalente generatore con EMF di fase e MA, e A, e DA rappresentante simmetrico ed equilibrato *1 un sistema di vettori rispetto al quale sono costruiti i vettori di correnti e tensioni.
Per semplificare la costruzione dei diagrammi, vengono solitamente considerati i cortocircuiti metallici, in cui la resistenza di contatto nel punto di chiusura RП = 0. La direzione dalla fonte di alimentazione al sito del guasto viene presa come direzione positiva delle correnti, rispettivamente, il EMF e cadute di tensione sono considerate positive, le cui direzioni coincidono con la direzione della corrente positiva.
diagramma vettoriale con cortocircuito trifase. Nella Figura 1.4, un viene mostrata una linea elettrica, sulla quale nel punto si è verificato un cortocircuito metallico di tre fasi A. Costruzione di un diagramma vettoriale (Fig. 1.4, b) inizia con la fase EMF e MA, e A, e DA. Sotto l'azione dell'EMF di fase, si verifica una corrente di cortocircuito in ciascuna fase:
Dove EF– fase EMF del sistema; ZC,rc,XC;ZLK,RLK,XL.K- resistenza del sistema e tratto danneggiato della linea di trasmissione di potenza (Fig. 1.4, un).
Correnti IAk=IВк=Isk=Ik avere uno sfasamento relativo al corrispondente EMF:
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Fig.1.4. Cortocircuito trifase: un- schema; b- diagramma vettoriale di correnti e tensioni |
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Tensione in un punto Per sono uguali a zero: UAk=UVk=Usk=0. Tensioni di fase nel luogo di installazione della protezione del relè, al punto R(fig.1.4, un), u AR=io AkRL.K+j io AkXL.K sono determinati sul diagramma (Fig. 1.4, b) come somma delle cadute di tensione nella resistenza attiva io AkRL, coincidente in fase con il vettore io Ak, e in reattanza io AkXL, spostato di 90° rispetto a io Ak. I vettori u
BP e u
CP. Moduli (valori assoluti) u
AP, u
BP,u
CP hanno gli stessi valori, ciascuno di questi vettori porta la corrente della stessa fase di un angolo φk =arctg(XL.K/RL.K). Per una linea di trasmissione da 35 kV, questo angolo è 45 - 55°, 110 kV - 60 - 78°, 220 kV (un filo in fase) - 73 - 82°, 330 kV (due fili in fase) - 80 - 85° , 500 kV (tre fili in fase) - 84-87°, 750 kV (quattro fili in fase) - 86-88°. Maggior valore φk corrisponde a una sezione trasversale maggiore del filo, poiché maggiore è la sezione trasversale, minore è R.
Dai diagrammi considerati dei cortocircuiti trifase segue: 1) i diagrammi vettoriali di correnti e tensioni sono simmetrici e bilanciati, poiché non contengono componenti della sequenza inversa e zero; 2) un cortocircuito trifase è accompagnato da una forte diminuzione nel mezzo tensioni di fase(sia al posto del cortocircuito che vicino ad esso). Di conseguenza K(3)è il danno più pericoloso per la stabilità del funzionamento in parallelo del sistema elettrico e dei consumatori di elettricità.
Cortocircuito bifase. Nella Figura 1.5, un mostrato cortocircuito metallico tra le fasi A e DA linee elettriche. Sotto l'influenza di campi elettromagnetici interfase EMU(fig.1.5, un) si verificano correnti di cortocircuito Ivk eIsk.
I loro valori sono determinati dalla formula IK(2)=EBC/2ZФ, dove 2 ZФè l'impedenza di sequenza diretta di due fasi ( 2 ZÔ=ZВ+ZС). Le correnti nelle fasi danneggiate sono di valore uguale, ma in fase opposta, e la corrente nella fase non danneggiata è zero (se non si tiene conto del carico):
Corrente di sequenza zero (NR) a K(2) assente, in quanto somma delle correnti delle tre fasi io A+io B+io C=0.
Per. Nella Figura 1.5, b vengono costruiti i vettori di fase EMF ed EMF tra fasi danneggiate e Sole. Guasto del vettore corrente io kVè in ritardo rispetto all'EMF che lo crea 
Tensione di fase intatta MA lo stesso in qualsiasi punto della rete e uguale alla fase EMF: u A=e UN. Poiché la tensione concatenata con un cortocircuito metallico nel punto di cortocircuito u BCk=u Nero - u Cc= 0, quindi:
Quelli. le tensioni di fase delle fasi danneggiate nella posizione del guasto sono uguali in grandezza e coincidono in fase.
