17) Расчет токов кз в электроустановках до 1кВ

Особенности расчета токов КЗ в этих ЭУ:

1. Такие электроустановки характеризуются большой электроудаленностью относительно источников питания (которые, как правило, являются источниками большой мощности), поэтому можно считать Iпt = const при КЗ на стороне НН трансформатора 10кВ (цехового).

2. В качестве основной, при расчете, обычно выбирается ступень НН.

3. Расчет выполняется в именованных единицах.

4. Результирующее сопротивление состоит из сопротивлений всех силовых элементов сети: участки сборных шин, магистральных и распределительных шинопроводов, сопротивлений токовых катушек АВ и реле, обмоток трансформаторов тока , контактов коммутационных аппаратов, переходных контактов и дуги в месте КЗ.

5. Расчет проводят с учетом активных сопротивлений цепи КЗ.

Определение сопротивлений силовых элементов короткозамкнутой цепи (мОм).

Трансформаторы:

;

;

Шины и шинопроводы – r и Х задаются на единицу длины, являются справочными величинами.

ВЛ и КЛ - r и Х также являются справочными величинами. Приближенно Х₀=0.4мОм/м - для ВЛ Х₀=0,08мОм/м - для КЛ.

Для коммутационных аппаратов, реле и трансформаторов тока Х =f(I_ном) - по справочнику.

Активные сопротивления входят в состав результирующего переходного сопротивления:

где r_к– сопротивление контактов токоведущих шин;

r_а – активное сопротивление автоматических выключателей;

r_{тр т} – активное сопротивление трансформаторов тока;

r_д – сопротивление дуги в месте КЗ;

Для сети, находящейся за КТП:

,

где а - расстояние между фазами проводов сети в месте КЗ(справочное).

k

таблице

_ст – коэффициент ступени, определяют по таблице 5.

З

таблице

начение коэффициента ступени КЗ. Таблица 5

Сопротивления рассмотренных элементов цепи КЗ напряжением до 1кВ приводятся к базисным условиям на основании следующего выражения:

Если сопротивление задано в o.e.

где U_б - напряжение ступени, на которой находится точка КЗ, кВ;

U_ср - среднее номинальное напряжение ступени, где включен соответствующей элемент, кВ;

S_ном - номинальная мощность элемента, кВА.

Индуктивное сопротивление внешней системы до понижающего трансформатора, приведенное к ступени НН:

где U_срВ - среднее номинальное напряжение ступени обмоток ВН трансформатора.

Результирующие сопротивления r_рез.б и X_рез.б цепи КЗ находят путем преобразования схемы замещения с учетом r_п.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ:

.

Ударный ток трехфазного КЗ в электроустановках до1кВ:

где ;

18) Несимметричные кз. Метод симметричных составляющих

При расчете трехфазных КЗ схемы симметричны, поэтому эквивалентная схема короткозамкнутой цепи представляется в однолинейном изображении, и расчет ведется для одной фазы.

При несимметричном КЗ нельзя вести расчет по одной фазе, т.к. в сети нарушается симметрия токов в фазах, фазных и линейных напряжений, падений напряжения в элементах системы и других электрических величин. Сравнительно просто несимметричные КЗ и другие режимы в электрических сетях можно рассчитывать с использованием метода симметричных составляющих (МСС). Идея метода симметричных составляющих состоит в следующем. Любую несимметричную систему трех векторов можно представить в виде трех симметричных систем: прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Для каждой из этих систем явления в различных фазах подобны, что позволяет: а.) воспользоваться однолинейными схемами для каждой последовательности. б.) вести расчет для одной фазы. Такая фаза называется особой.

Основные положения МСС: 1.Любой из векторов симметричной трехфазной системы можно представить одноименным вектором другой фазы с

помощью оператора поворота:

Умножение вектора на оператор а означает поворот вектора на 120 градусов.

2.Любую несимметричную систему трех векторов можно разложить на три симметричные системы: прямой, обратной и нулевой последовательности (рис.22).

;

;

.

3.Системы прямой и обратной последовательностей являются уравновешенными:

;

.

Система нулевой последовательности симметрична, но не уравновешенна:

.

4.Если принять за особую фазу А, то:

5.Основное допущение в расчетах несимметричных переходных процессов: протекающие токи в схемах замещения разных последовательностей зависят лишь от действующей в схеме разности потенциалов и сопротивления одноименной последовательности (не учитывается взаимоиндукция между фазами).

Основные уравнения соотношений между напряжением и током для каждой последовательности имеют вид:

где U_k1, U_k2, U_k0 и I_k1, I_k2, I_k0 –симметричные составляющие напряжения и тока в месте КЗ.

Z_1рез, Z_2рез, Z_0рез - результирующие сопротивления схем соответствующих последовательностей относительно точки КЗ.

E_Σ - результирующая ЭДС прямой последовательности относительно точки КЗ.