Токи, протекающие в выключателях ВЛ при КЗ и каскадном отключении короткого замыкания

При питании короткого замыкания по нескольким ветвям их отключение происходит обычно не одновременно. Это может быть вызвано как случайными обстоятельствами (например, неодновременностью работы коммутационных аппаратов), так и задано преднамеренно, когда для защиты от коротких замыканий используют релейные схемы, построенные на определенной очередности или каскадности действия отключающих аппаратов отдельных ветвей. При коротком замыкании возле одного из концов ВЛ сначала срабатывает ближний к точке КЗ выключатель.
Исходная схема
СI
СII
~
~
ПС А
ПС В
W
II
I
Q1
Q2
Z0 I-II
К
СI
~
~
ПС А
ПС В
W
I
Q1
Q2
Z0 I-II
К

Токи в выключателях
IQ1= I3
IQ2= I4
Трехфазное КЗ и каскадное отключение при трехфазном КЗ
Для упрощения определения токов в выключателях введем нулевые сопротивления этих выключателей в схему замещения
К
EI
EII
Z
Z
Z
Z
Z
Z
ZI
ZII
ZQ2
ZQ1
1
2
3
4
0
0
IQ1
IQ2
Схема замещения при трехфазном КЗ

К
EI
EII
Z
Z
Z
Z
Z
Z
ZI
ZII
ZQ2
1
2
3
4
0
0
IQ2
Токи в выключателях
IQ1= 0
IQ2= I4
Схема замещения при каскадном отключении трехфазного КЗ

Однофазное КЗ и каскадное отключение при однофазном КЗ
При расчете однофазного КЗ необходимо определить сопротивление нулевой последовательности и составить схему замещения для двухцепной ВЛ с учетом взаимоиндкукции.
Исходная схема
III0
II0
ZI-II0
ZI0
ZII0
I
II
II0+III0
II0+III0
III0
II0
ZI-II0
ZI0-ZI-II0
ZII0 -ZI-II0
Схема замещения нулевой последовательности

При КЗ на одной из цепей двухцепной ВЛ
ZI-II0
Z0
Z0
I
II
Схема замещения
nlZI-II0
l(Z0-ZI-II0)
nl(Z0 -ZI-II0)
nl
(1-n)l
где l – длина линии;
n и (1-n) – длина участков линии до места КЗ и после соответственно в относительных единицах.
(1-n)l(Z0 -ZI-II0)
(1-n)lZI-II0
U0
U0
Исходная схема ВЛ

При КЗ в начале цепи II схема замещения нулевой последовательности для определения токов нулевой последовательности, протекающих в выключателях, имеет вид
ZI-II0
Z0I
Z0II
I
II
Схема замещения
(сопротивления выключателей равны нулю)
(Z0I -ZI-II0)
(Z0II -ZI-II0)
ZI-II0
U0
U0
Исходная схема ВЛ
Q1
Q2
ZQ1
ZQ2
I0Q2
I0Q1
I0Q1
I0Q2

Исходная схема
СI
СII
~
~
ПС А
ПС В
W
II
I
Q1
Q2
Z0 I-II
К

EI
EII
Z
Z
Z
Z
Z
Z
ZI
ZII
ZQ2
ZQ1
1
2
3
4
0
0
Z
Z
Z
Z
Z
Z
ZI
ZII
ZQ2
ZQ1
201
202
203
204
3
3
Z0
Z0
Z0
Z0
Z0
ZQ2
ZQ1
301
302
304
ZI-II 0
(Z0II -ZI-II 0)
(Z0I -ZI-II 0)
203
203
0
Токи поврежденной фазы в выключателях аварийной цепи
IQ1= I3+I203+I303
IQ2= I4+I204+I304
Комплексная схема замещения при однофазном КЗ
303