у нас с моей начальницей возник спор о направлении протекания тока нулевой последовательности - от места КЗ или к месту КЗ
Ваш спор лишён физического смысла, как уже это отмечалось участниками дискуссии.
На всякий случай ещё раз поясню это.
По определению, электрическим током является направленное движение электрических зарядов. Но заряды бывают двух знаков — отрицательные и положительные. Поэтому возможны два вида движения зарядов — или положительных, или отрицательных. Причём внешние проявления движения этих зарядов (например, магнитное поле) ничем не выдают знака движущихся зарядов. Чтобы не упоминать каждый раз знак заряда, условились считать за положительное — направление движение положительных зарядов. Всё это условно и является пережитком старины, когда электрический ток уподобляли движению двух видов электрической жидкости, т.к. не подозревали о связанном с зарядами электромагнитном поле. Пережитком этой старины является мнение, что движение зарядов
в электротехнических устройствах является причиной появления электромагнитного поля, тогда как, на самом деле, электромагнитное поле является причиной движения зарядов в проводниках. (Ну, тут не надо, конечно, забывать и об обратном действии движущихся зарядов в проводниках на конфигурацию электромагнитного поля — они взаимно обусловлены). Поэтому с физической точки зрения неважно куда движется заряд, он будет двигаться туда, куда будет гнать его электромагнитное поле. Ну а в случае переменного тока говорить о направлении протекания тока является физическим абсурдом, заряды движутся и туда и сюда, следовательно, и ток меняет своё направление с некоторой частотой.
в идеальной математической модели все четко, и направления токов в том числе! Для прямой последовательности все ясно: в месте КЗ напряжение (в идеале) нуль, токи текут от источников ЭДС к месту КЗ! Для обратной и нулевой последовательностей (в схеме замещения в институте рисовали эпюры напряжений) нет других источников ЭДС кроме места повреждения! Следовательно, направление тока очевидно от места КЗ
Какие такие токи текут от ЭДС к нагрузке? Источник ЭДС является двухполюсником, следовательно, из одного полюса ток вытекает, а в другой втекает! Поэтому о направлении тока от источника ЭДС говорить нельзя.
А в математических моделях направление токов в ветвях (согласно правилам Кирхгофа) задают условно. Поэтому в место (в узел) КЗ, согласно математическим моделям, ток втекает и вытекает. Не забывайте, кроме того, что ток в ветви контура всегда (в установившемся режиме), по амплитуде одинаков.
флуд на тему, что вообще ток не имеет направления
Это не флуд, это объективная реальность.
Вот Вы включаете амперметр в цепь переменного тока — что Вам покажет амперметр? Он покажет вам амплитуду тока, но не его направление!
И даже если Вы подключите осциллограф, то он Вам покажет мгновенные значения, а не направление.
А есть математика, в которой есть четкие законы! Метод симметричных составляющих - это математика
Причём хорошая математика! Очень наглядные картинки можно с пользой (меняя векторы несимметричной системы) посмотреть в он-лайн-программе —
Несимметричные системы векторов. Добавлю, что в современных микропроцессорных реле можно замерить (прочитать на дисплее) все симметричные составляющие как токов, так и напряжений.
О-о-й! Вы что, в школе не учились? Под любыми формулами и схемами надо указывать что значат обозначения!
Из поясняющей схемы можно сделать вывод, что приведена схема линии с силовым трансформатором треугольник/звезда с выведенной нейтралью. Но заземлена ли нейтраль — неизвестно! А от этого зависит — является ли сеть с большими токами замыкания на землю, или с малыми. А это «две большие разницы». В одном случае будет гальваническая связь, а в другом — ёмкостная. Соответственно, будут разными уставки, да и схемы защиты.
А речь как раз идет про переменный ток! И тоже в свое время возникал вопрос о том, что ток (не знаю как бы это правильно сформулировать) течет по синусоиде, т.е. туда-обратно 50 раз за секунду! а течет по ВЛ на самом деле не ток, а мощность! Ну это отдельная тема для разговора! Просто всем удобно говорить о том, что течет ток, а не мощность!
Ток создаёт магнитное поле, а мощность нет.
Ну пусть энергия, пёс их разберет кто куда течет:))
Да
никто ничто никуда не течёт!
