Основные допущения при расчете токов короткого замыкания

1) Полагают, что все генераторы и другие источники имеют одну частоту f=50 Гц, а ЭДС их совпадают по фазе (что справедливо применительно только к распределительным сетям напряжением 6, 10, 35 и иногда 110 кВ). Это допущение не используется для сетей с напряжением выше 110 кВ.

2) Предполагают, что трехфазная система симметрична, то есть напряжение симметрично и сама сеть симметрична. А если сеть симметрична, то это означает, что все сопротивления симметричны. То есть полагают, что трансформаторы симметричны, это дает некоторую погрешность при расчете токов короткого замыкания.

3) Полагают, что все элементы сети линейны (в первую очередь трансформаторы). Конечно трансформатор нельзя считать строго линейным, так как он работает по кривой намагничивания, которая нелинейная. Для того чтобы трансформатор сделать линейным, нужны чтобы рабочий участок располагался на рабочем участке кривой намагничивания. Однако это приведет к повышению сечения магнитопроводов и к увеличению габаритов и стоимости трансформаторов. Нелинейность означает, что сопротивление трансформатора зависит от тока. Поэтому для упрощения линеаризуют кривую намагничивания и считают сопротивление трансформаторов линейным,.

В, U

линеаризовали

H, I

4) Преобразование схем замещения выполняют не в комплексной форме, а отдельно для активных сопротивлений, отдельно для индуктивных сопротивлений. То есть находят отдельно результирующее активное сопротивление R_РЕЗ. и результирующее индуктивное сопротивление X_РЕЗ схемы замещения. Это позволяет выполнять преобразования не в комплексной, а в арифметической форме.

5) Если результирующее активное сопротивление R_РЕЗ.<0,3X_РЕЗ., то активное сопротивление не учитывается. Погрешность при этом не превышает 4-5% (погрешность в сторону завышения тока короткого замыкания, что дает возможность получить запас для значений токов короткого замыкания).

3.4 Цели расчета токов короткого замыкания. Понятие о расчетной схеме

Выделяют следующие основные цели расчета токов короткого замыкания:

1. Проверка электрических аппаратов и проводников на термическую и динамическую стойкость.

2. Принятие решения о необходимости снижения токов короткого замыкания.

3. Выбор уставок релейной защиты.

4. Проверка чувствительности релейной защиты.

В первых трех случаях определяются максимально возможные токи короткого замыкания. Как правило, рассматривают трехфазное короткое замыкание (К⁽³⁾), а режим сети принимается таким, при котором включено наибольшее число источников (генераторов, двигателей. Которые при КЗ теряют питание, но вращаясь по инерции переходят в режим генератора)) и наибольшее число параллельных линий и трансформаторов. Такой режим работы электрической сети называют максимальным.

В четвертом случае определяются минимально возможные токи короткого замыкания. Для этого рассматриваются двухфазные и однофазные короткие замыкания в минимальном режиме работы электрической сети. В минимальном режиме: включено наименьшее число источников и наименьшее число параллельных линий и трансформаторов. Переход ЭД в генераторный режим не учитывается.

В курсе «электрические сети» рассматривают определение максимально возможных токов короткого замыкания. Это будет иметь место в максимальном режиме электрической сети.

Схема сети соответствующая максимальному режиму называется расчетной схемой.

Рассмотрим выбор расчетной схемы на примере принципиальной схемы электроснабжения.

Г1 Г2

Ремонтная перемычка

Л1 QS Л2

Q4

T1 T2

1 СШ Q1 Q3 Q2 2 СШ

Д1 Д2 Д3 Д4

На принципиальной схеме не указывается фактическое положение коммутационных аппаратов. Все коммутационные аппараты изображаются в обесточенном положении. Часто говорят «в складском положении». То есть в таком положении, которое они занимают на складе.

Схемы с фактическим состоянием коммутационных аппаратов называют оперативными схемами.., в которых указано состояние коммутационных аппаратов Рассмотрим возможные оперативные режимы..

1) Нормальный режим. Q1 и Q2 включены, секционный выключатель Q3 и QS выключен. Три источника энергии системы: Г1, Д1 и Д2.

2) Послеаварийный. Происходит КЗ в одном из трансформаторов Т1 или Т2 и он отключается своими выключателями. При аварийном отключении трансформатора Т2 выключатель Q2 выключен, Q3 и Q1 включены. Пять источников: ЭДС системы, ЭДС двигателей Д1, Д2, Д3, Д4. Аналогичный режим будет при КЗ на одной из линий О1 или Л2.

3) Ремонтный режим. Например ремонт одного из трансформаторов. Ремонтная перемычка QS включена, При ремонте трансформатора Т2 включены Q1, Q3 и QS, выключены Q2 и Q4. Линии Л1 и Л2 включены в параллель.

4) Режим оперативных переключений. Допустим, что нужно вывести в ремонт трансформатор Т2, не обесточивая нагрузку. Для этого сначала включают Q3 и только после этого отключают Q2. Предположим, что Q3 включен, а Q2 еще не выключен. И в этот момент произошло короткое замыкание. Следовательно, трансформаторы Т1 и Т2 включены в параллель, это самый тяжелый режим маловероятен. Согласно ПУЭ этот режим при расчете токов короткого замыкания для выбора оборудования не учитывается. Его целесообразно учитывать при выборе только включателей вводов Q1 и Q2

Выполним анализ первых трех режимов. В режиме 1 наименьшее число ЭД переходят в генераторный режим. Следовательно, он не может быть максимальным. Остаются режимы 2 и 3. В каждом их этих режимов по 4 ЭД переходят в генераторный режим. Однако в режиме 3 воздушные линии Л1 и Л2 включены в параллель. Следовательно будет меньше эквивалентное сопротивление.

Таким образом, из анализа первых трех режимов следует, что самым тяжелым будет ремонтный режим. Он и будет максимальным. Оперативная схему для максимального режима называют расчетной схемой Нарисуем оперативную схему для ремонтного режима.

Ее можно нарисовать двумя способами. Первый способ - указать на исходной схеме фактическое положение всех коммутационных аппаратов. Второй способ – убрать из схемы элементы сети, не влияющие на ток КЗ и оставить только те, которые влияют на ток КЗ. В соответствии с этим различают два вида расчетных схем.

U=110 кВ

I_кс=….

L=20 км

Л1 Л2 S_ном=16 мВА

Q4 U_k=10.5 %

T1

К

Q1 Q3 Q2

Д1 Д2 Д3 Д4

На расчетную схему наносится информация, которая нужна для расчета тока короткого замыкания.

Для энергосистемы указывается напряжение U и ток КЗ I_KС на ее шинах. Вместо тока КЗ I_KС может быть задана мощность КЗ S_КС, которую развивает система при КЗ на ее шинах..

Для линий указывается длина (L, км).

Для трансформаторов указываются номинальная мощность, номинальное значение напряжения (U_НОМ.) и напряжение короткого замыкания (U_К.З.).

Для двигателей указываются все паспортные данные (Р_НОМ., U_НОМ., η_НОМ., cos φ_НОМ., К_П – кратность пускового тока).

Дата добавления: 2015-07-08