Для электроустановок характерны четыре режима: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный, причем аварийный режим является кратковременным режимом, а остальные продолжительными режимами.
Электрооборудование выбирается по параметрам продолжительных режимов, а проверяется по параметрам кратковременных режимов, определяющим из которых является режим короткого замыкания.
По режиму короткого замыкания электрооборудования проверяется на электродинамическую и термическую стойкость, а коммутационные аппараты — также на коммутационную способность.
Учитывая дискретный характер изменения параметров электрооборудования, токов короткого замыкания в электрических сетях">расчет токов КЗ для его проверки допускается производить приближенно, с принятием ряда допущений, при этом погрешность расчета КЗ не должна превышать 5-10%.
Руководящие указания, согласно действующим государственным стандартам в области коротких замыканий, а также с правилами устройства электроустановок:
- ГОСТ Р 50254-92. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета электродинамического и термического действия токов короткого замыкания. — М.: Изд-во стандартов, 1993. — 57 с.
Короткое замыкание — замыкание, при котором токи в ветвях электроустановки, примыкающих к месту его возникновения, резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.
Короткое замыкание на землю — это короткое замыкание в электроустановке, обусловленное соединением с землей какого-либо ее элемента.
Режим короткого замыкания — режим работы электроустановки при наличии в ней короткого замыкания.
Определение параметров схемы замещения прямой последовательности
На электрической схеме показаны точки короткого замыкания, в которых рассчитываются токи.
Составляем схему замещения, для каждого элемента определяем активное и индуктивное сопротивление, для уровней 1 и 2 определяем сопротивление в относительных единицах, для уровня 3 — в миллиомах.
Используем приближенное приведение.
Определяем базисные условия:
- базисная мощность — =1000 MBA;
базисное напряжение уровня 1 — = 37 кВ
Режим работы нейтралей в электроустановках
... 6...35 кВ такой режим нейтрали рекомендован ПУЭ во всех электроустановках. Причина широкого распространения режима работы с изолированной нейтралью заключается в том, что в такой сети замыкание одной фазы на ... и других аналогичных им устройств. В сетях с изолированной нейтралью однофазное замыкание на землю не приводит к короткому замыканию. В месте замыкания проходит небольшой ток, обусловленный ...
базисное напряжение уровня 2 — = 10,5 кВ
базисное напряжение уровня 3 — = 0,4 кВ
Система:
=.
В соответствии с [2] активное сопротивление системы можно определить так: .
ЭДС системы принимаем равным среднему номинальному напряжению [1], т.е. 37 кВ, в относительных единицах .
Воздушная линия:
; .
Трансформатор Т1:
; .
Кабельные линии:
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
0,088*100 =8,8 мОм; 0,53*100=53 мОм.
Преобразовательная установка:
В соответствии с [1] сопротивление установки . При
пересчете на номинальную мощность получаем:
; .
Синхронный двигатель:
;
;
;
sin = 0,44;
=.
Нагрузка:
Эквивалентные параметры нагрузки:
;
;
Пересчет на базисные условия:
;
;
Для оценки сопротивления ТТ на ТП (для точки К3) предварительно определяем номинальный ток:
;
Сопротивление ТТ на СП (для точки К4) определяем по току КЛ :
R ТА4 = 3 Ом, X ТА4 = 4,8 Ом.
Активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности токовых катушек и переходных сопротивлений подвижных контактов автоматических выключателей.
Для ТП по номинальному току 1,1 мОм; 0,5 мОм.
Для СП по номинальному току =7 мОм; =4 мОм.
Суммарное активное сопротивление различных контактов и контактных соединений
мОм; мОм.
Расчет начальных значений токов трехфазного КЗ
В случае коротких замыканий в точках K1, K2 при расчете периодической составляющей допускается не учитывать активные сопротивления элементов [1].
Точка К1
9,55 +0,833=10,033;
;
;
;
;
Эквивалентное сопротивление прямой последовательности:
;
Эквивалентная ЭДС прямой последовательности:
;
- Периодическая составляющая тока трехфазного К.З. в точке К1:
- от системы ;
- от нагрузки ;
- суммарный ток 0,106.
Точка К2
10,033+26=36,033;
ток замещение короткое замыкание
Периодическая составляющая тока трехфазного К.З. в точке К2:
- от системы ;
- от нагрузки ;
- суммарный ток 0,049.
