Тема 2 Розрахунок струмів короткого замикання методом іменованих одиниць план

1. Розрахунок струмів короткого замикання методом іменованих

одиниць.

2. Розрахунок струмів замикання на землю в мережах з

незаземленою нейтраллю.

Література.

1. Електропостачання агропромислового комплексу: підруч. / Козирський В.В., Каплун В.В., Волошин С.М. - К.: Аграрна освіта, 2011. – 448с. арк.. 147 – 152, 52- 59.

2. Притака І.П., Козирський В.В. Електропостачання сільського господарства. – К.: Урожай,

1995, - 304 с.

арк.. 169 - 208

3. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства.

- М.: Агропромиздат, 1990. – 496 с

арк. 172…200.

1 Розрахунок струмів короткого замикання методом іменованих одиниць

У мережах з одним ступенем напруги розрахунок струмів короткого замикання зручно вести методом іменованих одиниць.

Порядок розрахунку струмів короткого замикання.

Повний опір системи до шин, від яких живиться розподільча мережа

Z с = , Ом

де І к.з. струм короткого замикання на шинах підстанцій, КА

U – лінійна напруга на шинах ТП, кВ

Через те, що опір системи мережі 0.4 кВ відносно малий, то для розрахунку беруть тільки опір трансформатора:

Повний опір трансформатора:

Z т = , Ом

де Uк% - напруга короткого замикання трансформатора у відсотках;

Sн – номінальна потужність трансформатора, МВА.

Активний опір трансформатора

Rm = , Ом

де Р к.з. – втрати короткого замикання трансформатори, Вт;

S н – номінальна потужність, кВА.

Індуктивний опір трансформатора

Х т = , Ом

Індуктивний опір лінії

Х л = Хо ∙ ℓ, Ом

де Хо – індуктивний опір 1 км лінії, Ом/км;

ℓ - довжина лінії, км

Активний опір лінії

Rл = R о ∙ ℓ

Результуючий активний і індуктивний опори

R р = R т + R л, Ом

Х р = Х т + Х л , Ом

Результуючий повний опір

Z р = , Ом.

Струм трифазного короткого замикання в даній точці

І⁽³⁾_к.з. =, кА

ί у = ( 1.4 … 2.1) І⁽³⁾_к.з. кА

І у = ( 1 … 1.2) І⁽³⁾_к.з.кА

Потужність короткого замикання

S к.з. = U ср. І⁽³⁾_к.з. , М.В.А.

Приклад

Визначити струм короткого замикання в кінці лінії 10 кВ у точці К1. Дані приведені на рисунку.

Розв’язання.

Визначаємо опори елементів кола короткого замикання у такій послідовності:

Опір системи до шин 10 кВ зведений до напруги 10 кВ.

Х с = = 3 Ом

Індуктивний опір лінії 10 кВ

Х л = Х о ∙ℓ = 0.4 ∙ 5 = 2 Ом

Активний опір лінії 10 кВ

R л = R о ∙ ℓ = 0.6 ∙ 5 = 3 Ом

Повний опір

Z р = = 3.6 Ом,

Струм короткого замикання в точці К1

І⁽³⁾_к.з. === 1.69 кА

2 Розрахунок струмів замикання на землю в мережах з незаземленою нейтраллю

В електричній мережі з ізольованою нейтраллю ( рис. 7.1.а) кожна фаза відносно землі має ємкість, яка рівномірно розподіляється по всій довжині лінії. Перед замиканням на землю напруги і струми в усіх фазах одинакові за значенням і зсунуті один відносно одного на кут 120⁰.

При замиканні однієї фази на землю всі фази змінюють свій потенціал відносно землі , змінюються і ємнісні струми. Так при замиканні фази С ( рис.7. 1. б ) потенціал відносно землі пошкодженої фази дорівнює нулю, а двох інших ( А, В ) збільшується в раза ( до лінійного ). Кут зсуву між фазами також змінюється і зменшується між непошкодженими фазами до 60⁰. Поверхня землі в точці замикання матиме потенціал фази, яка замкнута на землю. Лінійні напруги збережуть своє значення і робота споживачів електроенергії не порушується.

Замикання на землю в мережі з ізольованою нейтраллю.

Фазні напруги непошкоджених фаз А і В при замиканні на землю фази С збільшуються в раза, ємнісні струми цих фаз І_САі І_СВтакож збільшуються враза.

Струм пошкодженої фази І с дорівнює струму І з, який проходить через точку замикання фази С на землю.

За правилом Кірхофа можна записати

І з = - (І¹_СА+ І¹_СВ) ( рис. 7.1. ( в )

Струми І¹_САі І¹_СВстворюються зсунутими між собою на 60⁰напругами U¹_Аі U¹_В, тому кут зсуву між цими струмами також дорівнює 60⁰.

Отже, при замиканні однієї фази на землю струм замикання на землю І з в раза більший від ємнісних струмів непошкоджених фаз, які , в свою чергу, враза більші, ніж ємнісні струми фаз нормального режиму, тому:

І з = 3 І Сном.

де І Сном. – ємнісний фазний струм нормального режиму.

У системі з ізольованою нейтраллю струм замикання на землю в 3 рази більший, ніж ємнісний струм нормального режиму.

І з = 3 U ф ∙ γ w С

де U ф – номінальна фазна напруга мережі;

w – кутова частота живильної е.р.с.

С – ємність фази, що залежить від конструкції і довжини лінії.

У практичних розрахунках для визначення струму замикання на землю користуються формулою:

І з = ;

де U – лінійна напруга, кВ;

ℓ - довжина електромережі, км;

μ – коефіцієнт, для П.Л. – 350, а для кабельних ліній –8 … 12.

Розраховують струм замикання на землю для:

а) визначення умов вимикання стійкої переміжної дуги;

б) можливості вимикання роз’єднувачем холостого ходу лінії та інш.

При 1 фазних замиканнях на землю в мережах з незаземленою нейтраллю трикутник лінійних напруг не спотворюється, тому споживачі, ввімкнені на між фазну напругу, продовжують працювати нормально.

Внаслідок того, що при замиканні на землю фазні напруги збільшуються до лінійних – ізоляція в мережах з незаземленою нейтраллю розраховується на між фазну напругу.

Це обмежує область застосування цього режиму роботи нейтралі мережами напругою до 35 кВ, де вартість ізоляції електроустановок не є визначальною, а деякі збільшення її компенсується підвищеною безперебійністю живлення споживачів при 1 фазних замиканнях на землю, які складають в середньому до 65% всіх порушено ізоляції.