Расчет токов К.З. в сетях напряжением выше 1000В в относительных единицах.
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Расчет токов К.З. в сетях напряжением выше 1000В в относительных единицах.





Наиболее широко применяется и позволяет использовать при расчете токов к.з. типовые характеристики генераторов, а также позволяет учесть влияние двигательной нагрузки на ток к.з. При этом методе сопротивление всех элементов цепи к.з. приводится к базисной мощности: Sб. В качестве базисной может быть принята мощность трансформаторов, генераторов или любое другое удобное число(Sб=100МВА; Sб=1000МВА). На каждой ступени определяется базисное напряжение Uб=Uн.ср (6,3; 37; 115; 230 кВ). Для каждой ступени напряжения определяется базисный ток:

кА;

Сопротивление всех элементов цепи к.з. приводят к базисным величинам:

· Сопротивление системы

xс*б – относительное, базисное

, о.е

Sк – мощность к.з. на шинах источника питания

Iб – базисный ток для ступени с напряжением системы

Iк – установившееся значение тока трехфазного к.з. на шинах системы

, о.е

Sоткл и Iоткл – параметры выключателя на РПС на источнике питания

· Сопротивление элементов цепи к.з.

, о.е.

Sном – номинальная мощность элемента, МВА

, о.е.

Xэл – сопротивление элемента, Ом

Uн.ср – среднее номинальное напряжение участка цепи, на котором находится рассматриваемый элемент, кВ

· Сопротивление генераторов, синхронных компенсаторов, асинхронных и синхронных электродвигателей

, о.е.

X”*d – сверхпереходное относительное сопротивление двигателя

Кп – кратность пускового тока

X”*d=0,2 для синхронных и асинхронных двигателей

SН – полная номинальная мощность двигателя, МВА

После определения сопротивления эквивалентная схема преобразуется к однолучевому виду

 

Xрез*б= Xс*б+∑ Xэл*б

Если учитываются активные сопротивления элементов системы, тогда вместо Xрез*б используют



Ток к.з. в точке «К» определяется:

, кА

Мощность к.з. может быть определена по выражению:

, МВА

 

23.Этот метод применяется при ограниченной мощности источника питания Sc≠∞: местные ТЭЦ, небольшие электростанции и т.п. Расчётные кривые представляют собой зависимости I*П t=f(X*расч) При t=var, где I*П t – относительное значение периодической составляющей тока к.з. для момента времени t X*расч – относительное значение расчётного сопротивления цепи до тока к.з. Эти зависимости построены для типовых гидро- и турбогенераторов оснащённых системой АРВ (автоматическое регулирование возбуждением). Результирующее сопротивление схемы замещения, соответствующее номинальным данным генератора определяется по выражению X*расч = Xрез*б * SнΣ /Sб Где SнΣ – суммарная полная мощность генераторов источника питания. По расчётным кривым для любого момента времени определяется относительным значением I*П t и далее определяем ток к.з. соответствующий моменту времени t, IП t = I*П t * IнΣ; IнΣ – номинальный суммарный ток источника питания; IнΣ = SнΣ / (√3 * Uнср). При t=0 будет определяться сверхпереходный начальный ток, а при t≠0 ,будет определяться значение установившегося тока к.з. При учёте активного сопротивления элементов определяется: Zрез*б по которому находится: Z*расч = X*расч Далее по группе снимаются относительные величины. В случае, когда X*расч > 3, точка к.з. считается удалённой от источника питания, расчёт токов по кривым затухания не производят. В этом случае источником питаня считается источник с неограниченной мощностью. Расчёт токов к.з. при этом производится как для случая Sc→∞

24.В современных системах электроснабжения, ток подпитки точки к.з. от моторной нагрузки соизмерим с током от системы. При возникновении КЗ вращающиеся по инерции двигатели (асинхронные и синхронные) становятся генераторами т.к. значение ЭДС на их зажимах больше напряжения в точке КЗ и подпитывают КЗ. Учёт двигательной нагрузки должен производиться с учётом местоположения двигателя по отношению к точке КЗ. Возможны следующие схемы: Рис. а (радиальная схема) В этой схеме каждый двигатель отделён от точки к.з. индивидуальным внешним сопротивлением. В качестве внешнего сопротивления могут быть сопротивление ЛЭП (ВЛ и КЛ), сопротивление токоограничивающих реакторов. Схема, в которой электродвигатели отделены от точки к.з. общим для группы двигателей внешним сопротивлением. В этой схеме точка к.з. отделена от группы двигателей и от системы общим сопротивлением (на конце фидера). В случае, когда Zвн*б ≤ (0,1…0,2) Xдв*б внешнее сопротивление может неучитываться, или Z*вн ≤ (0,1…0,2) X*d"; Z*вн – полное внешнее сопротивление отнесённое к номинальным параметрам участка цепи (параметрам двигателя) Z*вн = √(X²*вн + r²*вн), X*вн = Xвн * Sн / U²нср, Uнср – среднее номинальное напряжение участка цепи, где находится внешний элемент (6,3кВ). r*вн = rвн * Sн / U²нср В случае, когда Zвн не учитывается сверхпереходный ток двигателя посылаемый в точку КЗ определяется: I д " = (E*" * Iн)/X*d", где E*" – сверхпереходная ЭДС двигателя в начальный момент КЗ в о.е. Для СД → E*"=1,1 Для АД → E*"=0,9 Iн – номинальный ток двигателя Iн = Pн/(√3*Uн*cosφн*ηн) Xнd" – сверхпереходное, относительное сопротивление двигателя по его продольной оси