Poiché le tensioni di fase in un cortocircuito bifase non contengono componenti NP, in qualsiasi punto della rete deve essere soddisfatta la seguente condizione:
Considerando che al posto del corto circuito u BK=u CK e u AK=e UN, trova
(1.3b)
Pertanto, nella posizione del guasto, la tensione di ciascuna fase danneggiata è pari alla metà della tensione della fase non danneggiata ed è di segno opposto. Sul vettore del diagramma u AK coincide con il vettore e UN, e i vettori u BK e u CK- uguali tra loro e opposti in fase al vettore e UN.
Diagramma vettoriale in punti P mostrato nella Figura 1.5, in. I vettori attuali rimangono invariati. Tensioni di fase A e DA al punto R sono uguali:
Più lontano è il punto R lontano dal cortocircuito, maggiore è la tensione: u BSR= u VR– u SR u AP= e UN. vettore corrente io BPè in ritardo rispetto alla tensione fase-fase u BCP all'angolo φк=arct(Xl/ Rl) .
I cortocircuiti bifase sono caratterizzati da due caratteristiche:
1) i vettori di correnti e tensioni formano un sistema asimmetrico, ma bilanciato, che indica l'assenza di componenti NP. La presenza di squilibrio indica che le correnti e le tensioni hanno componenti di sequenza negativa (OP) insieme a quelle continue;
2) le tensioni di fase, anche nel sito del guasto, sono significativamente maggiori di zero, solo una tensione concatenata scende a zero e il valore delle altre due è 1,5 UФ. Pertanto, un cortocircuito bifase è meno pericoloso per la stabilità dell'EPS e dei consumatori di energia elettrica.
Cortocircuito monofase (K(1)). Un guasto a terra in una fase provoca la comparsa di una corrente di cortocircuito solo all'interno reti elettriche 110 kV e oltre, funzionando con neutri di trasformatori con messa a terra solida. La natura delle correnti e delle tensioni che compaiono con questo tipo di danno sulla fase MA, spiega Fig.1.6, un.
Corrente di cortocircuito Iak derivanti sotto l'influenza di campi elettromagnetici EA, attraversa la fase danneggiata dalla fonte di alimentazione G e ritorna indietro lungo il terreno attraverso i neutri a terra N trasformatori:
(1.5)
Fig.1.6. Cortocircuito monofase:
un - schema; diagrammi vettoriali di correnti e tensioni al posto del cortocircuito ( b) e nel luogo in cui è installato il relè R (in), correnti ( G) e sollecitazioni ( d) componenti simmetriche al posto del cortocircuito
Le resistenze induttive e attive in questa espressione corrispondono al circuito fase-terra e differiscono dai valori di resistenza fase-fase. Vettore io Akè in ritardo rispetto al vettore EMF EA all'angolo 
Non ci sono correnti nelle fasi non danneggiate.
Tensione di fase difettosa MA al punto Per UAK=0 . Tensioni di fase intatte *2 A e DA uguale all'EMF di queste fasi:
(1.6)
Il diagramma vettoriale per il sito del danno è mostrato in Fig. 1.6, b. Tensioni interfase u ABK=u BK; u BCK=u BK-u CK;u CAK=u CK.
Le somme geometriche delle correnti e delle tensioni di fase sono pari a:
Quindi è chiaro che correnti di fase e le sollecitazioni contengono componenti NP:
Vettore io 0 Kè in fase con io AK vettore u 0 K in fase opposta e UN ed è pari a 1/3 del valore di tensione normale (prima del cortocircuito) della fase danneggiata MA:
u 0 K= - 1/3e A= -1/3u UN. Attuale io 0 K conduce la tensione u 0 K 90°.
Diagramma vettoriale in punti R in K(1) è mostrato in Fig. 1.6, in. Corrente di fase MA Rimane invariato. Tensione di fase difettosa
Vettore u AP davanti a io Ak all'angolo φк=arctg(Xl(1)/Rl(1)).
Tensioni di fase intatte A e DA non cambiare: u BP=e B; u CP=e C. Tensioni interfase UABPUACP e aumentare. vettori NP io 0 P e u 0 P sono uguali:
Come segue dal diagramma, u operazione u OK modulo e sfasato per la presenza resistenza attiva RKP(1)(fase-terra). Notiamo alcune caratteristiche dei diagrammi vettoriali (Fig. 1.6, b e in):
1) le correnti e le tensioni di fase formano un sistema di vettori asimmetrico e sbilanciato, che indica la presenza, oltre alle componenti dirette, di OP e NP;
2) tensioni interfase nel punto Perè maggiore di zero, l'area del triangolo formato da queste sollecitazioni è diversa da zero. Un cortocircuito monofase è il tipo di danno meno pericoloso dal punto di vista della stabilità dell'EPS e del funzionamento dei consumatori.