Эквивалентное сопротивление прямой последовательности:
;
Эквивалентная ЭДС прямой последовательности:
Точка КЗ
Сопротивления для металлического КЗ
;
;
;
- = 85,56 мОм;
- Ток металлического К.З.: .
Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:
;
=;
- Ток К.З. в точке КЗ
Точка К4
Сопротивления для металлического К.З.
78,35+4,8+4+8,8=95,95 мОм;
98,57 мОм;
137,5 мОм;
- Ток металлического к.з.: .
Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:
;
=;
- Ток к.з. в точке К4 -.
Расчет ударного тока трехфазного КЗ
Точка К1
Для расчета постоянных времени определим эквивалентное активное сопротивление при условии отсутствия индуктивных.
По аналогии с расчетом индуктивных сопротивлений:
R 10 = R W 1 + R C = 6,78;
;
;
;
R 14 = R Т1 + R 13 = 42,75;
, ;
Время до появления ударного тока —
;
Время до появления ударного тока —
;
- Ударные коэффициенты 1,17 ;
- 1,374 ;
Ударный ток в точке K1:
Точка К2
R 15 = R 10 + R Т1 = 13,34 ;
, ;
Время до появления ударного тока —
;
Время до появления ударного тока —
;
- Ударные коэффициенты 1,35651 ;
1,35;
Ударный ток в точке К2:
Точка КЗ
;
;
Время до появления ударного тока —
;
- Ударный ток в точке КЗ -.
Точка К4
;
;
Время до появления ударного тока —
;
- Ударный ток в точке К4 — .
Сведем токи трехфазного К.З. в таблицу
|
точка к.з. |
, o.e. |
, o.e. |
, кА |
, кА |
,кА |
|
|
К1 |
0,106 |
0,182 |
||||
|
К2 |
0,049 |
0,0937 |
||||
|
КЗ |
— |
— |
— |
2,3 |
3,7 |
|
|
К4 |
— |
— |
— |
1,5 |
2,25 |
|
Схема замещения обратной последовательности
Схема для точек К1 и К2 соответствует схеме прямой последовательности, значения индуктивных сопротивлений СД (), преобразователя, электротермической установки и нагрузки требуется пересчитать.
Электротермическая установка
В соответствии с [1] сопротивление преобразовательной установки: Z П 2 =1,66+0,81.
При пересчете на номинальную мощность получаем:
Параметры нагрузки считаем аналогично прямой последовательности:
Пересчет на базисные условия:
Для сетей ниже 1000В сопротивления прямой и обратной последовательности считают равными.
Точка К1
;
;
;
131.
Эквивалентное сопротивление обратной последовательности
;
Точка К2
=.
Схема замещения нулевой последовательности
Точки КЗ и К4
Активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности, понижающего трансформатора
254 Ом, 582 мОм.
Кабельная линия:
; .
Расчет периодической составляющей токов двухфазного КЗ
Точка К1
Точка К2
Точка КЗ
Сопротивления для металлического к.з.
Ток металлического к.з.: .
Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:
;
- Ток К.З. в точке КЗ —
Точка К4
Сопротивления для металлического К.З.
Ток металлического К.З.: .
Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:
;
- Ток к.з. в точке К4 —
Расчет периодической составляющей токов однофазного КЗ
Точка КЗ
;
;
Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:
;
Точка К4
Сопротивления для металлического К.З.
;
1669,02 + 42 + 14 +159 = 1884,02 мОм ;
- мОм.
Ток металлического к.з.: .
Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:
;
- Ток к.з.в точке КЗ
Заключение
В результате проведенных расчетов были приобретены навыки преобразования исходной схемы к схеме для расчетов токов К.З. прямой, обратной и нулевой последовательности, а также произведено ознакомление с особенностями расчетов токов К.З. указанных выше последовательностей.
Используя литературу и методические указания были рассчитаны К.З. для точек К1, К2, К3 и К4.
Список используемой литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/avariynyie-rejimyi-rabotyi-elektroustanovok/
1. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования./ Под ред. Б.Н. Неклепаева.-М.: Изд-во НЦ ЭНАС. — 152с.
2. Справочник по проектированию электроснабжения./ Под ред. Ю.Г. Барыбина и др.-М.: Энергоатомиздат, 1990.-576 с.
