Расчётные точки короткого замыкания

На расчётной схеме показывают расчётные точки КЗ, выбор которых зависит от цели расчётов токов КЗ. Расчётная точка КЗ находится непосредственно с одной или с другой стороны от элемента электроустановки в зависимости от того, когда для него создаются наиболее тяжёлые условия в режиме КЗ.

Как правило, расчетными точками являются выводы высшего напряжения понижающих трансформаторов, участки между выводами низшего напряжения трансформаторов и реакторами, сборные шины распределительных устройств, выводы электроприёмников, выводы выключателей отходящих линий. На стороне до 1000В расчётными точками являются шины 0, 4 кВ за трансформатором, шины распределительных шкафов, выводы электроприёмников.

При выборе расчётных точек КЗ для отдельных элементов системы электроснабжения руководствуются основными положениями выбора, приведёнными в справочниках [Л.3; Л.4; Л.7, с. 117].

 

Расчётный вид короткого замыкания

При проверке электрических аппаратов и жёстких проводников (шин) вместе с их поддерживающими и опорными конструкциями на электродинамическую стойкость расчётным видом является трёхфазное КЗ.

При проверке гибких проводников на электродинамическую стойкость (тяжение, опасное сближение и схлёстывание проводников) расчётным видом является двухфазное КЗ.

При выборе аппаратов на коммутационную (отключающую) способность и проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость к токам КЗ расчётным видом является трёхфазное КЗ в месте установки аппарата (или однофазное КЗ на землю в сетях с большими токами замыкания на землю). При проверке на термическую стойкость проводников и аппаратов в цепях генераторного напряжения электростанций расчётным может быть также двухфазное КЗ, если оно обуславливает больший нагрев.

Расчётными видами КЗ при расчётах цепей релейной защиты являются: в сетях 6–35 кВ двух- и трёхфазное КЗ, в сетях 110–220 кВ трёх-, двух- и однофазные КЗ в конце защищаемого участка.

Выбор расчётных условий КЗ при решении задач релейной защиты зависит от того, в каких целях производится расчёт для проверки чувствительности или для выбора параметров срабатывания защит (в первом случае за расчётные условия принимаются наименьшие значения токов КЗ в месте установки защиты).

Для проверки эффективности отключения однофазных кз в четырёхпроводных сетях до 1 кВ расчётными являются токи однофазных кз в конце защищаемого участка.

Для одиночных кабелей – токи трёхфазных кз в начале кабеля, для пучка из двух и более кабелей, включённых в параллель, – токи трёхфазных кз за пучком.

Для целей релейной защиты определяют наибольшее и наименьшее значения периодической составляющей тока в месте КЗ и его слагающих в элементах сети, для которых проектируется релейная защита. Расчёт производится для начального момента времени. Возможная при этом погрешность в определении уставок и в оценке действия защит по этим значениям тока КЗ компенсируется используемыми в расчётах релейных защит коэффициентами отстройки и чувствительности.

Расчётная продолжительность КЗ

При проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость к токам КЗ в качестве расчётной продолжительности КЗ следует принимать минимально возможное время воздействия тока КЗ, определяемое путём сложения времени действия основной токовой защиты (с учётом действия АПВ), установленной у ближайшего к месту КЗ выключателя, и полного времени отключения этого выключателя.

При проверке электрических аппаратов на коммутационную способность в качестве расчётной продолжительности КЗ следует принимать сумму минимально возможного времени действия релейной защиты данного присоединения и собственного времени отключения коммутационного аппарата (время t).

 

Схема замещения

По расчётной схеме составляют схему замещения, на которой все элементы цепи короткого замыкания заменены ЭДС и сопротивлениями. При этом трансформаторные связи в расчётной схеме заменяются электрическими.

В электроустановках напряжением выше 1кВ учитывают индуктивные сопротивления генераторов, синхронных компенсаторов, электродвигателей, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий (сопротивления шин РУ, электрических аппаратов не учитывают ввиду их малой величины). Активные сопротивления следует учитывать только для воздушных линий с проводами малых сечений и стальными проводами, а также для протяжённых кабельных сетей малых сечений.

В электроустановках напряжением до 1000В учитывают индуктивные и активные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи (включая сопротивления переходных контактов аппаратов, токовых катушек, переходные сопротивления и т. п.).

Элементы систем электроснабжения, связывающие источники электроэнергии с местом КЗ, вводят в схему замещения сопротивлениями, а источники электроэнергии – сопротивлениями и ЭДС. Сопротивления и ЭДС элементов схемы замещения должны быть приведены к одной ступени напряжения (основная ступень). В практических расчётах за основную ступень принимают ступень, где определяются токи короткого замыкания.