           
     
 
 

 


 

25.Реальную схему замещения необходимо преобразовать в радиальную схему однолучевую. Основные способы преобразования схем следующие:1)замена последовательно, параллельно или смешено включенных элементов одним эквивалентным.(Схема) х1n12+…+хn(Cхема) 1/х1n=1/х1+1/х2+…+1/хn2)преобразование схем соединения элементов из звезды в треугольник или наоборот.Из звезды в треугольник (схема), х12-отображает связь между нейтралами источников питания, не влияет на ток к.з. в точке К: х1313132; х2323231; х1212123Из треугольника в звезду: х11213121323; х21223121323; х313231213233)замена двух или нескольких источников питания одним эквивалентным (объединение двух Эл.станций,например. Объединение возможно лишь в том случае, когда источники питания находятся приблизительно в одинаковых условиях по отношению к т.К.З. Объединение одноименных источников допустимо при условии: s1*x1/s2*x2=0,4…2,5. При этом если ЭДС источников не равны между собой, то эквивалентная ЭДС определяется по выражению: ЕII*экв II*1 * Y1 + ЕII*2 * Y2/Y1+Y2, глучевой де У1=1/Z1; Y2=1/Z2-проводимости. Если для каждой из ветвей Х*расч>3, тогда объединение источников питания возможно в любом случае. Нельзя объединять ветвь источника с неизменной ЭДС (источника с неограниченной мощностью) и ветвь источника питания с Х*расч<3 ( источника с ограниченной мощностью), т.к. методы расчета от этих источников различны. 4)пренебрежение маломощными удаленными источниками питания (синхронные компенсаторы, АД и СД). Источниками меньшей мощности можно пренебречь при одновременном выполнении условий: S2/S1≤0,05 ; X2/X1≥20, S2-мощность наименьшего по мощности источника питания, Х2-отделяющее сопротивление от точки к.з.

 

 

26.(Имеется схема замещения) где n-количество генерирующих ветвей(источников питания). При преобразовании действующую схему замещения заменяют условной лучевой (радиальной), каждый луч которой соответствует конкретному источнику питания и связан с местом к.з. Для преобразования данной схемы необходимо выполнить следующее:-соединенные в звезду сопротивления Х1, Х2 и Х3 преобразовать в сопротивление ветвей треугольника. Х1I=X1+X3+X1*X3/X2; X2I=X2+X3+X2*X3/X1-после этого схема преобразуется к виду (схема)-определяются коэффициенты токораспределения С1,C2,…Cn, которые отражают долю каждого источника питания в токе к.з. Определяются эквивалентные сопротивления параллельно включенных ветвей источников питания. 1/Хэкв=1/Х1I+1/X2I+…+1/Xn/ Коэффициенты токораспределения определяются: С1=Хэкв/Х1I, С2=Хэкв/Х2I, Сn=Хэкв/Хn. В качестве проверки надо определить ∑Сi=1.-многолучевая схема приводится к однолучевому виду (схема). Для этой схемы результирующее сопротивление от источников питания до точки К будет Хрез=Хэкв+Хк (схема)-обратным ходом от однолучевой схемы переходим к радиальной многолучевой схеме с сохранением коэффициентов токораспределения по лучам (схема) Хрез1=Хрез/С1, Хрез2=Хрез/С2, Хрезn=Хрез/Сn. Ток к.з. от источников с неограниченной мощностью определяется Intn=Iб/Хрезn. Ток посылаемый в точку К от источников с ограниченной мощностью определяется по расчетным кривым. Для этого необходимо сопротивление ветви такого источника питания привести к мощности источника питания Х*расчi=Хрезi*Si/Sб. Далее по расчетным кривым для моментов времени t определяется относительное значение I*пt. В именованных величинах периодическая составляющая тока к.з. от источников с ограниченной мощностью определяется Iпti= I*пt*Iнi, Iнi- ном. ток i-го источника с ограниченной мощностью. Ток к.з. в точке К определяется как сумма токов отдельных лучей, т.е. Iпt=∑Iпti.

