4.2. Назначение расчетов коротких замыканий
Расчет электромагнитных переходных процессов в СЭС при КЗ предусматривает определение токов и напряжений в той или иной КЗ цепи при заданных(расчетных) условиях. Он имеет важное значение при проектировании и эксплуатации СЭС.
Расчеты токов КЗ необходимы для следующих конечных целей:
выявление условий работы потребителей при возможных КЗ и определения допустимости того или иного режима;
выбора электрических аппаратов электроустановок по условиям термической и электродинамической стойкости;
проектирования и настройки средств релейной защиты и автоматики СЭС;
сопоставления, оценки, выбора схем электрических соединений СЭС;
координации и оптимизации значений токов КЗ;
оценки устойчивости работы СЭС и ее узлов нагрузки;
проектирования заземляющих устройств;
определения влияния токов КЗ на линии связи;
выбора разрядников;
анализа аварий в ЭУ;
проведения различных испытаний в СЭС.
Точность расчета КЗ зависит от его целевого назначения.
Для выбора и проверки электрических аппаратов точность расчета может быть ниже, чем для решения других задач. При выборе средств релейной защиты и автоматики точность расчета аварийных режимов должна быть значительно выше. В таком случае необходимо определить наибольшие и наименьшие значения токов и напряжений, возможный сдвиг между ними в отдельных фазах либо между их симметричными составляющими и т. п.
4.3. Допущения при расчетах токов короткого замыкания
Расчет токов КЗ в современных крупных СЭС представляет собой сложную и трудоемкую задачу. При решении большинства практических задач принимают ряд упрощающих допущений, не вносящих существенных погрешностей в точность расчетов.
При расчете цепей напряжением выше 1 кВ основные допущения следующие:
пренебрегают насыщением магнитных систем всех элементов цепи КЗ (генераторов, трансформаторов и электродвигателей);
все нагрузки представляют постоянными индуктивными сопротивлениями;
пренебрегают активными сопротивлениями элементов схемы, если отношение результирующих сопротивлений от источника до точки КЗ
(активные сопротивления учитывают
только при определении степени затухания
апериодических составляющих токов
КЗ);пренебрегают емкостными проводимостями на землю ВЛ напряжением 220 кВ (для КЛ напряжением 110 кВ и выше емкостные проводимости надо учитывать);
не учитывают сдвиг по фазе ЭДС источников энергии, входящих в расчетную схему;
считают, что все элементы СЭС симметричны, а нарушение симметрии происходит только в месте КЗ;
приближенно учитывают затухание апериодической составляющей тока КЗ в схемах с несколькими независимыми контурами;
учитывают в виде обобщенных нагрузок центров питания все электроприемники, за исключением мощных электродвигателей, подключенных непосредственно в месте КЗ или на небольшом электрическом удалении от него;
пренебрегают различием значений сверхпереходных индуктивных сопротивлений по продольной и поперечной осям СМ;
пренебрегают токами намагничивания трансформаторов и автотрансформаторов.
Электрические
сети напряжением до 1 кВ являются в
основном распределительными,
разветвленными, содержат значительное
количество силовых элементов, устройств,
аппаратов контроля и управления. Как
правило, они питаются от одного мощного
источника, для которого в аварийных
режимах (КЗ) можно полагать
.
Расчеты токов КЗ в этих сетях выполняют с теми же допущениями, что и в сетях напряжением свыше 1 кВ, но с учетом активных сопротивлений силовых элементов сети. В расчетную схему короткозамкнутой цепи необходимо дополнительно включать и учитывать:
сопротивления элементов РУ (проводников, кабелей и шин длиной 10-15 м и более, токовых катушек расцепителей автоматических выключателей, первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока, переходных сопротивлений контактов, коммутационных аппаратов);
переходные сопротивления в месте КЗ;
несимметрию сопротивлений фаз (например, при установке трансформаторов тока не во всех фазах).
Для
этих сетей в полном сопротивлении
КЗ-цепи, как правило, преобладает активная
составляющая и при
индуктивной можно пренебречь.