Студопедия

КАТЕГОРИИ:

Авто Автоматизация Архитектура Астрономия Аудит Биология Бухгалтерия Военное дело Генетика География Геология Государство Дом Журналистика и СМИ Изобретательство Иностранные языки Информатика Искусство История Компьютеры Кулинария Культура Лексикология Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлы и Сварка Механика Музыка Население Образование Охрана безопасности жизни Охрана Труда Педагогика Политика Право Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радио Регилия Связь Социология Спорт Стандартизация Строительство Технологии Торговля Туризм Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Ценнообразование Черчение Экология Эконометрика Экономика Электроника Юриспунденкция

Основные соотношения между токами при трехфазном КЗ

⇐ ПредыдущаяСтр 36 из 65Следующая ⇒

Связь между значением ударного тока и начальным действующим значением перио

дической составляющей тока КЗ i_n0^ устанавливается из следующих соотношений: Апериодическая составляющая затухает по экспоненциальному закону:

ia = ia 0 e^tlTa^, (¹⁴²)

где i_a₀ - максимальное значение апериодической составляющей; Т_а -постоянная времени затухания апериодической составляющей, определяемая соотношением между индуктивностью Ь_к и активным сопротивлением Rj; цепи КЗ:

Учитывая, что при L_K = Х_к /(2nf) = Х_к /314 при частоте f = 50 Гц, получим

T_a = LkIRK •

Та = X J (314Rk ). (¹⁴³)

Ударный ток, соответствующий времени t = 0,01 с, т. е. через полпериода после возник-

новения КЗ,

_ • + •

.(3) /у

(14.4)

1у -I a inmax'

где i_n_max = V2l_n₀⁽³⁾ - максимальное значение; I_n₀ ⁽³⁾ - действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ.

Таблица 14.1

k..

1,93

1,91

1,8

1,4

1,3

1,2

1,0

Ударные коэффициенты в зависимости от места КЗ

Место короткого замыкания

Выводы явнополюсного генератора с успокоительной обмоткой Выводы турбогенератора В цепи без учета активного сопротивления

На стороне до I кВ трансформаторов 1600, 2500 кВА

630, 1000 кВА 100, 250, 400 кВА

Удаленные точки КЗ с учетом активного сопротивления

•(3) = • -t/Ta + • Iу ~ la0 e

^{В момент}^t = ^{0 ток 1} a max = ¹п max ^{, тог}д^а

iC = i П „Je^m+1) = 421 Z(e- +1).

Обозначим 1 + e ^tlTa = k , тогда

i. = k у ^ IП1-

у у П0

Следовательно, ударный коэффициент k_y учитывает соотношение между активным и

реактивным сопротивлениями цепи КЗ, т. е. расстояние места КЗ от генератора. Значения ударного коэффициента в зависимости от места КЗ приведены в табл. 14.1.

Постоянная времени для установок напряжением выше 1 кВ Т_а = 0,05 с, при этом к_у =

(14.5)

(14.6)

(14.7)

^а + _i

v П max

1,8.

При питании от источника бесконечной мощности э.д.с. его неизменна и периодическая слагающая тока КЗ будет неизменна:

Г = _Г

± П 0 ±

(3)

' (14.8)

Система относительных единиц

При расчете токов КЗ все входящие в расчет величины можно выражать в именованных единицах (кВА, А, В, Ом) или относительных единицах (долях и процентах принятой базисной величины).

Для выражения всех величин в отн. ед. следует установить базисные величины или базисные условия.

Рассмотрим соотношения

S =V31u;

z = и Д/3 г ) (¹⁴⁹)

Из четырех записанных здесь величин только две являются независимыми. Поэтому при выражении величин в отн. ед. две величины могут быть выбраны произвольно и служить независимыми базисными условиями. Остальные же величины могут быть определены в соответствии с соотношениями, приведенными выше.

В качестве независимых базисных величин обычно выбирают базисную мощность S₆ и

базисное напряжение и_б.

