Нулевого провода линии

Способ автоматического контроля параметров нулевого провода воздушных линий 0,4 кВ Текст научной статьи по специальности «Энергетика»

Аннотация научной статьи по энергетике, автор научной работы — Серёжин Константин Сергеевич, Суворов Иван Флегонтович, Сидоров Александр Иванович

Разработанный способ автоматического контроля параметров нулевого провода основан на качественном анализе распределения токов через нулевой провод и совокупность повторных заземлителей, измерении разности тока в нулевом проводе в начале линии и тока в нулевом проводе за первым повторным заземлите-лем, осуществлении автоматического контроля целостности нулевого провода , определении места обрыва нулевого провода .

Похожие темы научных работ по энергетике , автор научной работы — Серёжин Константин Сергеевич, Суворов Иван Флегонтович, Сидоров Александр Иванович,

The way of automatic control of zero wire parameters of 0,4 kV airlines

The developed way of automatic control of zero wire parameters is based on the qualitative analysis of current distribution through the zero wire, measurement of current difference in the zero wire in the beginning of the line and in the zero wire behind the first repeated ground wire, realization of the automatic control of integrity of zero wire, and definition of the place of breakage of the zero wire.

Текст научной работы на тему «Способ автоматического контроля параметров нулевого провода воздушных линий 0,4 кВ»

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ НУЛЕВОГО ПРОВОДА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ 0,4 кВ

К.С. Серёжин, И.Ф. Суворов*, А.И. Сидоров**

*г. Чита, ЧГУ, **г. Челябинск, ЮУрГУ

THE WAY OF AUTOMATIC CONTROL OF ZERO WIRE PARAMETERS OF 0.4 kV AIRLINES

K.S. Serezhin, I.F. Suvorov, A.I. Sidorov Chita, ChSU, Chelyabinsk, SUSU

Разработанный способ автоматического контроля параметров нулевого провода основан на качественном анализе распределения токов через нулевой провод и совокупность повторных заземлителей, измерении разности тока в нулевом проводе в начале линии и тока в нулевом проводе за первым повторным заземлите-лем, осуществлении автоматического контроля целостности нулевого провода, определении места обрыва нулевого провода.

Ключевые слова: нулевой провод, распределение токов, место обрыва.

The developed way of automatic control of zero wire parameters is based on the qualitative analysis of current distribution through the zero wire, measurement of current difference in the zero wire in the beginning of the line and in the zero wire behind the first repeated ground wire, realization of the automatic control of integrity of zero wire, and definition of the place of breakage of the zero wire.

Keywords: zero wire, current distributions, place of breakage.

Практика эксплуатации линий электропередачи 0,4 кВ показала, что основными причинами обрыва нулевого провода являются:

— длительное однофазное короткое замыкание в конце длинной линии, приводящее к отгоранию нулевого провода в местах контактных соединений;

— постепенное электроэрозионное разрушение нулевого провода при схлестывании с фазным в местах наибольшей стрелы провеса.

При несимметричной нагрузке обрью или увеличение сопротивления системы «нулевой про-вод-земля» вызывает появление у потребителей значительных перенапряжений в наименее нагруженных фазах, что приводит к массовому выходу из строя оборудования потребителей и возникновению электро-, пожаро- и взрывоопасных ситуаций.

Обеспечение непрерывности нулевого провода предполагает постоянный контроль за его состоянием и параметрами и в случае аварии отключение отходящей линии от трансформаторной подстанции.

Известен способ определения повреждения нулевого провода в сетях 0,4 кВ путем определения сопротивления петли фаза-нуль [1].

Основным недостатком при измерении сопротивления петли фаза-нуль является невозможность точно определить, чем вызвано увеличение суммарного сопротивления петли фаза-нуль: обрывом нулевого провода или недопустимым увеличением

сопротивления фазных проводов, а также невозможностью организации постоянного автоматического контроля указанных аварийных состояний.

Существует устройство, использующее наложение на напряжение сети оперативного постоянного тока и предназначенное для контроля зануле-ния конкретной электрической установки [2], содержащее основной трехфазный дроссель, источник оперативного постоянного тока, дополнительный трехфазный дроссель и реагирующий орган.

