Электромагнитные переходные процессы
.pdfПоминальный ток ка- |
100 |
140 |
200 |
400 |
600 |
1000 1600 |
2500 |
тусики расцепителя, А |
|
|
|
|
|
|
|
Сопротивление ка- |
0,86 |
0,55 |
0,26 |
0,1 |
0,094 |
0,08 0,06 |
0,05 |
т>'!11ки расцепителя, |
|
|
|
|
|
|
|
мОм |
|
|
|
|
|
|
|
AK I ивное сопротивление элементов аппаратуры и устройств, KOii raKi OB, дуги в месте КЗ определяют в составе резуль-
тирующет'о переходного сопротивления |
|
+ |
(10,14) |
здесь - переходное сопротивление контактного соединения токоведущих шин;
' Га - активное сопротивление автоматического выключателя, состоящее из активного сопротивления токовых катушек расцепителя и переходного сопротивления контактов;
у,;, •• активное сопротивление первичной обмотки трансформатора тока;
" г,; - активное сопротивление дуги в месте КЗ.
Результирующее активное переходное сопротивление зависиг от мощности понижающего трансформатора комплектной траисформаторной подстанции (КТП), Ниже приведены его значения при КЗ на вторичной стороне КТП;
Мощность трансформа- |
400 |
630 |
1000 |
1600 |
2500 |
тора, кВЛ |
|
|
|
|
|
Переходное сопротив- |
9,21 |
8,02 |
6,41 |
5,51 |
5,12 |
ление. мОм |
|
|
|
|
|
Сопротивления рассмотренных элементов цепи КЗ напряжением до I ООО В приводятся к базисным условиям на основании выражений; ,,, ^^^^^
при сопротивлении элемента, выраженном в миллиомах,
(10,] 5)
при сомрочивлении элемента, заданного в о,е..
сопротивления нулевой последовательности мОм;
начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ, создаваемого местными асинхронными двигателями.
4 = |
• 10V |
+ x j - |
+ (г,, + |
, |
(10.20) |
где |
- фс1зная сверхпереходная ЭДС двигателя, кВ; |
||||
А",)«, ''щ - |
сверхпереходные индуктивное и активное со- |
||||
|
противления двигателя, мОм; |
|
|
||
г„„ - внешние сопротивления кабеля, мОм, |
|||||
Кроме того, рассчитывают: |
|
|
|
||
• сверхпереходную ЭДС (в вольтах) |
|
|
|||
КОУ^ = /(^-''Vo) C O S - |
+ |
Ф(0) sin |
- |
HOXO.)' > |
|
|
|
|
|
|
(10.21) |
где иф(0), 1(0), ф(0) - соответственно фазное напряжение, ток статора и угол между векторами напряжения и тока статора в режиме, предшествующем КЗ. Обычно принимают
U<p(urlJnr.MJ(orhoM, (р(0)= |
либо полагают |
=0,9U; |
|
суммарное актнв1юе сопротивление асинхронного двига- |
|||
теля в момент КЗ (в миллионах) |
|
|
|
|
Гл,<=ГГГ2/С2, |
|
(10.22) |
где Г/ - активное сопротивление статора, мОм; |
|
||
,04 - коэффициент, характеризующий соотношение со- |
|||
противлений рассеяния обмотки ротора и |
намагни |
||
чивания двигателя;
rj • активное сопротивление ротора, приведенное к статору (мОм) и определяемое выражением
Здесь Тр - расчетная постоянная времени затухания периодической составляющей тока статора, причем
(10.28) постоятгиую времени затухания апериодической составляющей тока статора
(10.29)
Пример 10.3. К сборным шинам напряжением 0,4 кВ с помощью кабеля длиной 70 м и сечением 3x120 мм^ подключен асинхронный двигатель типа АО-104-6 (рис. 10.5). Определить на- • чальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ, создаваемого двигателем при КЗ на сборных шинах (двигатель до КЗ имел номинальную нагрузку).
0 , 4 кВ К'З) |
г(з) |
|
I |
ХъаJ |
|
Л |
Хвк |
|
Ч-yJi |
||
|
||
Уном=ЗШа;'гном=0,94 |
|
|
Пд-ЮООоб/мин; |
|
|
Л.ном=98Соб/мин; " |
Хдв |
|
Ссб¥ =0, Ш;1кпуск=6; |
|
|
®Мкпус1с=1,5. |
|
а
Рис. 10.5. к примеру 10.3.
