ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.02.2025
Просмотров: 85
Скачиваний: 0
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие сведения об электромагнитных процессах в системах электроснабжения
2. Практические методы расчета тока трехфазного короткого замыкания
2.2. Системы единиц. Составление схем замещения
2.3. Эквивалентные преобразования схем замещения
2.4. Расчет начального, ударного и наибольшего действующего
Ток в генераторе при трехфазном к. З. В точке «к»
2.5. Расчет тока трехфазного к. З. Для любого момента времени переходного процесса
3. Расчет несимметричных коротких замыканий
4. Особенности расчета токов к. З. В схемах сельского электроснабжения напряжением до 1 кВ
2. Практические методы расчета тока трехфазного короткого замыкания
2.1. Выбор расчетных условий
Расчетные условия к. з. – наиболее тяжелые, но достаточно вероятные условия, в которых может оказаться рассматриваемый элемент электроустановки при различных видах к. з.
В соответствии с назначением расчетов выбирают расчетные условия. К ним относят:
выбор расчетной схемы;
выбор расчетной точки к. з.;
выбор расчетного вида к. з.;
выбор расчетного времени к. з.
Например: для проверки выбранного выключателя Q по условиям работы при к. з. необходимо знать максимальное значение тока при к. з. Расчетная схема приведена на рисунке 1. Расчетные условия при к. з. следующие
расчетная схема – включены оба источника С1 и С2;
расчетная точка – К1;
расчетный вид к. з. – К(3);
расчетное время к. з. – t = 0
Рис. 1
Для оценки возможного действия релейной защиты (РЗ) при к. з. необходимо знать минимальное значение тока к. з. в зоне действия защиты. Расчетные условия в этом случае следующие:
расчетная схема – отключен один из источников С1 и С2 (имеющий наименьшую электрическую удаленность);
расчетная точка к. з. – К2;
расчетный вид к. з. – К(2);
расчетное время к. з. – t = tср.РЗ ( время срабатывания релейной защиты).
2.2. Системы единиц. Составление схем замещения
При расчетах токов к. з. составляют схему замещения для заданной расчетной схемы электрической системы. Последняя представляется в однолинейном изображении (для одной фазы). Элементы расчетной схемы вводят в схему замещения сопротивлениями, а источники питания (генераторы, синхронные компенсаторы, мощные электродвигатели) – сопротивлениями и эдс (таблица 2).
Параметры элементов расчетной схемы определяют в соответствии с их паспортными данными. Для некоторых элементов сопротивления задают в именованных единицах (Вольт, Ампер, Ом), например: для ЛЭП – худ, rуд, Ом/км; для других – в относительных единицах при номинальных условиях, например: для генераторов, обобщенной нагрузки, токоограничивающих реакторов. В последнем случае – это доля от сопротивления, найденного из выражения
,
Ом, (1)
где Uн, Iн, Sн – номинальные напряжения, ток и мощность данного элемента.
Тогда сопротивления элементов расчетной схемы электроснабжения в именованных единицах:
генератора ,
Ом, (2)
трансформатора
,
Ом, (3)
где Uн – номинальное напряжение обмотки ВН или НН;
реактора ,
Ом, (4)
асинхронного
двигателя ,
Ом, (5)
где Кп – коэффициент кратности пускового тока;
Т а б л и ц а 2
Наименование элементов |
Обозначение на расчетное схеме |
Схема замещения |
Реактивности Хэлементов |
||
Ом |
Относительные базисные единицы |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Синхронные машины (генераторы, компенсаторы, электродвигатели) |
|
|
|
|
|
Асинхронные электродвигатели
|
|
|
|
|
|
Двухобмоточный трансформатор и автотрансформатор |
|
|
|
|
|
Двухобмоточный трансформатор с расщепленной на две цепи обмоткой НН |
|
|
хВ= хН1=хН2=
|
хВ= хН1=хН2=
|
|
Трехобмоточный трансформатор и автотрансформатор (*) |
|
|
хВ = 0,5 (хВН + хВС - хСН); хС=0,5(хВС + хСН - хВН); хН=0,5(хВН + хСН - хВС);
* Реактивность в относ. ном. ед. |
||
Токоограничивающие реакторы:
простой сдвоенный |
|
|
|
|
Продолжение табл. 2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
ЛЭП Воздушная
Кабельная |
|
|
|
|
Обобщенная нагрузка |
|
|
|
0,4 |
обобщенной (комплексной) нагрузки
,
Ом, (6)
ЛЭП ,
Ом. (7)
Практически любая расчетная схема содержит трансформаторы. При составлении схемы замещения магнитосвязанные цепи трансформаторов должны быть заменены электрически связанными цепями. Поэтому при расчетах тока к. з. в именованных единицах произвольно принимают одну из ступеней трансформации за основную и к ней приводят параметры всех элементов схемы. Расчетные выражения:
; (8)
; (9)
, (10)
где К1, К2, …, Кn – действительные (фактические) коэффициенты трансформации, указанные в паспортных данных, определяемые в направлении от выбранной основной ступени напряжения к той ступени, элементы которой подлежат приведению.
Допускается также приближенное приведение, когда действительные коэффициенты трансформации трансформаторов заменяются коэффициентами трансформации в виде отношения средних номинальных напряжений соответствующих ступеней трансформации.
В таблице 3 приведена шкала средних номинальных напряжений.
Т а б л и ц а 3
Uср.н, кВ |
0,4 |
3,15 |
6,3 |
10,5 |
37 |
115 |
230 |
Uн, кВ |
0,38 |
3 |
6 |
10 |
35 |
110 |
220 |
При этом выражения для пересчета упрощаются:
, (11)
,(12)
,(13)
где Uср.н.осн – среднее номинальное напряжение ступени, выбранной за основную; Uср.н – то же ступени, с которой производится пересчет.
Эдс и сопротивления элементов схемы замещения могут быть выражены не только в именованных единицах, но и в относительных единицах. В этом случае все параметры (эдс и сопротивления) элементов схемы замещения выражают в относительных единицах при выбранных базисных единицах измерения. Последние устанавливают для каждой ступени напряжения. Выбирают основную ступень напряжения и для нее произвольно устанавливают базисные единицы измерения. Обычно произвольно задаются базисной мощностью Sб, МВ∙А (которая одинакова на всех ступенях трансформации) и базисным напряжением Uб.осн, равным номинальному напряжению ступени. Две другие величины находят по выражениям:
. (14)
Базисные единицы на других ступенях напряжения находят через коэффициенты трансформации:
или
. (15)
Любые величины, входящие в расчет и заданные в именованных единицах, переводят в относительные базисные величины следующим образом:
(16)
где U, I, Z, S – значения величин в именованных единицах (кВ, кА, Ом, МВ∙А) на расчетной ступени напряжения; Uб, Iб, Zб, Sб – базисные единицы на той же ступени напряжения; (*) – относительные единицы; (б) – величина отнесена к базисным единицам измерения.
Если параметры элементов схемы заданы в относительных единицах при номинальных условиях, то их пересчет к базисным условиям проводят по выражениям:
(17)
В приближенных расчетах на всех ступенях трансформации принимают Uб = Uср.н . Тогда расчетные выражения упрощаются:
. (18)
После выполнения расчетов в относительных базисных единицах действующие значения напряжений, токов, мощностей в именованных единицах находят по формулам обратного пересчета:
. (19)
Точность расчетов не зависит от того, в какой системе единиц выражают величины.