Недостатком устройства, использующего наложение на напряжение сети оперативного тока, является контроль непрерывности лишь одного участка цепи зануления, а кроме того, ухудшение качества электроэнергии.

Известно также устройство контроля непрерывности заземляющего провода передвижных горнодобывающих электроустановок [3], включающее блок приема импульсов, установленный на питающей подстанции, где находится центральный заземлитель, который посылает в сеть опросные импульсы, каждый из которых предназначен для запуска соответствующего блока передачи импульсов, установленного на той или иной передвижной электроустановке. Блок передачи импульсов по контуру нулевой последовательности или по цепи (сопротивление самозаземления -грунт — центральный заземлитель — совокупность фазных проводов) передает на блок приема им-

пульсы, которые дешифруются и преобразуются в контрольный сигнал. Величина этого контрольного сигнала и является критерием непрерывности цепи заземления.

Недостатками известного способа и устройства являются:

— ухудшение качества электроэнергии в данной сети из-за прохождения импульсного тока через совокупность фазных проводов;

— за счет временного ограничения полосы пропускания нарушается импульсный характер сигнала, импульсный сигнал конечной длительности «расплывается», переходные процессы в канале продолжаются после выключения /-го сигнала и происходит наложение сигналов, что приводит к ухудшению чувствительности;

— контроль параметров нулевого провода по каждой защищаемой линии производится через некоторые промежутки времени, длительность которых зависит от количества защищаемых линий, т.е. контроль осуществляется непостоянно.

Известен способ автоматического контроля параметров нулевого провода воздушных и кабельных линий 0,4 кВ [4], включающий пропуска^ ние высокочастотных импульсов через нулевой провод и совокупность повторных заземлителей защищаемых линий, прием импульсов, их дешифрацию, регистрации амплитуды импульсов и подачу сигнала на отключение линии при значениях амплитуды импульсов ниже определенной величины, когда через каждую защищаемую линию осуществляется непрерывная передача импульсов определенной частоты, отличающейся на 200 Гц для соседних каналов частоты. А перед дешифрацией дополнительно производят измерения частоты и разделение спектра сигналов по исходным полосам частот, определяют амплитуды импульсов, соответствующих каждой линии, и при уменьшении амплитуды импульсов более чем на 15 % от амплитуды импульсов в нормальном режиме работы производят отключение линии с нарушенными параметрами нулевого провода.

Недостатки данного способа:

— ухудшение качества электроэнергии в данной сети за счет пропускания высокочастотных импульсов через нулевой провод и совокупность повторных заземлителей;

— необходимость дополнительной установки фильтров, препятствующих попаданию высокочастотных импульсов в цепь нагрузки;

— высокая сложность и стоимость устройства.

Наиболее близким к этому способу по технической сущности является устройство контроля непрерывности нулевого провода воздушных линий 0,4 кВ, в основу которого положен принцип сравнения тока 10\ в нулевом проводе в начале линии и тока /3 в заземлении нейтрали питающего трансформатора [5]. Как было установлено, в нормальном режиме работы сети при любом распределении нагрузки между линиями величина тока

/о! всегда больше величины тока /3. При нарушении непрерывности нулевого провода соотношение /о1>/3 нарушается, что и используется для обнаружения возникновения аварийной ситуации и выработки сигнала, который подается на исполнительный механизм, отключающий неисправную линию.

Смотрите так же:  Можно ли преобразовать 220 в 380

Недостатком этого устройства является малая зона контроля, так как оно надежно работает на длинах до 500 м. Согласно анализу схем городских электросетей длина отдельных линий распределительных сетей 0,4 кВ не превышает 300-400 м. Поэтому в городских условиях зоны действия 500 м достаточно, а в сельской местности зачастую нет, так как линии 0,4 кВ в сельской местности могут достигать длин порядка 1,5-2 км.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение качества контроля непрерывности и параметров нулевого провода, увеличение достоверности определения места его обрыва.