Cortocircuito bifase verso massa(K(1,1)). Questo tipo di cortocircuito può verificarsi anche solo in una rete con neutro solidamente collegato a terra (vedi Fig. 1.2, G). Il diagramma vettoriale del cortocircuito verso massa di due fasi è mostrato in Fig. 1.7 per punti Per e R.
Sotto l'influenza di campi elettromagnetici e A e e DA nelle fasi danneggiate A e DA
le correnti scorrono io VC e io sk chiuso attraverso il terreno:
(1.8)
Non c'è corrente nella fase integra:
La somma delle correnti di tutte e tre le fasi, tenendo conto (1.8) e (1.9), non è uguale a zero: io Ak+io Vk+io sk=io K(3)=3io 0 , le correnti totali contengono la componente NP.
Al posto di un cortocircuito, la tensione delle fasi danneggiate A e DA, chiusi al suolo, sono uguali a zero: UBK=UC=0. Anche la tensione tra le fasi danneggiate è zero: UBCK=0. Tensione di fase intatta Regno Unito rimane normale (se trascuriamo l'induzione dalle correnti io VC e io sk). Al punto Per triangolo della tensione fase-fase (Fig. 1.7, in) si trasforma in una linea e le tensioni concatenate tra le fasi danneggiate e non danneggiate u AB e u circa sono ridotti alla tensione di fase u AK.. Diagramma di correnti e tensioni per un punto R costruito in Fig.1.7, b.
A causa dell'aumento dello stress UBR e UCP aumentano anche le tensioni interfase, l'area del triangolo delle tensioni interfase aumenta e la tensione del NP diminuisce:
Fig.1.7. Cortocircuito bifase verso terra:
un- schema; diagrammi vettoriali di correnti e tensioni nel luogo del cortocircuito e nel luogo di installazione del relè R (b); tensione di sequenza zero e tensioni di fase nella posizione del cortocircuito ( in) e al punto R (G)
I diagrammi vettoriali per i guasti a terra bifase hanno le seguenti caratteristiche:
1) le correnti e le tensioni sono asimmetriche e sbilanciate, il che provoca la comparsa, oltre alle componenti dirette, di NP e OP;
2) a causa di una forte diminuzione della tensione nel punto del guasto, questo tipo di danno dopo K(3) è il più grave per la stabilità del sistema elettrico e dei consumatori di elettricità.
Doppio guasto a terra (K(1)). Un tale cortocircuito si verifica in una rete con un neutro isolato o collegato a terra attraverso un reattore ad arco. Un doppio guasto si riferisce al guasto a terra di due fasi in punti diversi della rete. (K1 e K2 in Fig. 1.8). Sotto l'azione della differenza nell'EMF delle fasi danneggiate e A-e DA in fasi A e DA ci sono correnti K3 io VC e io sk, chiudendosi nel terreno in alcuni punti K1 e K2. In questi punti e nelle fasi danneggiate, le correnti di cortocircuito sono uguali in valore e opposte in fase: io Vk=-
io sk; corrente di fase A intatta io AK = 0.
Diagramma vettoriale delle correnti nell'area compresa tra la sorgente di alimentazione e il punto di guasto più vicino (punto K1) sarà lo stesso di un cortocircuito bifase senza terra (vedi § 1.3, fig. 1.5). La somma delle correnti di fase in questa sezione è zero ( io Ak+io Vk=io Sk=0), pertanto, non ci sono componenti NP nelle correnti di fase.
Sulla sezione della linea elettrica tra i punti di guasto a terra K1 e K2 in condizioni di alimentazione unilaterale, la corrente di cortocircuito scorre solo in una fase (fase A in Fig. 1.8), cioè allo stesso modo di un cortocircuito monofase (vedi § 1.3). Il diagramma vettoriale delle correnti e delle tensioni totali in questa sezione è simile al diagramma per i cortocircuiti monofase (vedi Fig. 1.6, b L'EMF di mutua induzione aumenta la tensione delle fasi non danneggiate e riduce l'angolo di sfasamento tra loro (0 Δ e non preso in considerazione.