Схемы внутризаводского распределения электроэнергии (10 кВ).

Напряжение 10 кВ прим. для внутризаводского распределения электроэнергии:

на крупных предпр. с наличием двиг., доп. непосредственное присоед.к сети напр. 10 кВ;на предпр. небольшой и средней мощности при отсутствии или незначительном числе дв., кот. могут быть присоед. непосред. к сети напр. 6 кВ;

при наличии заводской электростанции с напряжением генераторов 10 кВ.

Радиальные схемы - это схемы, в которых эл.энергия от ИП передается непосредственно к приемному пункту. Чаще применяют радиальные схемы с числом ступеней не более двух.

Одноступенчатая радиальная схема

 применяют на небольших и средних по мощности предпр. для питания сосредоточенных потребителей, расположенных в различных направлениях от центра питания.

Радиальные схемы обеспечивают глубокое секционирование всей системы эл.снабжения, начиная от ИП и кончая СШ до 1 кВ ЦТП. Питание крупных п/ст или РП с преобладанием потребителей I категории осуществляют не менее чем двумя радиальными линиями, отходящими от разных секций ИП.

Двухступенчатая радиальная схема.

с промежуточными РП прим. на больших и средних по мощности п/п для питания через РП крупных пунктов потребления эл.энергии, так как нецелесообразно загружать основной центр питания предприятия с дорогими ячейками РУ большим количеством мелких отходящих линий.

Магистральная схема.

распределения эл.энергии применяют в том случае, когда потребителей много и радиальные схемы нецелесообразны. Основное преимущество - сокращение звеньев коммутации. Недостатком маг. схем явл. более низкая надежность по сравнению с радиальными схемами, так как искл. возможность резервирования на низшем напряжении однотр. п/ст при питании их по одной магистрали.

Расчет токов короткого замыкания в установках напряжением выше 1 кВ. Расчет симметричных токов КЗ (назначение и порядок расчета). Метод коэффициентов распределения.

Расчет токов короткого замыкания в установках напряжением выше 1 кВ. Расчет несимметричных токов КЗ. Применение метода симметричных составляющих к расчету несимметричных КЗ. Сопротивления разных последовательностей. Схемы замещения отдельных последовательностей.

Расчеты токов КЗ производятся для выбора типов и параметров срабатывания (уставок) релейной защиты трансформатора напряжением 110/10 кВ, а также защит других элементов электрических сетей. В общем случае для выполнения защиты нужно знать фазные соотношения токов также, а при несимметричных КЗ за трансформатором - не только максимальные, но и возможные минимальные значения токов КЗ.

Для упрощения практических расчетов токов КЗ в распределительных электрических сетях напряжением выше 1 кВ принято не учитывать ряд факторов, которые в действительности могут существовать, но не могут оказать определяющего влияния на значения токов КЗ и их фазные соотношения. Как правило, не учитывается переходное сопротивление в месте КЗ и все повреждения рассматриваются как металлические КЗ двух или трех фаз или КЗ одной фазы на землю. Сопротивления всех трех фаз трансформаторов, линий, реакторов и других элементов сети считаются одинаковыми. Не учитываются токи намагничивания силовых трансформаторов и токи нагрузки. Как правило, не учитывается подпитка места КЗ токами асинхронных двигателей.

Принимая во внимание, что распределительные сети электрически удалены от источников питания и аварийные процессы в этих сетях мало сказываются на работе генераторов энергосистемы, считается, что при любых КЗ в распределительной сети напряжение питающей системы на стороне высшего напряжения (35-110-220 кВ) трансформатора остается неизменным.

Вместе с тем в этих расчетах имеется ряд особенностей:

- изменение мощности короткого замыкания энергосистемы, т.е. расчет максимального и минимального токов КЗ;

- необходимость учета существенного изменения сопротивления некоторых типов трансформаторов с РПН при изменении положения регулятора РПН.

При практических расчетах токов КЗ для релейной защиты вычисляется только периодическая составляющая тока, а влияние апериодической составляющей тока КЗ учитывается при необходимости путем введения повышающих коэффициентов при расчетах релейной защиты.

Как правило, рассчитывается только трехфазное КЗ, а значения токов при других видах КЗ определяются с помощью известных соотношений.

В основе всех расчетов лежит ГОСТ 27517-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.

Алгоритм расчета тока несимметричного короткого замыкания

Структура выражений для токов в месте несимметричных КЗ позволяет получить универсальную формулу для расчета тока любого несимметричного КЗ:

(5.15)

где - результирующая ЭДС прямой последовательности;

- суммарное сопротивление схемы замещения прямой последовательности;

- коэффициент, характеризующий рассчитываемый вид КЗ, причем

, ,

- шунт несимметричного КЗ, который включается между началом и концом схемы прямой последовательности и определяется суммарными сопротивлениями обратной и нулевой последовательностей:

, , .

Расчет тока в точке несимметричного КЗ можно разбить на несколько основных этапов:

1. Составляются схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

2. Производятся расчет и приведение параметров схемы замещения. При этом учитываются различия параметров прямой, обратной и нулевой последовательностей отдельных элементов схемы.

3. Определяются суммарные сопротивления схем прямой, обратной и нулевой последовательностей. Преобразования проводятся относительно начала и конца схемы каждой последовательности.

4. Находится результирующая ЭДС схемы прямой последовательности. Если схема замещения прямой последовательности содержит более одной ЭДС, то их эквивалентирование производится относительно начала и конца схемы.

5. Вычисляется коэффициент рассчитываемого короткого замыкания .

6. Определяется шунт короткого замыкания .

7. Рассчитывается полный ток в месте КЗ по выражению (5.15).

Если задачей расчета является определение напряжений в месте КЗ либо их симметричных составляющих, то используют выражения (4.1) – (4.3).

Индуктивное сопротивление прямой последовательности любого элемента цепи - это его индуктивное сопротивление при симметричном режиме работы фаз, т. е. именно то сопротивление, которое принималось при вычислении токов трехфазного КЗ, так как последние являются токами прямой последовательности. То же самое можно сказать о полном и активном сопротивлениях прямой последовательности.

Сопротивление обратной последовательности. Для тех элементов цепи, у которых взаимоиндукция между фазами не зависит от порядка чередования фаз, индуктивные, активные и полные сопротивления прямой и обратной последовательностей одинаковы, т. е. х₁ = х₂, r₁= r₂ и Z₁ = Z₂. К таким элементам относятся воздушные и кабельные линии, реакторы и трансформаторы.

Во вращающихся машинах токи обратной последовательности создают магнитный поток статора, который вращается против направления вращения ротора, т.е. имеет двойную угловую скорость по отношению к ротору машины. В общем случае для вращающихся машин х₁ ¹ х₂, для турбогенераторов и гидрогенераторов с успокоительными обмотками принимают х₂ » х^¢¢_d.

Сопротивление нулевой последовательности. Эти сопротивления рассматриваются в связи с замыканиями на землю.

Кабельные и воздушные линии. Для кабельных линий высокого напряжения сопротивления нулевой последовательности принимают из соотношения х₀ = ( 3,5 - 4,6) х₁.

Индуктивное сопротивление нулевой последовательности трансформаторов и автотрансформаторов определяется схемой соединения обмоток и конструктивным исполнением.

Если однофазное повреждение произошло со стороны трансформатора, где обмотка соединена в треугольник или звезду без заземленного нуля или нулевого провода, токи нулевой последовательности не могут проходить через данный трансформатор и его сопротивление в схемах замещения нулевой последовательности равно бесконечности.