Технический результат достигается тем, что способ автоматического контроля параметров нулевого провода воздушных линий 0,4 кВ основан на измерении и использовании соотношения тока /о1 (в нулевом проводе в начале линии) и тока /02 (в нулевом проводе за первым повторным заземлите-лем). В нормальном режиме работы сети между током в нулевом проводе в начале линии и током в нулевом проводе за первым повторным заземлите-лем существует определенное соотношение, зависящее от физических параметров сети, которое может быть рассчитано для каждой конкретной сети. При обрыве нулевого проводника величина токов изменяется.

Отличительной особенностью данного способа является измерение разности ТОКОВ А/0=/01-/02 И анализ данной величины для получения информации об обрыве нулевого провода. Если значение разности токов А/0, подаваемое в вычислительный блок, превышает значение, измеренное для нормального режима с учетом колебания несиммет-рии нагрузки и сезонности колебаний сопротивлений повторных заземлений, блок принятия решения генерирует сигнал на отключение, подаваемый на исполнительный механизм.

Сущность предлагаемого устройства поясняется на рисунках. На рис. 1 представлена схема замещения участка, на рис. 2 — графики изменения токов по участкам нулевого провода при обрывах на каждом из них, на рис. 3 — график изменения А/0=/01-/02 в зависимости от места обрыва нулевого провода: А/0 = Я1обр).

Дополнительное измерение разности токов А/о=/о1-/о2 позволяет также определить предполагаемое место обрыва с учетом заданной погрешности.

Результаты исследований на математической и физической моделях электрической сетей при обрыве нулевого провода представлены на рис. 2.

Сережин К.С., Суворов И.Ф., Сидоров А.И. _________ ____

Способ автоматического контроля параметров нулевого провода воздушных линий 0,4 кВ

Рис. 2. Графики изменения токов по участкам нулевого провода

Семь способов борьбы с потерями в воздушных электрических сетях

Причины потерь электроэнергии в воздушных линиях и способы борьбы с ними, на основе практического опыта.

Вероятно, каждый, кто имеет дом в деревне, живет в частном секторе в городе или строит свой дом, со временем столкнется с проблемой нестабильности электросети. Это выражается в резких бросках напряжения, проблемах защиты электроприборов при грозах, длительных периодах сильно завышенного или сильно заниженного напряжения в электросети.

Многие из этих проблем связаны с особенностями воздушных электрических линий, другие, с невыполнением элементарных правил прокладки линий и их обслуживания. К сожалению, в нашей стране все более внедряется в жизнь лозунг: «Спасение утопающих – дело рук самих утопающих». Поэтому, попробуем рассмотреть эти проблемы и способы их решения подробнее.

Откуда берутся потери в электрических сетях?

Во всем виноват Ом.

Для тех кто, знаком с законом Ома, не трудно вспомнить, что U=I*R. Это значит, что падение напряжения в проводах электролинии пропорционально ее сопротивлению и току через нее. Чем больше это падение, тем меньше напряжение в розетках у вас дома. Поэтому сопротивление линии электропередач нужно снижать. Причем ее сопротивление складывается из сопротивления прямого и обратного провода — фазы и нуля от трансформатора подстанции до вашего дома.

Непонятная реактивная мощность.

Вторым источником потерь является реактивная мощность или точнее реактивная нагрузка. Если нагрузка чисто активная, например это лампы накаливания, электронагреватели, электроплитки, то электроэнергия потребляется практически полностью ( кпд более 90%, cos стремится к 1). Но это идеальный случай, обычно нагрузка имеет емкостной или индуктивный характер. Реально косинус фи потребителя величина изменяемая по времени и имеет значение от 0.3 до 0.8, если не применять специальных мер.

При реактивной нагрузке имеет место явление неполного поглощения энергии, ее отражения от нагрузки и циркуляция паразитных токов в проводах. При этом получаются дополнительные потери в проводах на нагрев, броски напряжения и тока, приводящие к неисправностям. Например, частично нагруженный асинхронный электродвигатель электропилы или пилорамы имеет cos 0.3- 0.5. Кроме тепловых потерь, при наличии мощной реактивной нагрузки сильно «врут» электросчетчики.