Решение. Номинальный ток двигателя
U„„„T],auCos<p,,.J=200-10Wyl3 •380 0.94-0,89)=363,2 А.
Номинальное скольжение двигателя
000-980)/! 000=0,02.
(з) |
|
|
|
|
|
IKC=8kA; УС-10,5КВ |
|
|
|
||
^ |
5тр=1000кВ-А |
1 . 1 |
|
Zz |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
^ л Р к = 1 2 , 2 к В т |
8 , 5 8 |
U |
1,95 |
||
|
|
|
Хъ |
I |
£.3 |
|
QFI |
|
Г745 |
O 0,44 |
|
Ч |
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
Zm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(э) |
|
8,41 |
/ |
|
|
|
|
£5 |
|
|
|
|
3 , 7 2 |
|
80Ч0мм21ш=10м |
|
|
|
^ |
|
|
0 , 5 6 |
Ц 2 , 5 б |
|||
|
QCP=200MM |
|
Jtz |
^ |
|
ШМА-73 |
|
0 ,1 |
|
|
|
1ш=120м |
|
|
, |
Znz |
|
|
1ном=1600А |
|
|
||
|
IHOM=400A |
|
Кг |
|
Кг'(з: |
|
|
|
7 |
||
1кл=10м |
|
|
|||
Хо=0,05бм0м/м' |
а |
|
|||
Q = I O M M |
|
|
|
£ |
|
Го=0,256м0м/м
Рис. 10.6. к примеру 10.4.
Решение. Расчет токов КЗ в точке К^ Сопротивления связи питаюи1ей подстанции с систел1ой
XI=10500-0,4^-lOWfyfi •8000-10,5^)= 1,1 мОм; Г) =0.
Сопротивления трансформатора согласно (10.11)-(10.13)
Z2=5, 5 -0,4'-10Vl 000'-8,8 мОм; s r2=12,2-0,4^-10^/100(f=1.95MOM;
- 8,58 мОм.
Сопротивления шины от выводов трансформатора до сборных шин напряжением 0,4 кВ
Индуктивное сопротивление токовой катушки расцепителя автомата QF2
Х7"0,1 мОм.
Результирующее переходное сопротивление в точке К; с
учетом коэффициента ступени КЗ принимаем г„2 =5,33 мОм. |
||
Результирующие |
сопротивления короткозамкнутой цепи |
|
до точки К; |
|
|
Г2+ |
Г5+ Г,, |
95+0,44+3,72+2,56+5,33= 14 мОм; |
. |
X,- Xtf^jyf^l 1,2+2,04+0,56+0,1^13,9 мОм. |
|
7.k2p«,6=VT4^ + 13,9^ = 19,7 мОм.
Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в точке К^
=0,4^10'/(43'}9,7)= |
|
11.7 КА. |
||
Ударный ток КЗ в точке К2 |
|
|
|
|
^ |
-1,005-42 |
•] 1,7=16,6 |
кА, |
|
где |
|
|
|
|
|
= 1 + |
= |
1 + |
« 1,05, |
причем |
|
|
|
|
|
=13,9/(314-14) = 0,0032с. |
|||
10.4. Короткие |
замыкания |
в питающих |
сетях |
|
При КЗ в сетях напряжением 330 кВ и выше, кроме периодической и апериодической составляющих, можно выделить также гармонические составляющие. Последние обусловлены распределенной поперечной емкостью ЛЭП. При наличии в ЛЭП сосредоточенной продольной емкости ток КЗ содержит также субгармоническую составляющую с пониженной частотой по сравнению с промышленной. Расчеты составляющих тока КЗ с учетом емкостей ЛЭП при КЗ в различных точках сети легко выполняются с помощью цифровых ЭВМ.
Расчетная схема для одного из условий, показанная на рис. 10.7, позволяет установить общие зависимости для расчета токов КЗ в таких ЛЭП. При отсутствии продольной емкости в ЛЭП (КЗ в точке К/ - на шинах источника, в точке К2 • за трансформатором) по.аный ГОК в месте трехфазного КЗ содержит только периодиче-
