2. Методи розрахунку струмів короткого замикання
При розрахунку струмів короткого замикання в іменованих одиницях, враховується схема електричного постачання:
-
Наявність ступенів трансформації від джерела живлення до точки короткого замикання
-
Наявність декількох джерел живлення енергетичної системи ТЕЦ.
Для складання схеми заміщення, вибираємо базисну ступінь трансформації, і всі електричні величини, решта ступенів приводять до напруги основної ступені. Приведення виконується на основі співвідношень:
Ů = U(K1, K2,..., Kn)
Ž = Z(1 / K1∙K2∙Kn)
Ǐ = I (K1, K2,..., Kn)
При перемножені коефіцієнтів трансформації, напруга всіх проміжкових ступеней трансформації скорочується, і залишається лиш відношенням основної базисної ступені, до ступені з середньою номінальною напругою, для якої й йде розрахунок струмів короткого замикання.
Це значить, що точки ЕРС об’єднуються, і їх величина еквівалентна ЕРС, а потім шукаємо сумарний повний і індуктивний опір і струм в точках короткого замикання.
Для отримання дійсного струму, по окремим гілкам, схему потрібно розгорнути, в окремих напрямках. Тобто знайти струми для основної базисної ступені трансформації, а потім перерахувати їх для іншої ступені, по наступній формулі.
Якщо ЕРС джерела не рівний, то для двох гілок схеми, еквівалент ЕРС дорівнює:
Y1 = 1 / x1
Y2 = 2 / x2
Якщо ЕРС рівні, то еквівалент:
Eсек = E1 = E2
Схема заміщення для обліку струмів короткого замикання за звичай являє собою схему що з’єднується зіркою, і яку перетворюють в схему з’єднання трикутником. В такій схемі, від кожного джерела, струми можна визначити за додатковою схемою розподілу.
Коефіцієнт розподілу позначається: С1, С2. і вказує, яка частина струмів короткого замикання що приймається за одиницю, утворює джерело живлення на даній гілці. Наприклад: для двох гілок: С1 + С2 = 1. С1 = x / x1; С2 = x / x2.
Сумарний опір схеми до точки об’єднання гілок:
X = x1x2 / x1+x2
С2 = x2 / (x1+x2)
Враховуючі величину опорів, шукаємо еквівалент опору до точки замикання:
X∑ = x1x2 / (x1+x2)+x3
X∑ та с1, с2 визначається еквівалентом опорів:
Xекв = x3+x1+x3∙x1 / x2
Xекв = x2+x3+x2∙x3 / x1
Ці еквіваленти являють собою сторони трикутника опорів. Якщо розрахунок виконати в іменованих одиницях, а опори схеми в відносних одиницях, то ці опори перераховують із заміною базисних величин.
Якщо три фазне коротке замикання визначається без урахування активного опору, то струм короткого замикання визначається як:
Uсер = √3(xc+x3)
У випадку, якщо х системи дорівнює 0, визначається опір системи як Uном / Sвідкл
Sвідкл – це потужність відключення певного апарату.
Потужність короткого замикання визначається: √3Uном∙Iкз
Тема: Електродинамічна Та термічна дія короткого замикання
План:
1). Електродинамічна дія короткого замикання;
2) Термічна дія струмів короткого замикання.
1. Електродинамічна дія кз
У сучасних потужних електричних установках ударні струми КЗ досягають дуже великих значень. Виникаючі при цьому механічні зусилля між окремими струмоведучими частинами машин, апаратів та елементів розподільних пристроїв спроможні викликати значні пошкодження.
Тому для надійної роботи електричної установки всі її елементи повинні мати достатню динамічної стійкістю проти цих максимальних механічних зусиль при виникненні ударного струму.
Виходячи із закону Біо-Савара, зусилля (на 1 см) між двома струмопровідними паралельними провідниками може бути визначено з наступного виразу:
F(3)=2,04∙i1i2/d∙10-7;
Де i1i2 - струми, що протікають по двом провідникам, А; d - відстань між осями провідників, м.
При однакових напрямках струмів виникає зусилля яке намагається зблизити провідники і при різних напрямках – розсунути ці провідники.
Якщо розглядати шинну конструкцію з трьома шинами, то при визначенні максимальних напружень у матеріалі шини і максимальних зусиль на опорні ізолятори слід виходити з умов роботи середньої шини. Принагідно слід відзначити, що максимальне зусилля виникає в той момент, коли ні в одній з фаз миттєве значення періодичної складової струму трифазного КЗ не дорівнює амплітудному значенню. Максимальне зусилля виникає в той момент, коли фазовий кут фази А дорівнює 75 °.
Тому найбільша сила, яка діє на шину середньої фази за умови розташування шин в одній площині,
F(3)max=2,04∙√3/2∙(I(3)y)2L/d∙10-7
Де L – довжина прольоту шин, м.
Розглядаючи шину як рівномірно навантажену багатопрогонових балку, отримаємо згинальний момент, створюваний ударним струмом,
Тоді найбільше механічне напруження (МПа) в металах при згині:
де W - момент опору, см3.
При розташуванні шин плазом (рис. 14.10, а):
При розташуванні шин на ребро (рис. 14.10.б):
Конструкції розподільних пристроїв звичайно забезпечують частоту власних коливань, що відрізняються від резонансної на ± (10 ... 15)%.