Из статистики известно, что по причине, нескомпенсированной реактивной мощности потребитель теряет до 30% электроэнергии. Для того чтобы ликвидировать такие типы потерь, используются компенсаторы реактивной мощности. Такие устройства серийно выпускаются промышленностью. Причем они бывают от «однорозеточного» варианта, до устройств, устанавливаемых на трансформатор подстанции.

Оборотни в фуфайках.

Третьим источником потерь, является банальное воровство электроэнергии. Казалось бы, этим должны заниматься правоохранительные органы, но они не имеют отделов энергоаудита. Поэтому, третьим источником потерь тоже должен заниматься потребитель, т.к. по закону у него должен стоять общедомовой или общехозяйственный счетчик и за воровство паршивой овцы платит все стадо.

Оценка потерь в линии на конкретном примере.

Активное сопротивление линии R=(ρ*L)/ S, где ρ — удельное сопротивление материала провода, L- его длина, S – поперечное сечение. Для меди удельное сопротивление составляет 0,017, а для алюминия 0,028 Ом*мм2/м. Медь имеет почти в два раза меньшие потери, но она гораздо тяжелее и дороже алюминия, поэтому для воздушных линий обычно выбирают алюминиевые провода.

Таким образом, сопротивление одного метра алюминиевого провода, сечением 16 квадратных миллиметров, составит (0.028 х 1)/16=0.0018 Ом. Посмотрим, каковы будут потери в линии длиной 500 м, при мощности нагрузки 5 кВт. Так как ток течет по двум проводам, то длину линии удваиваем, т.е. 1000 м.

Сила тока при мощности 5 кВт составит: 5000/220=22.7 А. Падение напряжения в линии U=1000х0.0018х22.7=41 В. Напряжение на нагрузке 220-41=179 В. Это уже меньше допустимых 15% снижения напряжения. При максимальном токе 63 А, на который рассчитан этот провод ( 14 кВт), т.е. когда свои нагрузки включат ближайшие соседи, U=1000х0.0018х63=113 В! Именно поэтому в моем дачном доме по вечерам еле светится лампочка!

Способы борьбы с потерями.

Первый простейший способ борьбы с потерями.

Первый способ основан на снижении сопротивления нулевого провода. Как известно ток течет по двум проводам: нулевому и фазному. Если увеличение сечения фазного провода достаточно затратное (стоимость меди или алюминия плюс работы по демонтажу и монтажу), то сопротивление нулевого провода можно уменьшить достаточно просто и очень дешево.

Этот способ использовался с момента прокладки первых линий электропередач, но в настоящее время из-за «пофигизма» или незнания часто не используется. Заключается он в повторном заземлении нулевого провода на каждом столбе электролинии или (и) на каждой нагрузке. В этом случае параллельно сопротивлению нулевого провода подключается сопротивление земли между нулем трансформатора подстанции и нулем потребителя.

Если заземление сделано правильно, т.е. его сопротивление менее 8 Ом для однофазной сети, и менее 4 Ом для трехфазной, то удается существенно (до 50%) снизить потери в линии.

Второй простейший способ борьбы с потерями.

Второй простейший способ тоже основан на снижении сопротивления. Только в этом случае необходимо проверять оба провода — ноль и фазу. В процессе эксплуатации воздушных линий из-за обрыва проводов образуется места локального повышения сопротивления – скрутки, сростки и т.д. В процессе работы в этих местах происходит локальный разогрев и дальнейшая деградация провода, грозящая разрывом.

Смотрите так же:  Станок скрутки проводов

Такие места видны ночью из-за искрения и свечения. Необходимо периодически визуально проверять электролинию и заменять особо плохие ее отрезки или линию целиком.

Для ремонта лучше всего применить самонесущие алюминиевые изолированные кабели СИП. Они называются самонесущими, т.к. не требуют стального троса для подвески и не рвутся под тяжестью снега и льда. Такие кабели долговечны (срок эксплуатации более 25 лет), есть специальные аксессуары для легкого и удобного крепления их к столбам и зданиям.