Базисная мощность- эта мощность, величина которой принимается за единицу. Величина базисной мощности выбирается в каждом конкретном случае исходя из соображений возможного сокращения вычислительной работы. Для базисной мощности целесообразно принимать значения 100, 1000 MB-А и т.д. или полную номинальную мощность одного из источников питания (системы, электростанции или питающего трансформатора).

Базисное напряжение рекомендуется принимать равным его среднему номинальному значению на каждой ступени напряжения. При расчетах не принимают во внимание действительные коэффициенты трансформации трансформаторов; они заменяются отношениями средних номинальных напряжений. При этом пересчет относительных сопротивлений по напряжению не производится.

Шкала средних номинальных напряжений: 230; 115; 37; 10,5; 6,3; 0,69; 0,4; 0,23 кВ.

Базисный ток определяется по формуле

(14.10)

1б

S б

V3 и б

В соответствии с изложенным выше э.д.с, напряжение, ток, мощность и сопротивление, выраженные в отн.ед. и приведенные к базисным условиям, будут определяться по следующим формулам:

U б*

( т Л

к^{1 б} 0

гu 1 _e ( s к гs

^; e б*

^; Sб* I |^;

К и ^сР ^б 0

(

Z^Л

V ^{Z б} 0

^; Z б*

S б

V3 zr,

(14.11)

б*

U б

где Z - сопротивление, Ом на фазу; Г_б - базисный ток, кА; U_cp_б -базисное междуфазное (линейное) напряжение ступени, определенное по шкале средних номинальных напряжений, кВ; S₆ - базисная мощность, кВ А.

Напряжение КЗ трансформатора и_{к з},%, индуктивное сопротивление реактора х_р,%, переходные сопротивления генераторов и двигателей задаются в отн. ед. или в процентах при номинальных условиях. Для перевода указанных величин к принятым при расчете базисным условиям следует использовать следующие формулы:

(

7 = 7

и

\1. ном 0

б* н

К kj ^ср^б 0

ср.ном

^v _ ^ I

U с

= Z н

ность и ток элемента.

(

U с

Eб* -Ен I,,

S

U

ном 0

где и_{ср ном} - среднее номинальное напряжение ступени; S

\ Го S б

К KJ ^ср^б 0

\

U

ср. ном

U с

у w ^ср^б 0

(

(14.12)

-номинальные мощ-

14.8. Расчетные схемы и определение результирующих сопротивлений цепи короткого замыкания

Для расчета токов КЗ необходимо составить расчетную схему, соответствующую нормальному режиму работы системы электроснабжения при параллельном включении всех источников питания. По расчетной схеме составляют схему замещения, на которой все магнитос- вязанные электрические сети заменяют эквивалентной электрически связанной цепью. В схему замещения вводятся все источники питания, участвующие в питании места КЗ, и все сопротивления, по которым проходит рассчитываемый ток КЗ. В схеме замещения намечают вероятные точки для расчета токов КЗ.

Выбор расчетных точек производится на основе анализа схемы электроснабжения с целью нахождения наиболее неблагоприятных условий повреждений, определяющих выбор аппаратов и проводников.

Как правило, расчетными точками являются выводы высшего напряжения понижающих трансформаторов, участки между выводами низшего напряжения трансформаторов и реакторами, сборные шины распределительных устройств, выводы выключателей отходящих линий, а также выводы электроприемных устройств (рис. 14.5).

Расчетная точка трехфазного КЗ в сети напряжением 6... 10 кВ - на шинах вторичного напряжения ГПП или ПГВ.

Расчетная точка трехфазного КЗ напряжением до 1 кВ - непосредственно за автоматическим выключателем трансформатора.

При наличии в схеме трансформаторов при составлении расчетной схемы замещения необходимо привести параметры элементов и э.д.с. различных ступеней трансформации к основной (базисной) ступени. Расчеты упрощаются, если за базисную принята ступень, для которой рассчитывается ток КЗ.

При расчете в отн.ед. нужно задаться базисными условиями и_срб, S₆ - базисными напряжением и мощностью.

