Файл: Условные обозначения и основные термины. Виды схем электроснабжения по назначению Электроустановка.docx

Подставим Z_ДВ. = Z_ПУСК в формулу (6.24). Получим после преобразований:

где I_ПУСК – пусковой ток двигателя при номинальном напряжении;

С – отношение начальной ЭДС двигателя к номинальному напряжению.

ЭДС двигателя зависит от режима работы двигателя в предшествующем режиме (перед моментом КЗ).

Для асинхронного двигателя (АД) коэффициент С меньше единицы. Если нет данных о режиме работы, то для АД принимается С=0,9.

ЭДС синхронного двигателя (СД) зависит от тока возбуждения и может изменяться в широких пределах. При отсутствии данных коэффициент С для СД принимается С=1,05…1,1. В очень приближенных расчетах допускается принимать С=1 для всех типов двигателей.

Таким образом без учета внешних сопротивлений формула для тока подпитки от электродвигателей имеет вид:
(6.25)
где С =0,9 для АД, и С=1,1 для СД.

При нескольких электродвигателях, участвующих в подпитке точки КЗ, токи каждого двигателя суммируются.

Если между двигателем и точкой КЗ присутствуют длинные кабельные линии (более 1 км), то ток подпитки I_ПД, определяется по следующей формуле:

(6.26)

где - эквивалентное сопротивление между точкой КЗ и нейтральной точкой двигателя. В комплексной форме:

(6.27)

Z_ВН. – внешнее сопротивление;

Z_{ДВ. =} Z_ПУСК – пусковое сопротивление двигателя.

Или в алгебраической форма:



Пусковое сопротивление электродвигателей определяется по паспортным данным.

Для АД в именованных единицах,



где К_П – кратность пускового тока.

В относительных единицах индуктивное сопротивление, приведенное к параметрам двигателя


где S_Б – базисная мощность; S_НОМ. – полная номинальная мощность.

Активное сопротивление асинхронного двигателя определяется через номинальное скольжение

---

где s_ном – номинальное скольжение.

В относительных единицах активное сопротивление асинхронных двигателей определяется по выражению:


Для СД в паспортных данных приводится - сверхпереходное сопротивление по продольной оси. Если не известно , то его можно определит по выражению

.

Индуктивное сопротивление СД в омах определяется по выражению:


Активное сопротивление обмотки статора синхронного двигателя определяется из паспортных данных, либо рассчитывается по выражению:



где Т_а – постоянная времени обмотки статора из паспортных данных.

В случае, если нет паспортных данных, то можно принимать:

• 
  для СД, у которых Р_НОМ.>1000 кВт;
  
• 
  для СД, у которых Р_НОМ. <1000 кВт.
  

В точных расчетах может потребоваться определить точное значение ЭДС двигателя, которое зависит от его режима работы до КЗ, а для СД зависит еще и от тока возбуждения:


U, I - напряжение и ток в рабочем режиме на момент КЗ.

Знак «+» - режим перевозбуждения, знак «-» - режим недовозбуждения.

Для асинхронного двигателя


Величина ударного тока подпитки от двигателя i_у.дв определяется по выражениям:



В практических (приближенных) расчетах допускается принимать:

К_у=1,6 для всех АД;

К_у=1,8 для СД до 2000кВт;

К_у=1,9 для СД свыше 2000кВт.

41 Определение токов КЗ для произвольного момента времени. Метод типовых кривых.

Если амплитуда ЭДС источника изменяется в процессе КЗ, то такое КЗ называют близким. При близком КЗ действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ в начальный и произвольный моменты времени существенно отличаются и для определения периодической составляющей тока КЗ

---

для произвольного момент времени нужно учесть изменение ЭДС источника в процессе КЗ.

При приближенных расчетах токов КЗ для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ от синхронных генераторов и электродвигателей в произвольный момент времени при радиальной расчетной схеме следует применять метод типовых кривых.

Типовые кривые представляют собой графики изменения во времени относительных значений периодической составляющей тока КЗ от генератора (электродвигателя) построенных для разных удаленностей точки КЗ:

(6.8.2)

где _t = I_пt/I_по (6.8.3)

- отношение действующих значений периодической составляющей тока КЗ от генератора в произвольный I_пt и в начальный моменты времени I_п0.

Такие кривые строятся для разных удаленностей КЗ. Электрическая удаленность точки КЗ от синхронной машины характеризуется отношением действующего значения периодической составляющей тока КЗ через генератор (двигатель) в начальный момент КЗ I_по к его номинальному току I_НОМ, т.е.

.