Третий способ борьбы с потерями.

Понятно, что третьим способом является замена отслужившей «воздушки» на новую.

В продаже имеются кабели типов СИП-2А, СИП-3, СИП-4. Сечение кабеля выбирают не менее 16 квадратных миллиметров, он может пропускать ток до 63 А, что соответствует мощности 14 кВт при однофазной сети и 42 кВт при трехфазной. Кабель имеет двухслойную изоляцию и покрыт специальным пластиком, защищающим изоляцию проводов от солнечной радиации. Примерные цены на СИП можно посмотреть здесь: http://www.eti.su/price/cable/over/over_399.html. Двухпроводный СИП кабель стоит от 23 руб. за погонный метр.

Четвертый способ борьбы с потерями.

Этот способ основан на применении специальных стабилизаторов напряжения на входе в дом или другой объект. Такие стабилизаторы бывают как однофазного, так и трехфазного типа. Они увеличивают cos и обеспечивают стабилизацию напряжения на выходе в пределах + — 5%, при изменении напряжения на входе + — 30%. Их мощностной ряд может быть от сотен Вт до сотен кВт.

Вот несколько сайтов посвященных стабилизаторам : http://www.enstab.ru, http://www.generatorplus.ru, http://www.stabilizators.ru/, http://www.aes.ru. Например, приведенный на сайте http://www.gcstolica.ru/electrotech/stabilizer/x1/ однофазный стабилизатор «Лидер», мощностью 5 кВт, стоит 18500 руб. Отметим однако, что из-за перекоса фаз и потерь в электролинии, напряжение на входе стабилизатора может падать ниже 150 В. В этом случае, срабатывает встроенная защита и вам ничего не остается, как снизить свои потребности в электроэнергии.

Пятый способ компенсации потерь электроэнергии.

Это способ использования устройств компенсации реактивной мощности. Если нагрузка индуктивная, например различные электромоторы, то это конденсаторы, если емкостная, то это специальные индуктивности. Посмотреть примеры реализации можно здесь: http://www.emgerson.ru/produkciya/krm, http://www.nucon.ru/dictionary/kompensator-reaktivnoi-moshnosti.php, http://www.sdsauto.com/kompensator_moschnosti.html, http://www.vniir.ru/production/cat/cat/abs-vniir-ukrm.pdf и т.д.

Шестой способ – борьба с воровством электроэнергии.

По опыту работы, самым эффективным решением является вынос электросчетчика из здания и установка его на столбе линии электропередачи в специальном герметичном боксе. В этом же боксе устанавливаются вводный автомат с пожарным УЗО и разрядники защиты от перенапряжений.

Седьмой способ борьбы с потерями.

Этот способ снижения потерь за счет использования трехфазного подключения. При таком подключении снижаются токи по каждой фазе, а следовательно потери в линии и можно равномерно распределить нагрузку. Это один из самых простых и самых эффективных способов. Как говорят: «Классика жанра».

Выводы.

Если вы хотите снизить потери электроэнергии, то сначала сделайте аудит ваших электросетей. Если вы сами не в состоянии это сделать, то сейчас много организаций готовы помочь вам за ваши деньги. Надеюсь, что советы, приведенные выше, помогут осознать с чего начать и к чему стремиться. Все в ваших силах. Желаю успехов!

Сопротивление линий электропередачи токам нулевой

Последовательности

Первоначально рассмотрим двухпроводную воздушную линию (ВЛ) электропередачи. Погонная (на единицу длины линии, обычно на 1 км) индуктивность и соответственно погонное индуктивное сопротивление двухпроводной линии определяется отношением магнитного потока, пронизывающего контур между центрами проводов, к току в линии. При этом одна часть потока пронизывает провод (внутренний поток ), а вторая пронизывает контур между проводами (внешний поток ).

При вычислении внутреннего потока полагаем плотность тока одинаковой по сечению (это допустимо при частоте тока 50 Гц), а линии магнитной индукции внутри провода в виде концентрических окружностей, каждая из которых охватывает часть тока

,

где — расстояние до центра провода, — радиус провода. Эта часть тока охватывается потоком (при единичной длине линии)

.

