1.3 Обмеження струмів короткого замикання

Основні заходи, що дозволяють обмежити струми КЗ та звести їх шкідливу дію до мінімуму:

 застосування найбільш раціональних схем комутації (сполучень електричних станцій і підстанцій), одна з яких зображена на рисунку 1.2;

 застосування спеціальних апаратів для обмеження струмів КЗ, до яких відносять реактори (котушки індуктивності), які вмикають на ділянках з великими струмами замикання;

 використання релейного захисту та автоматики для локалізації КЗ, що виникли;

 застосування електрообладнання стійкого в термічному та електродинамічному відношеннях з ізоляцією, розрахованою на значне теплове перевантаження в аварійних умовах.

1.4 Призначення та умови розрахунку струмів короткого замикання

Під розрахунком струмів КЗ розуміють розрахунок струмів та напруг для заданого виду замикання і певного часу.

Розрахунок струмів КЗ призначений для:

 вибору раціональних, з точки зору обмеження значення струмів КЗ, схем комутації;

 вибору електричних апаратів (вимикачів, роз'єднувачів, реакторів, шин тощо);

 перевірки та налагодження релейного захисту;

 перевірки стійкості паралельної роботи електричних станцій системи;

 перевірки можливості роботи споживачів в аварійних умовах;

 розрахунку захисних заземлень;

 визначення впливу КЗ на лінії зв'язку;

 вибору характеристик розрядників;

 аналізу аварій.

Рисунок 1.2 - Схема електричних сполучень електричної станції

Вихідні розрахункові умови можуть бути різними в залежності від призначення розрахунку електромагнітного перехідного процесу. Так, наприклад, для вибору електричної апаратури за умовами її роботи при КЗ необхідно визначити найбільш можливі значення струмів. І навпаки, для вибору та налагодження релейного захисту і автоматики часто доводиться знаходити найменші значення струмів КЗ. Вихідні умови при цьому повинні бути іншими (мається на увазі час, вид і місце замикання, можливі режими, послідовність вимкнення аварійної ділянки, кількість працюючих агрегатів, розрахункова схема тощо).

1.5 Основні припущення при розрахунку струмів короткого замикання

Значення струмів КЗ залежать від цілого ряду обставин, багато з яких врахувати дуже важко, а то й зовсім неможливо. Тому в практичних розрахунках приймають деякі припущення, які не вносять значних похибок у результати розрахунків, проте набагато спрощують їх, скорочують затрати часу на розрахунки.

Основними припущеннями при розрахунку струмів КЗ є:

 відсутність несиметрії трифазної системи (практично виконується);

 відсутність коливань генераторів (приймається, що ЕРС усіх генераторів, що живлять місце КЗ, збігаються за фазою);

 приблизне врахування навантажень;

 нехтування активними опорами елементів. Для високовольтних мереж це припущення цілком можливе (r<<х). Якщо, наприклад, індуктивний опір синхронного генератора прийняти за одиницю (х_г=1), то r_г=0,04 і Z_г= 1,02; тобто z_гх_г. Аналогічне співвідношення між активними та реактивними опорами маємо для трансформаторів і реакторів. У повітряних лініях величина активного опору може досягти 20% реактивного і більше. Активний опір враховують для довгих кабельних та повітряних ліній з малим перерізом проводів, а також при визначенні постійної часу згасання вільної складової струму КЗ. У цьому полягає відносна умовність даного припущення. У загальному випадку активний опір кола при КЗ рекомендується враховувати, якщо r_> х_ /3 ;

 відсутність насичення магнітної системи апаратів (під час розрахунку струмів КЗ всі схеми вважають лінійними, а індуктивні опори сталими);

 нехтування намагнічувальними струмами трансформаторів і автотрансформаторів (винятком є трифазні тристрижневі трансформатори при розрахунку струмів нульової послідовності);

 нехтування ємністю ліній за винятком довгих ліній електропередавання, а також кабельних ліній напругою 35 кВ і вище.