Для генераторов, линий напряжением выше 1 кВ обычно учитывают только индуктивные сопротивления. В удаленных от генератора точках КЗ (преимущественно в сетях напряжением до 1 кВ) учитывают активные сопротивления.

Рис. 14.5. Пример выбора расчетных точек коротких замыканий (К₁₂,,₈)

Для отдельных элементов схемы принимаются следующие значения индуктивных сопротивлений:

для синхронных генераторов x"_d* выражается в отн. ед.; оно представляет собой сверхпереходное реактивное сопротивление по продольной оси полюсов. Для турбогенераторов x"_d* = 0,125, для гидрогенераторов с успокоительной обмоткой х""* = 0,2;

для синхронных и асинхронных двигателей х""* = 0,2;

для трансформаторов, если пренебречь их активным сопротивлением, напряжение КЗ и_к_з (%) численно равно их индуктивному сопротивлению х_т* = и_кз*;

для воздушных линий напряжением выше 1 кВ удельное реактивное сопротивление х_л0= 0,4 Ом/км;

для кабельных линий напряжением 6... 10 кВ удельное реактивное сопротивление х_к0 = 0,08 Ом/км;

для реакторов сопротивление х_реак приводится в процентах к номинальным параметрам и переводится в относительные или именованные единицы;

сопротивление энергосистемы Х_с, приведенное к напряжению базовой ступени и_ср_б, определяется по заданной мощности КЗ системы £_к._з._сис_т из соотношения

Хс =

S

⁽U ср. б⁾

(14.13)

к.з.сист

Для определения трехфазного тока КЗ необходимо составить расчетную схему и преобразовать ее в следующем порядке:

1) составить полную расчетную схему, на которую нанести все элементы системы электроснабжения с их номинальными параметрами;

2) выбрать по схеме расчетные точки КЗ;

3) задаться базисными условиями - мощностью и напряжением;

4) сопротивления всех элементов схемы, выраженные или в относительных, или в именованных единицах, привести к базисным условиям;

5) произвести упрощение схемы;

6) определить результирующие сопротивления от каждого источника х_рез* до точки КЗ.

В расчетах токов КЗ широко пользуются так называемым расчетным сопротивлением цепи КЗ

Г _S >

b-s номЪ

(14.14)

X = X

расч

рез*

б0

где S^^ - суммарная мощность системы.

Основные способы, применяемые для упрощения схемы:

1. Замена параллельно, последовательно или смешанно включенных сопротивлений одним эквивалентным. Преобразование треугольника в эквивалентную звезду или наоборот.

2. Замена двух или нескольких источников питания одним эквивалентным, например объединение двух различных электростанций. Такая замена возможна лишь в тех случаях, когда источники питания находятся приблизительно в одинаковых условиях по отношению к месту КЗ.

Условия, при которых допустимо объединение источников питания. Для систем электроснабжения промышленных предприятий характерна схема совместного питания (рис. 14.6): от системы S1 и электростанции предприятия S2 .

Объединение одноименных источников питания допустимо при условии

^r _{S X} Л

= 0.4...2,5, (14.15)

S 2 X 20

где Х₁, Х₂ - сопротивления, приведенные к базисной мощности.

Если в каждой из объединяемых цепей расчетное сопротивление Х_р* > 3, то объединение цепей источников питания допускается во всех случаях.

Нельзя объединять ветвь источника питания с неизменной э.д.с. и ветвь источника питания с расчетным сопротивлением Х_р* < 3.

3. Пренебрежение маломощными удаленными источниками питания

Рис. 14.6. Схема при двух источниках питания места КЗ

При упрощении схемы источником питания меньшей мощности можно пренебречь, если одновременно

> 20;

< 0.05,

V ^S1 0

X,

(14.1б)

где S2 - мощность источника питания, меньшего по мощности; Х2 -сопротивление от источника питания до места КЗ.

^S2

При — = 0,05... 1,0 пренебрегать источниками питания не следует, так как ошибка в

^S1

расчетах может оказаться значительной.

⇐ Предыдущая 31 32 33 34 353637 38 39 40 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 358.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...