При вычислении потока учитывается, что элементарный поток охватывает указанную часть тока, т.е.

.

Индуктивность, соответствующая внутреннему потоку,

не зависит от радиуса провода.

Индуктивность, обусловленная внешним потоком

,

где — расстояние между проводами.

Полная индуктивность двухпроводной линии

а индуктивное погонное сопротивление соответственно

. (2.5)

Здесь — эквивалентный радиус провода (учитывается протекание тока только по поверхности провода, что соответствует сверхпроводящему материалу провода), которым заменяется действительный провод,

.

Структура выражения учитывает только индуктивность, обусловленную внешним потоком. Поток внутри провода заменяется потоком между эквивалентным и действительным радиусами. Очевидно, чтобы притом же токе и отсутствии внутреннего магнитного поля создать поток, равный сумме потоков от внутреннего и внешнего магнитных полей реального провода, заменив, таким образом, внутренний магнитный поток внешним, радиус провода из сверхпроводящего материала должен быть соответственно уменьшен.

Для многожильных проводов . Для шин прямоугольного сечения . Для пакета из нескольких полос под следует понимать толщину пакета в целом.

С повышением напряжения от 6 до 220 кВ увеличивается расстояние между проводами от 0,5 до 5 метров. Индуктивность линии при этом увеличивается незначительно, так как основной поток охватывает ток в непосредственной близости к проводу. Кроме того, с увеличением напряжения диаметр проводов также обычно увеличивается.

Линии напряжением 330-1150 кВ выполняются с расщеплёнными проводами. Для таких линий вместо следует брать средний геометрический радиус системы проводов одной фазы

,

где — число проводов в фазе, — среднее геометрическое расстояние между проводами фазы.

Выразив в (2.5) натуральный логарифм через десятичный и подставив в это выражение Гн/км, получим

.

При частоте тока 50 Гц индуктивное сопротивление равно

, (2.6)

при этом полное сопротивление провода

,

где — активное сопротивление провода.

Далее получим выражение для определения индуктивного сопротивления контура провод-земля.

Линии магнитного поля, создаваемого токами в земле, имеют большую длину, поэтому магнитная индукция, магнитный поток и соответственно индуктивность земли незначительны. Обычно считают, что индуктивность контура провод-земля определяется лишь индуктивностью провода. Поскольку земля представляет собой проводник очень больших размеров, а ток в земле является переменным, то его распределение в земле неравномерно. Наибольшая плотность тока оказывается на поверхности земли под проводом (рис. 2.3), а по мере удаления в стороны и углубления в землю плотность тока уменьшается.

Если пренебречь токами в тех частях земли, где их плотность не превышает 5% плотности тока под проводом, то можно считать, что в проведении тока в земле участвует объём земли, заключённый в полуцилиндре, ось которого находится на поверхности земли под проводом. Радиус поперечного сечения полуцилиндра зависит от удельной проводимости земли. Проводимость сырой земли составляет См/см, сухой земли — См/см. В первом случае радиус полуцилиндра равен 1,5 км, во втором несколько больше.

Аналитическое выражение для закона распределения тока в земле (распределение тока в земле подчиняется закону, аналогичному закону растекания тока в массивных проводниках) является довольно сложным вследствие непостоянства проводимости земли вдоль трассы воздушной линии и по мере удаления от оси линии, конечных размеров земли и влияния концевого эффекта, т.е. особого распределения тока в местах его входа в землю и выхода из неё.

Смотрите так же:  Электрические схемы газ-3110 волга

Для упрощения задачи обычно землю считают однородным проводником, имеющим бесконечные размеры, а влиянием концевого эффекта пренебрегают. При указанных допущениях выражение для индуктивного сопротивления провода воздушной линии, при возврате тока в земле и частоте тока Гц имеет вид:

.

Это выражение можно представить в следующем виде

, (2.7)

где -эквивалентная глубина возврата тока в земле.

