Короткие замыкания в системах внешнего электроснабжения. Учебное пособие

16 1, 41 0, 26

E′′ = 0,945

7

Рис. 2.3. Вторая схема замещения

получим результирующую схему замещения (рис. 2.4).

61

К4

Рис. 2.4. Результирующая схема замещения

Определение параметров тока КЗ

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени в относительных единицах, приведенное к расчетным базисным условиям

*

Погрешность вычисления этого тока менее 1 %, что не превышает допустимой величины.

Величина базисного тока

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени в именованных единицах

Iпо = Iпо Iб = 0, 49 ×9,16 = 4, 49 кА.

*

Начальный угол смещения периодической составляющей тока КЗ

*

62

Построение графика тока КЗ

Ток КЗ

iк (t ) = iп (t ) + iа (t ) .

Периодическая составляющая тока

значение sin (arctg (15,7)) = 0,998 всего на 0,2% отличается от 1. То-

гда значение периодической составляющей при α = 0 вычисляется по выражению

Ударный ток

iу = 2KуIп0 = 2 ×1,82 × 4,49 = 11,56 кА.

С учетом численных значений параметров получаем

= 6,3(sin (18000t - 90°) + exp(-18,52t )).

Для построения графика полного тока iк (t ) и его составляющихiп (t ), iа (t ) необходим шаг не более 0,001 с (десять точек на полпериода). Известно, что длительность переходного процесса состав-

63

Расчет токов при однофазном и двухфазном КЗ

Величина начального тока при двухфазном КЗ (13)

Начальное значение периодического тока при однофазном КЗ вычисляется по выражению (12), в которую входят результирующие индуктивные сопротивления

xрез = x1 + x2 + x0 .

При коротком замыкании в точке К4 величина x0 = ∞ , поэтому

Iп(10) = 0 .

64

Индуктивное сопротивление прямой последовательности равно сопротивлению обратной последовательности, т.е. x1 = x2 . Сопротивление x1 – это результирующее сопротивление, которое было получено при рассмотрении трехфазного КЗ.

При КЗ в точке К1 (см. рис. 2.1) в отличие от КЗ в точке К4 имеется несколько параллельных ветвей для протекания тока нулевой последовательности (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Схема замещения нулевой последовательности при КЗ в точке К1

На этой схеме обозначены индуктивные сопротивления нулевой последовательности трансформаторов xот1, xот2 , xот4 и ЛЭП – xол1 , xол2 , xол4 . Причем согласно данным табл. 1.3 и схемы (см. рис. 2.2) имеем:

xол1 = 3xл1 = 3 × 0,151 = 0, 453; xол2 = 3xл2 = 3 × 0,212 = 0,636 ; xол4 = 3xл4 = 3 × 0,091 = 0, 273; xот1 = xт1 = 0,417 ;

xот2 = xт2 = 0,759 ; xот4 = xт4 = 0,328.

65

Объединив сопротивление верхних двух параллельных ветвей

получим результирующее сопротивление нулевой последовательности схемы

Сопротивление обратной последовательности

x2Σ = x1Σ = 0,659 .

Вычисление сопротивления прямой последовательности x1Σ производится аналогично вычислению сопротивления при трехфазном КЗ.

Величина периодической составляющей тока при однофазном КЗ определяется по выражению (12).

Вопросы для самопроверки

1.Чем отличается схема замещения от расчетной схемы?

2.Что понимается под результирующим сопротивлением схемы замещения?

3.Какой физический смысл постоянной времени Tа ?

4.Что понимается под ударным током?

5.Как определяется время переходного процесса при коротком замыкании?

66

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время в связи с интенсификацией промышленного производства, увеличением использования электрической энергии в сельском хозяйстве и на промышленных предприятиях повышаются требования к надежности систем электроснабжения, которые решаются в основном на этапе проектирования, где значительную роль играют расчеты токов КЗ. Поэтому будущему специалисту-электрику необходимо получить навыки расчетов токов КЗ, для чего и предназначено данное пособие, в котором приведены краткие сведения о теоретических основах коротких замыканий в системах электроснабжения. Особое внимание уделено подходам к упрощению исходных схем установок, что в результате приводит к значительному сокращению производимых расчетов с незначительным повышением погрешности.

Для углубления знаний по расчетам токов КЗ и более глубокого изучения рассматриваемых вопросов студентам рекомендуется обращаться к источникам библиографического списка.

67

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. – М.: Высш. шк., 1985. – 536 с.

2.ГОСТ Р 52735-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. – М.: Стандартинформ, 2007. – 36 с.

3.ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. – М.: Стандартинформ, 2006.

4.РД153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. – М.: НЦ ЭНАС, 2002.

5.Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы. – М.: Энергия, 1970. – 520 с.

6.Ульянов С.А. Сборник задач по электромагнитным переходным процессам.

– М.: Энергия, 1968. – 496 с.

7.Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1987.– 648 с.

8.ГОСТ Р 59735-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. – М.: Стандартинформ, 2007.

68

ПРИЛОЖЕНИЕ

Образцы оформления титульных листов студенческих работ

МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Самарский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВО «СамГТУ»)

Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий»

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Расчет токов короткого замыкания»

По дисциплине «Стационарные и переходные режимы в системах электроснабжения»

Вариант № 1

Выполнил: студент IV-ЭТ-3 А.П. Молодцов

Проверил: д.т.н. проф. В.И. Котенев

Самара 2018

Рис. П1. Образец оформления титульного листа контрольной работы

69

МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Самарский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВО «СамГТУ»)

Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

«Расчет токов короткого замыкания»

По дисциплине «Стационарные и переходные режимы в системах электроснабжения»

Вариант № 7

Самара 2018

Рис. П2. Образец оформления титульного листа контрольной работы

70