Метод типовых кривых используется, если отношение действующего значения периодической составляющей тока генератора (электродвигателя) в начальный момент КЗ к его номинальному току равно или больше двух. При меньших значениях этого отношения считают, что действующее значение периодической составляющей тока КЗ не изменяется во времени, т.е. I_пt = I_п0 = const

Кривая I_п0 / I_ном = 2 является граничной между близкими и удаленными КЗ.

Последовательность определения токов КЗ для произвольного момента времени методом типовых кривых следующая.

1) Составляют расчетную схему и схему замещения.

2) Выбирают базисные единицы. В качестве базисной мощности при расчете сопротивлений принимается номинальная мощность генератора (электродвигателя) или сумма номинальных мощностей генераторов (электродвигателей), если их несколько:

(6.8.5)

3) Определяют номинальный ток генератора или сумму номинальных токов генераторов, если их несколько:

---

(6.8.6)

4) С помощью преобразований приводят схему к простейшему виду и

определяют эквивалентное сопротивление контура КЗ Х_Э.

5) Определяют действующее значение периодической составляющей тока в начальный момент КЗ I_п0. При использовании метода относительных единиц

,

где I_Б – базисный ток; Х_Э – эквивалентное сопротивление контура КЗ.

6) По формуле (6.84) проверяется граничное условие для близкого КЗ:

, (6.8.7)

Если это условие не выполняется, то считают, что КЗ удаленное, принимают, что периодическая оставляющая тока КЗ не изменятся I_пt =I_П0 и расчет заканчивают.

Если по результатам расчетов окажется, что условие (6.8.7) выполняется, то КЗ считается близким и ток КЗ на момент времени t рассчитывается по методу типовых кривых. При этом расчет продолжается.

7) Намечают к выбору тип выключателя. По паспортным данным определяют собственное время выключателя t_ВС.

8) Находят время срабатывания быстродействующей релейной защиты t_РЗ, действующей на выбираемый выключатель.

9) Находим время от начала КЗ до размыкания контактов выключателя

(6.8.8.)

10) По найденному значению времени τ по типовой кривой, соответствующей найденному ранее значению I_п0(ном), определяется коэффициент γ_t.

11) По найденному значению коэффициента γ_t и начальному току КЗ I_п0^, найденному в п.2, находим периодическую составляющую тока КЗ на момент времени τ по формуле:



Если выключатель в цепи генератора, то по найденному току КЗ выполняется проверка выключателя по току отключения периодической составляющей:



Если выключатель на подстанции промышленного предприятия, то в подпитке участвуют несколько ЭД. Если в подпитке точки КЗ участвуют крупные электродвигатели, то для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ на момент времен τ также используется метод типовых кривых.

42 Особенности расчета токов КЗ в установках НН

---

Общие сведения о расчете токов КЗ в сетях 0,4 кВ

Расчет токов КЗ в сети 0,4 кВ имеет ряд особенностей, которые связаны с тем, что в сетях 0,4 кВ линии, как правило, небольшой длины и сопротивления их составляют сотые и даже тысячные доли Ома.

Токи КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется рассчитывать в именованных единицах. При этом последовательность расчета токов КЗ такая же, что и при расчете токов КЗ в сетях напряжением выше 1000 В.

Вместе с тем расчет токов КЗ в сети 0,4 кВ имеет ряд особенностей, которые связаны с тем, что:

- во-первых, линии в сетях 0,4 кВ небольшой длины и сопротивления их составляют сотые и даже тысячные доли Ома.

- И во-вторых, в сетях ниже 1000 в активные сопротивления. линий и трансформаторов соизмеримы с индуктивными сопротивлениями.

Поэтому при составлении схем замещения необходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи. В том числе рекомендуется учитывать активные и индуктивные сопротивления:

- понижающих трансформаторов;

- проводов, кабелей, шин;

- токовых катушек автоматических выключателей;

- сопротивления первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока;

- активные сопротивления подвижных контактов и неподвижных контактных соединений.

Рекомендации ПУЭ. Они очень краткие.

1.4.11. В электроустановках до 1 кВ в качестве расчетных сопротивлений следует принимать индуктивные и активные сопротивления всех элементов цепи, включая активные сопротивления переходных контактов цепи.

Допустимо пренебречь сопротивлениями одного вида (активными или индуктивными), если при этом полное сопротивление цепи уменьшается не более чем на 10%.

1.4.12. В случае питания электрических сетей до 1 кВ от понижающих трансформаторов при расчете токов КЗ следует исходить из условия, что подведенное к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению.



Рекомендации ГОСТ 28249-93 и РД 153-34.0-20.527-98.

Подробнее методы расчета токов КЗ в сетях до 1 кВ изложены в «ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ» и в руководящих указаниях «

---