Сравнивая выражения (2.6) и (2.7), можно сделать вывод, что они аналогичны, только в (2.7) вместо расстояния между прямым и обратным проводом входит величина .

Величина колеблется в пределах от 90 (сухая земля) до 3000 м (морская вода). Для зоны Северного Кавказа примерно равна 1000 м. Поскольку , то обычно не учитывается.

ЛЕКЦИЯ 9

Одноцепная линия. Сопротивление нулевой последовательности трёхфазной воздушной линии складывается из собственного сопротивления фазы и двух взаимных сопротивлений (остальных фаз) и

.

Векторы токов (напряжений и потоков) нулевой последовательности всех фаз совпадают по направлению. Приближённо считая, что проводники трёхфазной линии расположены в вершинах равностороннего треугольника или выполнен полный цикл транспозиции проводов, запишем

,

где — средний геометрический радиус системы трёх проводов.

С физической точки зрения между сопротивлениями прямой и нулевой последовательностей линии имеется глубокое различие. Для токов нулевой последовательности потоки взаимоиндукции увеличивают поток линии и пропорциональное ему сопротивление; для токов прямой (обратной) последовательности потоки взаимоиндукции оказывают размагничивающее действие, что приводит к уменьшению сопротивления. Таким образом, линии всегда оказывается большим ( ).

Двухцепная линия. Для двухцепной воздушной линии каждой цепи дополнительно увеличивается вследствие взаимоиндукции от проводов второй параллельной линии (КЗ предполагается за пределами линии или на одном из её концов).

Так как векторы токов (и потоков) нулевой последовательности обоих цепей совпадают по направлению, то сопротивление линии определяется по формуле

,

где — сопротивление, обусловленное потоками от проводов соседней линии.

,

где — среднее геометрическое расстояние между параллельными цепями. Тогда, предполагая, что линии идентичны, получим

.

Таким образом, наличие второй цепи приводит к увеличению сопротивления линии токам нулевой последовательности. Если линии находятся друг от друга на расстоянии более 400-500 м, то их взаимным влиянием можно пренебречь.

Если КЗ на землю происходит на одной из линий (рис.2.4,а, где — доля длины линии до места КЗ), то следует воспользоваться схемой замещения, приведенной на рис.2.4,б. Здесь — сопротивление взаимоиндукции, — сопротивление нулевой последовательности для одной трёхфазной линии без учёта второй, .

Рис. 2.4. Схема замещения двухцепной линии

Рассмотрим влияние грозозащитных тросов, предназначенных для защиты от попаданий молнии, на сопротивление нулевой последовательности линии. Тросы подвешиваются на тросостойках опор линии, на изоляторах и разрезаются на ряд участков. С одного конца участка тросы заземляются, а с другого – оставляют искровой промежуток, который пробивается при перенапряжениях. При этом тросы (до пробоя искрового промежутка) не оказывают влияния на сопротивление нулевой последовательности линии.

Однако в электрических сетях находятся в эксплуатации и линии старой конструкции, в которых тросы заземлялись на каждой опоре. При этом ток нулевой последовательности возвращается к месту повреждения по земле и грозозащитному тросу. Поток взаимоиндукции оказывает размагничивающее действие на линию, что приводит к уменьшению её сопротивления. Степень размагничивания зависит от проводимости троса. Стальные тросы оказывают меньшее влияние по сравнению с алюминиевыми.

Приближённо определить сопротивление линии токам нулевой последовательности можно по таблице, используя коэффициент .

Кабельная линия (КЛ). Кабели могут быть проложены выше или ниже поверхности земли; при этом распределение токов в земле несколько различается. Однако это отличие невелико, и для определения параметров нулевой последовательности кабелей независимо от способа их прокладки могут быть использованы выражения, полученные для воздушных линий.

Обычно кабели имеют проводящую оболочку, которую заземляют по его концам и на муфтах. При замыкании токоведущей жилы такого кабеля на оболочку обратным проводом для токов нулевой последовательности служит как сама земля, так и оболочка. Но между контуром жила-земля и контуром оболочка-земля имеется взаимоиндукция. Таким образом, кабель с заземлённой оболочкой подобен воздушной линии с заземлённым тросом. Поэтому для определения параметров нулевой последовательности кабеля используют соответствующие формулы для линии, подставив в них средний геометрический радиус его жил.

