А) Двухфазное короткое замыкание
Двухфазное короткое замыкание, называемое также двухполюсным, на практике наблюдается наиболее часто. Схема для этого случая приведена на рис. 4-48.
Рис. 4-48. Двухфазное короткое замыкание,
Токи в фазах обмотки статора будут:
. (4-38)
Линейное напряжение
,
откуда
. (4-39)
Так как ток в фазе а Iа = 0, то из (4-38) получим:
. (4-40)
Ток , поэтому
,
а отсюда
. (4-41)
Так как можно принять, что э.д.с. холостого хода образуют симметричную звезду векторов, то уравнения напряжений, например для фазы а, напишутся в следующем виде [ср. с (4-37)]:
(4-42)
Для остальных фаз уравнения напряжений напишутся аналогично.
Так как , то из (4-42) следует, что Uа0 = 0. Имея в виду равенство (4-39), получим уравнения для симметричных составляющих напряжения фазы а:
;
.
Отсюда
. (4-43)
Поэтому, учитывая (4-42), можем написать:
или с учетом (4-41)
. (4-44)
Согласно рис. 4-48 . Вместо можем написать:
или с учетом (4-41)
.
Подставляя в полученное равенство из (4-44), получим:
. (4-45)
Б) Однофазное короткое замыкание.
Однофазное короткое замыкание называют также условно однополюсным. Оно может получиться только при наличии нулевого провода. Схема для этого случая показана на рис. 4-49.
Рис. 4-49. Однофазное короткое замыкание.
Токи в фазах обмотки статора будут:
Для данного вида короткого замыкания имеем
. (4-46)
Так как , то, используя уравнения (4-42), получим:
,
а отсюда с учетом (4-46)
. (4-47)
В) Двухфазное короткое замыкание на нейтраль.
Схема для данного вида короткого замыкания представлена на рис. 4-50.
Рис. 4-50. Двухфазное короткое замыкание на нейтраль.
Так как в данном случае , то согласно уравнениям для симметричных составляющих напряжений получим:
. (4-48)
Ток нулевой последовательности равен одной трети тока нулевого провода:
. (4-49)
Согласно (4-42)
.
Отсюда, учитывая (4-48) и (4-49), получим:
(4-50)
или, если пренебречь активным сопротивлением r0,
. (4-51)
Следовательно, измеряя напряжение свободной фазы Uа и ток нулевого провода Iк20, мы можем приближенно определить по (4-51) индуктивное сопротивление нулевой последовательности x0.
Ток Iк20 при известных Е0а и параметрах Z1, Z2, Z0 определяется следующим образом:
Согласно (4-42)
. (4-52)
Так как ,
то
. (4-53)
Согласно (4-50) и (4-49)
. (4-54)
Так как согласно (4-48) , то из (4-42) получим , а отсюда
; (4-55)
следовательно, вместо (4-53) можем написать:
. (4-56)
Рис. 4-51. Двухфазное короткое замыкание.
Учитывая (4-53) (4-56), уравнение (4-52) напишем в следующем виде:
Отсюда с учетом (4-49)
. (4-57)
Г) Двухфазное короткое замыкание при соединении обмотки статора треугольником.
Такое соединение показано на рис. 4-51. В этом случае получаем следующие уравнения для линейных и фазных токов:
; ;
; ;
; .
Найдем симметричные составляющие тока :
;
.
Следовательно,
. (4-58)
Так как и , то, сложив уравнения (4-42) и учтя (4-58), получим:
. (4-59)
Точно такое же уравнение можно было бы получить, заменив треугольник эквивалентной звездой.