На схеме замещения каждое сопротивление имеет цифровое обозначение в виде дроби: в числителе – порядковый номер сопротивления, а в знаменателе – его расчётное значение. Параметры элементов выражают в именованных или относительных единицах. В сетях напряжением выше 1кВ для расчёта токов КЗ обычно применяют относительные единицы (о.е.), а в сетях напряжением до 1000В – именованные единицы (мОм).

Расчёты токов КЗ в относительных единицах позволяют применить при наличии большого числа трансформаций более простые формулы, существенно упрощая расчётные формулы. При составлении схемы замещения в относительных единицах значения ЭДС и сопротивлений элементов схемы выражают в долях выбранных значений базовых (базисных) величин. В качестве базисных величин принимают базисную мощность S_б и базисное напряжение U_б.

За базисную мощность принимается суммарная мощность генераторов (если мощности электрогенераторов известны). При неизвестной мощности генераторов принимают S_б = 100 МВ× А (для мощных энергосистем принимают S_б = 1000 МВ× А).

Для основной ступени (для которой выполнятся расчёт), базисное напряжение принимают равным среднему значению напряжения, превышающему номинальное напряжение сети на 5%:

U_ср = 0, 23кВ; 0, 4; 0, 69; 3, 15кВ; 6, 3кВ; 10, 5кВ; 37кВ; 115кВ.

Базисные значения тока и сопротивления:

.

Значения мощности, напряжения, ЭДС, тока и сопротивления в относительных единицах определятся:

; ; ; .

Индекс (звёздочка) показывает, что указанная величина выражена в относительных единицах, б или только б – в относительных единицах, приведённых к базисным условиям.

 

 

Токи короткого замыкания

Ток КЗ представляется суммой периодической (изменяющейся во времени по синусоидальному закону) и апериодической (изменяющейся во времени без перемены знака) слагающих:

.

Периодическая слагающая тока КЗ (периодический ток) зависит

от ЭДС генерирующих источников и сопротивления фазы короткозамкнутой цепи, изменяется c рабочей частотой :

.

Амплитуда и начальная фаза периодического тока:

– комплексное сопротивление цепи КЗ.

В большинстве практических случаев принимают, что амплитуда периодического тока КЗ от источника электрической энергии, имеющая начальное значение ( – начальное действующее значение периодического тока), не изменяется во времени: ( – действующее значение периодического тока в установившемся режиме КЗ). При КЗ вблизи выводов электрогенераторов (электродвигателей) следует учитывать, что амплитуда периодического тока изменяется во времени – затухает по экспоненте с постоянной времени Т_п.

Апериодическая составляющая тока (апериодический ток) всегда затухает по экспоненте с постоянной времени Т_а:

.

При расчёте токов КЗ апериодический ток учитывается, как правило, только при определении максимального значения тока при короткого замыкания – ударного тока i_уд .

Постоянная времени апериодического тока определяется параметрами цепи КЗ:

.

Для выбора аппаратов и проводников, для проверки их по условиям режима короткого замыкания рассчитывают:

1) – наибольшее начальное значение периодического тока КЗ ( – начальное действующее значение периодического тока, сверхпереходный ток);

2) I_пt – действующее значение периодического тока КЗ в произвольный момент времени t, вплоть до момента размыкания повреждённой цепи;

3) i_а0 – начальное значение апериодического тока КЗ;

4) i_аt – значение апериодического тока КЗ в произвольный момент времени, вплоть до момента размыкания повреждённой цепи;

5) i_уд – ударный ток короткого замыкания;

6) I_у – действующее значение полного тока за первый период переходного процесса.

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. А. Механизмы творчества с точки зрения З. Фрейда и его последователей
2. Анализ предполагаемого технологического процесса с точки зрения охраны окружающей среды и условий труда
3. Афинский строй с олигархической точки зрения
4. Взгляд с точки зрения психологии.
5. Взгляд с точки зрения психопатологии развития.
6. Вопрос 1. Понятие товара с точки зрения теории и практики маркетинга.
7. Выбор расчетных режимов и вычисление токов короткого замыкания
8. Глава 6. Интересно разобраться, что же представляет из себя порода с точки зрения генетика
9. Глава девятая. Точки сингулярности.
10. Гомеопатия, цветочки, камушки
11. Двухполупериодная схемы выпрямления с выводом средней точки трансформатора
12. Дифференциальные уравнения движения материальной точки