Выбор расчётных точек кз
Расчётные точки КЗ в зависимости от назначения расчёта выбираются из следующих соображений:
- ток КЗ должен проходить по ветвям, для которых выбирается электрическая аппаратура или рассчитываются параметры релейной защиты;
- для определения наибольшего значения тока КЗ при данном режиме место КЗ выбирается у места установки защиты;
- для определения наименьшего значения тока КЗ место КЗ выбирается в конце защищаемого участка или в конце следующего (резервируемого) участка для проверки резервирующего действия защиты;
- для согласования чувствительности двух устройств релейной защиты место КЗ выбирается в конце действия того устройства, с которым ведётся согласование.
Базисные величины
В электрических сетях напряжением выше 1000 В расчёт токов КЗ обычно производится в базисной системе относительных величин.
Базисная мощность - мощность, величина которой принимается за единицу при расчёте токов КЗ в относительных единицах. При расчётах токов КЗ в системе неограниченной мощности целесообразно значения принимать равным 100 или 1000 МВА, а в системе ограниченной мощности – равными суммарной номинальной мощности источников питания.
Базисное напряжение - для каждой электрической ступени принимается на 5% выше номинального линейного напряжения сети, т.е.: 0.23; 0.4; 0.525; 0.69; 3.15; 6.3; 10.5; 37; 115; 158; 230; 347; 525; 788 кВ.
Базисный ток определяется по формуле:
; (1)
Сопротивления элементов расчётной схемы
Определение сопротивлений в относительных номинальных единицах:
- реактивное ; (2)
- активное ; (3)
- полное ; (4)
где - номинальное линейное напряжение, кВ;
- номинальный ток, кА;
- номинальная мощность, МВА;
- соответственно полное, реактивное и активное сопротивления данного участка цепи, Ом.
Приведение сопротивлений к базисным условиям
Сопротивления синхронных генераторов, компенсаторов, синхронных и асинхронных двигателей. Активными сопротивлениями обмоток электрических машин обычно пренебрегают.
Реактивное сопротивление машины, отнесённое к базисным условиям:
, (5)
где - номинальная (паспортная) мощность машины, МВА;
- сверхпереходное продольное реактивное сопротивление машины в относительных номинальных единицах (паспортные значения). Если машины неизвестно, то можно пользоваться средними значениями сверхпереходных реактивных сопротивлений источников питания, приведёнными в табл.1.
Таблица 1
Наименование источников питания |
, отн. ед. |
Турбогенератор |
0.125 |
Гидрогенератор (явнополюсный) с успокоительной обмоткой |
0.20 |
То же, без успокоительной обмотки |
0.27 |
Синхронный компенсатор |
0.16 |
Синхронные и асинхронные двигатели |
0.20 |
Сопротивления трансформаторов. Активное сопротивление трансформатора обычно не учитывают. Реактивное сопротивление трансформатора в относительных базисных единицах:
, (6)
где - напряжение короткого замыкания трансформатора (паспортное значение), %;
- номинальная мощность трансформатора, МВА.
Схема замещения двухобмоточного трансформатора (без учёта активного сопротивления) приведена на рис. 2, б. Трёхобмоточные трансформаторы (рис. 2, в и г) характеризуются значениями для каждой пары обмоток (,,), приведёнными к номинальной мощности трансформатора.
Напряжения короткого замыкания обмоток трёхобмоточных трансформаторов:
(7)
Индуктивные сопротивления трёхобмоточных трансформаторов, отнесённые к базисным условиям:
(8)
Сопротивления реакторов. Реактивное сопротивление реакторов в относительных базисных единицах:
, (9)
где - номинальная реактивность реактора (паспортное значение), %;
- номинальный ток реактора, кА;
- номинальное напряжение реактора, кВ.
Активное сопротивление реакторов не учитывается.
Сопротивление линий электропередач. Реактивное и активное сопротивление линий в относительных базисных единицах:
, (10)
где - удельное индуктивное сопротивление линий, Ом/км;
- длина линии, км;
- удельная активная проводимость материала проводника линии, м/Ом мм (для меди =53, для алюминия =32);
S – сечение провода линии или жилы кабеля, мм.
Значения для различных линий приведены в табл. 2.
Таблица 2
Наименование линий |
, Ом/км |
Одноцепные ВЛ напряжением выше 1000 В |
0.4 |
Одноцепные ВЛ напряжением до 1000 В |
0.3 |
Кабельные линии напряжением 35 кВ (трёхфазный кабель) |
0.12 |
То же, 6 и 10 кВ |
0.08 |
То же, до 1000 В |
0.07 |