Токораспределение в сети на стороне ∆ силового трансформатора (∆/Υ-11) при двухфазном КЗ за трансформатором

Лекция

1. Токораспределение в сети на стороне ∆ силового трансформатора (∆/Υ-11) при двухфазном КЗ за трансформатором

Определим токораспределение в сети на стороне генераторного напряжения блока генератор-трансформатор АЭС (рисунок 1).

Примем те же допущения для упрощения анализа процессов в сетях, прилегающих к трансформатору, которые были приняты в предыдущей лекции.

Определим токораспределение на стороне ∆ при К⁽²⁾ за трансформатором используя метод симметричных составляющих.

При двухфазном КЗ за трансформатором в фазах в и с протекают токи КЗ І_к,в и І_к,с = - І_к,в (рисунки 1 и 2). Разложим на симметричные составляющие полные токи двухфазного (в,с) КЗ (рисунок 3).

На стороне ∆ в каждой фазной обмотке протекают фазные токи ПП и ОП.

Для нахождения полного линейного тока в фазе А на стороне ∆ определим линейные токи ПП и ОП в фазе А (рисунок 4).

Полный ток в фазе А І_АΛ на стороне ∆ в раз меньше тока короткого замыкания І_к,в на стороне Υ, то есть

Сравнивая векторные диаграммы на рисунках 3 и 4, приходим к выводу, что линейный ток в фазе А на стороне ∆ совпадает по фазе с током КЗ І_к,с на стороне Υ и противофазен току І_к,в .

Аналогично определим полный линейный ток в фазе В на стороне ∆, используя векторную диаграмму рисунка 4.

Сравнивая векторные диаграммы на рисунках 3, 4 и 5, приходим к следующим выводам:

1) полный линейный ток в фазе В на стороне ∆ в два раза больше тока І_АΛ; эти два тока противофазны;

2) линейный ток в фазе В на стороне ∆ совпадает по фазе с током КЗ І_к,в на стороне Υ.

Оценим количественно токи в фазах А и В на стороне ∆ в сравнении с током КЗ І_к,в на стороне Υ.

Аналогично определим полный линейный ток в фазе С на стороне ∆.

Рисунок 6. Векторные диаграммы токов ПП и ОП в фазе С на стороне ∆ при К⁽²⁾ (в, с) КЗ за трансформатором

Векторные диаграммы на рисунках 3, 4, 5 и 6 показывают, что токи в фазах А и С на стороне ∆ равны по величине и синфазны и, кроме того совпадают по фазе с током КЗ І_к,с на стороне Υ.

При двухфазных КЗ фаз а и в на стороне Υ или фаз с и а процессы в цепях протекают аналогично рассмотренным при К⁽²⁾ (в, с). На рисунке 8. приведены токораспределения на стороне ∆ и Υ и векторные диаграммы токов.

Выводы:

1. При двухфазном КЗ за силовым трансформатором (∆/Υ-11) в поврежденных фазах проходят токи КЗ І_к,ф в неповрежденной фазе на стороне Υ принимается ток равный нулю. На стороне ∆ токи внешнего короткого замыкания проходят по всем трем фазам А, В и С. В двух фазах токи равны по величине и синфазны, в третьей (перегруженной) фазе проходит удвоенный ток, который в больше тока КЗ на стороне Υ.

2. Полные линейные токи на стороне ∆ содержат в себе большие токи ОП, протекание которых в сети генераторного напряжения отрицательно сказывается на работе генератора. Перегрузка генератора токами ОП приводит к дополнительному разогреву генератора и появлению вибраций на его валу.

3. При удаленных К⁽²⁾, когда значение тока в перегруженной фазе на стороне ∆ можно считать равным току трехфазного КЗ, то есть для рисунка 8,в)

При близких К⁽²⁾, например, на вводах ВН блочного трансформатора, когда может быть больше тока трехфазного КЗ за трансформатором , значение тока в перегруженной фазе может оказаться больше тока в этой же фазе, но при К⁽³⁾ за трансформатором.

Эти дополнительные факторы необходимо учитывать при расчетах уставок защит трансформатора и генератора.

На рисунке 9 показаны токораспределения на сторонах ∆ и Υ при двухфазных коротких замыканиях различных фаз на стороне ∆.

Рисунок 9. Токораспределение на сторонах ∆ и Υ трансформатора (Υ/∆-11) при К⁽²⁾ различных фаз за трансформатором

На рисунке 10 для сравнения приведены токораспределения на сторонах ∆ и Υ силовых трансформаторов (∆/Υ-11) и (Υ/∆-11) при К⁽²⁾ (в,с) за трансформатором

12 Следующая ⇒