Если правильно говорить — передаётся энергия от генератора к нагрузке. Поэтому приборы, измеряющие электроэнергию (счётчики), или электрическую мощность (ваттметры) имеют обозначения на клеммах — генератор (*), нагрузка. На счётчиках (да и на ваттметрах) генераторные концы всегда располагаются слева, а нагрузочные — справа. То есть, условно считается, что токи и напряжения в прибор входят слева, а выходят справа. То есть в однофазном счётчике (независимо от того, что по одному подходящему проводу, в данный момент, ток втекает, а по другому вытекает) считается, что электроэнергия от генератора в прибор поступает по двум проводам, а по другим двум проводам (отходящим) течёт к нагрузке. И в счётчиках, и в ваттметрах осуществляется умножение величин напряжения и тока (в счётчиках, кроме того, умножают на время). В сложных системах (при двухстороннем или многостороннем питании) электроэнергия может в отдельных участках системы течь (перетекать) в ту или иную сторону. При этом принято говорить, что имеется переток не энергии, а мощности. Так удобнее, потому, что имеется в виду настоящий момент, а не за какой-то период времени. Поэтому говорят о направлении мощности, а не о направлении передачи энергии.
Ток, кстати сказать, течёт не по синусоиде, а по проводам!
Синусоида же отображает изменение значения тока (или напряжения) во времени. С точки зрения математики синусоиду можно заменить вращающимся вектором в комплексной плоскости. Как справедливо заметил
в данном случае и токи, и источники - вообще величины комплексные
На диаграммах, конечно, векторы изображают неподвижными, но, при этом, считают, что они вращаются на плоскости (против часовой стрелки) со скоростью пропорциональной частоте. Вот тут уже можно говорить о
направлении векторов тока и напряжения. (Но не о направлении протекания тока!). Причём за репер принимают направление вектора напряжения фазы «А». (Естественно, в однофазной системе — просто вектор напряжения фазы). Смотри, в частности, упомянутый метод симметричных составляющих.
Хочется лишний раз подчеркнуть, что направления этих векторов никак не отражают пресловутого «направления движения-протекания токов». Они отражают лишь взаимное векторное направление токов и напряжений в фазных проводах.
По-видимому, Вы рассчитываете уставки токовых направленных защит нулевой последовательности. Смотри, например
http://leg.co.ua/knigi/raznoe/obsluzhiv ... iki-3.htmlВ таких защитах используются реле
направления мощности. Вот тут можно говорить о направлениях тока в квадрантах мощности.
Вектор тока может находиться в одном из четырех квадрантов:
Положительная активная мощность (энергия) соответствует режиму потребления, отрицательная – генерации. Положительная реактивная мощность (энергия) соответствует индуктивной нагрузке при потреблении и емкостной при генерации, отрицательная – емкостной нагрузке при потреблении и индуктивной при генерации.
Аппаратно в таких защитах используют трансформаторы тока и напряжения нулевой последовательности. При больших токах замыкания на землю используют трансформаторы тока во всех трёх фазах, включенных на сумму токов. А при малых токах используют так называемую «каральку» или «бублик», через которую пропускают кабель. В качестве фильтра напряжения нулевой последовательности применяют «разомкнутый треугольник» вторичной обмотки трансформатора напряжения. Задачей проектировщика является правильное изображение на монтажной схеме подключения к реле этих трансформаторов, согласно заводской схеме. При этом вектор тока нулевой последовательности будет находиться в I или в IV квадранте, т.е. совпадать по направлению с вектором напряжения нулевой последовательности. Это будет соответствовать положительной (активной) мощности, т.е. направлению энергии от генератора (в общем случае — от силового трансформатора) к месту замыкания на землю. В противном случае (II, III квадрант) защита работать не будет (не должна).
ИМХО. Беда молодых специалистов в том, что они со школьной парты пересели на студенческую скамью, не пощупав технику руками (отвёрткой, гаечными ключами, измерительными приборами). Недаром говорят молодым специалистам (а сейчас бакалаврам) — забудьте, чему вас учили, мы научим вас работать!
Был у меня, сравнительно недавно, случай, когда (умненькая и симпатичная, да чё там говорить — умница и красавица…) девочка после ВУЗа, работавшая в отделе Главного энергетика одного из предприятий, обратилась ко мне с просьбой показать и рассказать про всю технику. Я, говорит, и схемы черчу, и уставки рассчитываю, но всё это как-то теоретически, не понимая сути. Она переоделась в рабочую спецодежду, и я несколько дней показывал и рассказывал ей про распредустройства, ячейки, выключатели, приводы, реле, трансформаторы, электродвигатели, РЗА, источники оперативного напряжения и т.д. и т.п. Она осталась очень довольна.
. Для сравнения радиус Земли 6400км. Для того, чтобы рассматривать вашу ЛЭП как цепь с распределёнными параметрами, её геомерические размеры должны быть сравнимы с радиусом земли. На практике участки от трансформатора до трансформатора/потребителя значительно короче. Поэтому ЛЭП рассматриваются как цепи с сосредоточенными параметрами, но с учётом индуктивного сопротивления проводников и ёмкостей утечки. 