Средний геометрический радиус системы из трёх жил кабеля определяют по формуле

,

где — эквивалентный радиус жилы, — расстояние между центрами жил.

В отличие от троса воздушной линии оболочка кабеля охватывает все его жилы. При этом магнитный поток, создаваемый токами оболочки, является потоком взаимоиндукции. Поэтому индуктивная составляющая сопротивления самоиндукции нулевой последовательности оболочки и индуктивная составляющая сопротивления взаимоиндукции нулевой последовательности между оболочкой и жилами кабеля равны друг другу, т.е. оболочка кабеля не имеет потока рассеяния.

Распределение тока нулевой последовательности между оболочкой кабеля и землёй в значительной мере зависит от активного сопротивления заземлённой оболочки. Если сопротивление заземлений невелико и можно пренебречь активным сопротивлением оболочки, то независимо от сопротивлений её заземления токи нулевой последовательности будут возвращаться только по оболочке. Поэтому реактивная составляющая сопротивления нулевой последовательности (при отсутствии данных можно приближённо принять =0,07 Ом/км).

Истинные значения параметров нулевой последовательности кабелей можно получить только с помощью экспериментальных испытаний.

Пример 2.1. Для схемы, приведенной на рис.2.5. построить схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Рис. 2.5. Схема к примеру 2.1

Схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей приведены на рис.2.6 (а – прямой, б – обратной, в – нулевой последовательности соответственно). Сопротивления элементов схемы замещения прямой последовательности такие же, как и в схеме замещения для трехфазного КЗ. В схеме замещения обратной последовательности величина сопротивления генератора в общем случае отличается от сопротивления прямой последовательности (поэтому использован другой порядковый номер).

Рис.2.6. Схемы замещения к примеру 2.1

В схему замещения нулевой последовательности генератор не входит, так как присоединён к обмоткам трансформатора, соединённых в треугольник, а сопротивления линии и системы отличаются от сопротивлений прямой (обратной) последовательностей.

Похожие статьи:

  • Провода перевод на украинский Русско-английский перевод ПРОВОД wire, lead, conductor воздушный провод — aerial conductor телефонный провод — telephone wire прямой провод — direct-line (telephone) голый провод — bare conductor / wire Русско-Английский словарь. […]
  • Фоны для презентация провода Бесплатные шаблоны презентаций PowerPoint Мы собрали для Вас самые лучшие шаблоны презентаций с четко продуманной структурой и отличным дизайном. Наши шаблоны подойдут всем тем, кто не привык к скучным и нудным презентациям. Просто […]
  • Гост измерения сопротивления ГОСТ 21342.20-78 Резисторы. Метод измерения сопротивления Текст ГОСТ 21342.20-78 Резисторы. Метод измерения сопротивления ТШ А/ЗЫ.Ал-Л. ОМ W///*r Q¥.#f90 yw (^СиожиЛи^ ^ 93 УДК 621.316.8 :621.317.332 :006.354 / U^f Л' 1у […]
  • Обрыв цепи шины can Электрические цепи автомобилей усложнялись и разрастались год от года. Первые автомобили обходились без генератора и аккумулятора – зажигание работало от магнето, а фары были ацетиленовые. К середине 70-х годов в жгуты увязывались уже […]
  • Обозначение оранжевого провода Вопрос по проводам магнитоллы Carrozzeria Опции темы Поиск по теме Вопрос по проводам магнитоллы Carrozzeria Привет друзья! Приобрел я значит себе японца Carrozzeria FH-P040. Вот такая: Всё подключил, всё работает. Но возник вопрос: […]
  • За что отвечают провода на блоке питания Распиновка проводов компьютерного блока питания по цветам Как устроен современный компьютерный блок питания - распиновка проводов интересует многих пользователей, которые хотят понять принцип действия одного из важнейших аппаратных […]