Контрольные вопросы

1. Какой режим называется установившимся?

2. Влияние нагрузки на установившийся режим, и каким образом она учитывается?

3. Как определить ток в установившемся режиме?

4. Какие параметры определяют синхронную машину в установившемся режиме?

5. На какие слагаемые токи переходного режима оказывает влияние АРВ

6. В чем проявляется влияние двигательной нагрузки на токи переходного режима

7. Что понимается под форсировкой возбуждения и какие факторы определяют ее эффективность?

Лекция 7 Тема: Расчет коротких замыкании в электроустановках переменного тока напряжением до 1кВ

Цель лекции: Изучить теоретическую часть темы

При расчетах токов КЗ в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ допускается:

• использовать упрощенные методы расчетов, если их погрешность не превышает 10 %;

• максимально упрощать и эквивалентировать всю внешнюю сеть по отношению к месту КЗ и индивидуально учитывать только автономные источники электроэнергии и электродвигатели, непосредственно примыкающие к месту КЗ;

• не учитывать ток намагничивания трансформаторов;

• не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин;

• принимать коэффициенты трансформации трансформаторов равными отношению средних номинальных напряжений тех ступеней напряжения, которые связывают трансформаторы. При этом следует использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений: 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; 0,23;

• не учитывать влияние синхронных и асинхронных электродвигателей или комплексной нагрузки, если их суммарный номинальный ток не превышает 1,0% начального значения периодической составляющей тока в месте КЗ, рассчитанного без учета электродвигателей или комплексной нагрузки.

Дополнительные факторы, подлежащие учету при расчете токов кз

Практика расчетов, данные экспериментов и опыт эксплуатации электроустановок напряжением до 1 кВ указывают на весьма существенное влияние на ток короткого замыкания следующих факторов:

• активное сопротивление электрической дуги, возникающей в месте КЗ;

• увеличение активного сопротивления проводников вследствие их нагрева током КЗ, называемое тепловым спадом;

• влияние синхронных и асинхронных электродвигателей, комплексной нагрузки, а также генераторов автономных систем электроснабжения.

Экспериментальные исследования металлических и дуговых однофазных, двухфазных и трехфазных КЗ в действующих электроустановках 0,4 кВ показали, что дуговое КЗ может быть устойчивым, прерывистым или самопогасающимся. Характер изменения активного сопротивления дуги зависит от типа электроустановки, причин и места КЗ, формы проводников и междуфазных расстояний, вида КЗ, значения тока КЗ и других факторов. Учет комплексного влияния разнообразных факторов КЗ на изменение параметров дуги для начального и произвольного моментов времени КЗ возможен лишь с помощью вероятностных характеристик зависимостей активного сопротивления дуги от тока КЗ.

Увеличение активного сопротивления проводников от их нагрева током КЗ может быть весьма существенным. Так, при испытании кабелей марок ААБГ и ААШВ в режиме трехфазного КЗ продолжительностью 0,04...3,0 с токами КЗ от 6,4 до 44 кА активное сопротивление жил кабелей к моменту отключения КЗ увеличивалось в 1,4-3,5 раза. Таким образом, при определении минимальных значений тока КЗ, необходимых для расчета параметров защит, следует учитывать влияние на ток КЗ электрической дуги и увеличение активного сопротивления проводников.

При расчете максимально возможного значения тока КЗ необходимо учитывать все источники, примыкающие к месту КЗ, особенно синхронные и асинхронные электродвигатели и автономные генераторы. Однако возможны случаи, когда напряжение на сборке, которой подключен асинхронный двигатель, превышает его ЭДС при этом двигатель продолжает отбирать часть тока источника шунтируя ветвь с КЗ. Такой режим характерен для несимметричных дуговых КЗ.

Если основной источник питания и двигатель связаны с такой трехфазного КЗ общим сопротивлением, а напряжение в узле оказывается меньше ЭДС двигателя, то в течение приблизительно 15...20мс двигатель подпитывает ветвь КЗ, а затем оказывает на нее шунтирующее действие, уменьшая в ней ток. Это следует учитывать при проверке чувствительности защитных аппаратов. С этой целью на схеме замещения двигатели можно представлять их пусковыми сопротивлениями без ЭДС. При определении интеграла Джоуля для проверки термической стойкости кабелей и при расчете тока для проверки отключающей способности защитных аппаратов желательно применение компьютерных программ, моделирующих электромеханические переходные процессы в асинхронных двигателях.