Файл: КЗ Мишкин.docx

Короткие замыкания в электроустановках методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ

ГОСТ 27514-87

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

Содержание

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения 01.01.89

Настоящий стандарт распространяется на трехфазные электроустановки напряжением свыше 1 кВ промышленной частоты и устанавливает общую методику расчета токов симметричных и несимметричных коротких замыканий (КЗ) в начальный и произвольный моменты времени.

Стандарт не распространяется на электроустановки напряжением 750 кВ и выше.

Стандарт не регламентирует методику расчета токов:

при сложных несимметриях в электроустановках (например одновременное короткое замыкание и обрыв), при повторных коротких замыканиях и при коротких замыканиях в электроустановках с нелинейными элементами;

короткого замыкания с учетом динамики электрических машин при электромеханических переходных процессах;

при коротких замыканиях внутри электрических машин, трансформаторов и автотрансформаторов;

непромышленных частот, возникающих при коротких замыканиях в линиях электропередачи напряжением 220 кВ и выше.

1. Общие положения

1.1. Исходные положения

1.1.1. Настоящий стандарт устанавливает общую методику расчета токов короткого замыкания, необходимых для выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания; для выбора установок и оценки возможного действия релейной защиты и автоматики; для определения влияния токов нулевой последовательности линии электропередачи на линии связи; для выбора заземляющих устройств.

1.1.2. Стандарт рассматривает методику расчета токов при КЗ, виды которых показаны на черт. 1.

Виды коротких замыканий

а - трехфазное КЗ – К⁽³⁾; б - двухфазное КЗ - К⁽²⁾; в - двухфазное КЗ на землю - К^(1,1); с - однофазное КЗ на землю - К⁽¹⁾

Черт. 1

1.1.3. Величины, подлежащие определению, допустимая погрешность расчета токов КЗ и применяемая при этом методика расчета зависят от целей, указанных в п. 1.1.1.

Для выбора и проверки электрооборудования допускаются упрощенные методы расчета токов КЗ, если их погрешность не превышает 5-10%. При этом определяют:

начальное значение периодической составляющей тока КЗ и значение этой составляющей в произвольный момент времени, вплоть до расчетного времени размыкания поврежденной цепи;

начальное значение апериодической составляющей тока КЗ и значение этой составляющей в произвольный момент времени, вплоть до расчетного времени размыкания поврежденной цепи;

ударный ток КЗ.

Для выбора параметров настройки релейной защиты и автоматики определяют максимальное и минимальное расчетные значения периодической и апериодической составляющих тока КЗ в начальный и произвольный моменты времени как в месте КЗ, так и в отдельных ветвях расчетной схемы.

1.1.4. Расчеты токов в произвольный момент времени в отдельных ветвях расчетной схемы требуют учета электромеханических переходных процессов и их следует проводить с применением средств вычислительной техники, используя программы расчетов динамической устойчивости электроэнергетических систем.

1.1.5. При расчетах токов КЗ следует в общем случае учитывать все элементы электроэнергетической системы. Допускается эквивалентировать удаленную от места КЗ часть электроэнергетической системы.

1.1.6. Расчет периодической составляющей тока КЗ допускается проводить, не учитывая активные сопротивления элементов электроэнергетической системы, в частности, воздушных и кабельных линий электропередачи, если результирующее эквивалентное активное сопротивление относительно точки КЗ не превышает 30% результирующего эквивалентного индуктивного сопротивления.

1.1.7. При расчетах токов КЗ допускается не учитывать:

1) сдвиг по фазе ЭДС и изменение частоты вращения роторов, синхронных генераторов, компенсаторов и электродвигателей, если продолжительность КЗ не превышает 0,5 с;

2) ток намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов;

3) насыщение магнитных систем электрических машин;

4) поперечную емкость воздушных линий электропередачи напряжением 110-220 кВ, если их длина не превышает 200 км, и напряжением 330-500 кВ, если их длина не превышает 150 км.

1.1.8. Для расчета несимметричных КЗ рекомендуется прёдпочтительно использовать метод симметричных составляющих, принимая полную симметрию по фазам всех элементов электроэнергетической системы (за исключением несимметрии в месте КЗ).

1.1.9. Токи КЗ в зависимости от сложности расчетной схемы и цели расчета допускается определять путем аналитических расчетов с использованием эквивалентных схем замещения, а также расчетов с применением аналоговых расчетных моделей переменного и постоянного тока или с использованием ЭВМ.

1.2. Состав необходимых для расчетов токов КЗ параметров элементов расчетной схемы

1.2.1. Состав параметров конкретных элементов расчетной схемы, который в общем случае необходим для расчетов токов КЗ, указан ниже.

1.2.1.1. Синхронные машины (генераторы, компенсаторы, электродвигатели):

полная номинальная мощность S_ном, MB·А, или номинальная активная мощность Р_ном, МВт, и номинальный коэффициент мощности cosφ_ном;

номинальное напряжение U_ном, кВ;

сверхпереходное сопротивление по продольной оси ;

сверхпереходное сопротивление по поперечной оси ;

переходное сопротивление по продольной оси ;

синхронное сопротивление по продольной оси ;

синхронное сопротивление по поперечной оси ;

сопротивление обратной последовательности ;

сопротивление рассеяния обмотки статора ;

индуктивное сопротивление обмотки возбуждения ;

индуктивное сопротивление продольной демпферной обмотки ;

индуктивное сопротивление поперечной демпферной обмотки ;

активное сопротивление обмотки возбуждения (при рабочей температуре) R_f, Ом;

активные сопротивления продольной и поперечной демпферных обмоток (при рабочей температуре) R_1d и R_1q, Ом;

постоянные времени затухания апериодической составляющей тока статора при трехфазном и однофазном КЗ на выводах машины Т_a⁽³⁾ и Т_a⁽¹⁾, с;

предельный ток возбуждения машины I_fп, A;

ток возбуждения машины при работе в режиме холостого хода с номинальным напряжением I_f0, А;

коэффициент полезного действия (для синхронных электродвигателей) η, %;

напряжение, ток статора и коэффициент мощности в момент, предшествующий КЗ: U_|0|, I_|0| и cos φ.

1.2.1.2. Асинхронные электродвигатели:

номинальная мощность Р_ном, МВт;

номинальное напряжение U_ном, кВ;

номинальный коэффициент мощности cos φ_ном;

кратность пускового тока по отношению к номинальному току К_п;

кратность максимального момента по отношению к номинальному моменту b_ном;

сопротивление статора постоянному току (при рабочей температуре) R, Ом;

коэффициент полезного действия η, %;

напряжение, ток и коэффициент мощности в момент, предшествующий КЗ.

1.2.1.3. Силовые трансформаторы и автотрансформаторы:

номинальная мощность S_ном, MB·A;

номинальные напряжения обмоток, кВ, и фактические коэффициенты трансформации;

напряжения короткого замыкания между обмотками и их зависимость от коэффициентов трансформации;

диапазон регулирования напряжения, определяющий напряжение короткого замыкания в условиях КЗ;

потери короткого замыкания в обмотках, кВт;

1.2.1.4. Токоограничивающие реакторы: номинальное напряжение U_ном, кВ;

номинальный ток I_ном, А;

номинальное индуктивное сопротивление х_р, Ом, или индуктивность L, мГн;

номинальный коэффициент связи К_св (только для сдвоенных реакторов);

потери мощности при номинальном токе ΔР, кВт.