 

27.Основными способами ограничения токов к.з. является:1)секционирование сборных шин на всех ступенях эл.снабжения, 2)раздельная работа силовых трансформаторов ЛЭП, 3)применение разделительных трансформаторов и трансформаторов с расцепленными вторичными обмотками, 4)включение в сеть дополнительных сопротивлений в виде токоограничивающих реакторов. Наиболее эффективно установка реакторов на линиях потребителей (эл.приемников). В этом случае, реакторы называются линейными. Могут использоваться шинные реакторы (между трансформаторами и шинами установлены). По Конструкции могут быть сухими и масляными. По количеству обмоток бывают просто реакторы и сдвоенные реакторы с расцепленной обмоткой. Линейные реакторы облегчают работу эл.аппаратов отходящих линий, способствуют снижению сечения кабельных вставок и кабелей отходящих линий (по условию термической стойкости), создают остаточное напряжение на шинах распредустройства при возникновении к.з. за реакторами. Основными характеристиками реакторов являются: Uнр, Iнр, Хр-индукт.сопротивление реактора, активное сопротивление не значительно, мало. Сопротивление обмотки реактора в %: Хр%=Хр*(√3*Iнр/Uнр)*100%, Хр%=Хр**100%. Сопротивление реактора в относительных базисных величинах определяется: Хр*б=Хр%/100*Iб/Iнр*Uнр/Uб (о.е.). Параметрами сдвоенного реактора являются: Uнр, Iнр-ном.ток ветвей реактора, Хр-инд.сопротивление ветви реактора, Ксв-коэффициент связи между ветвями.Ксв=0,4…0,6. (отражает взаимосвязь магнитных полей).

(схема сдвоенного реактора и схема замещения)

Возможно 2режима работы у сдвоенного реактора: сквозной и продольный. При сквозном режиме источник питания подключается к выводу 2, а нагрузка –к выводам 1 и 3. При возникновении к.з. со стороны выводов 1 или 3 относительные базисные величины сопротивлений схемы замещения определяются по выражениям: Х*1*3= (1+Ксв)*Хр%/100*Iб/Iнр*Uнр/Uб, Х*2=-Ксв*Хр%/100*Iб/Iнр*Uнр/Uб. При продольном режиме источников питания подключается к выводу 1, а нагрузка к выводу 3 (или может быть наоборот). При этом режиме относительное индуктивное сопротивление реактора определяется по выражению: Хр=2(1+Ксв)*Хр%/100*Iб/Iнр*Uнр/Uб. Необходимое сопротивление реактора из условия ограничения тока к.з. до заданного значения определяется: Хр%≥(Iб/Iдоп-Хрез*б)*Iнр\Iб*Uб/Uнр, где Iдоп- доп.ток к.з.(установившееся значение) в расчетной точке к.з.(кА), Хрез*б- результирующее сопротивление до точки к.з. без реактора. Реактор создает доп.потерю напряжения при нормальной работе сети. ∆Uр=√3*I*Xр*sinφ, I- ток нагрузки. Это выражение получается з векторной диаграммы напряжений. (диаграмма) где U2-напряжение за реактором, U1-напряжение перед реактором, I- ток нагрузки. Потерей напряжения называется алгебраическая разность между напряжениями вначале и в конце цепи.∆Uр=U1-U2;

√3*I*Xр- падение напряжения (геометрическое); ac-потери напряжения, .∆Uр=ac. Угол между U1 и U2 мал. Дугу ес заменяют перпендикуляром ев. После этого принимают ав- потери напряжения. .∆Uр=ав. Потери напряжения в относительных величинах будет определятся: ∆Uр/Uн=√3*I*Xр/Uн*sinφ|*Iнр/Iнр→ ∆Uр%=Хр%*I/Iнр*sinφ. При рассмотрении режима напряжения и решении вопроса о необходимости РПН (регулятора напряжения под нагрузкой) необходимо потерю напряжения в реакторе учитывать. При к.з. за реактором (линейным) напряжение на шинах подстанций не падает до 0, а равно потере напряжения на реакторе, который называется остаточным напряжением. Uост=√3*I*Xр (кВ)sin≈1. Преобразование этого выражения дает следующее:∆Uост/Uн=(√3*I*Xр/Uн)*(Iнр/Iнр*Uнр/Uнр)=Хр**I/Iнр*Uнр/Uн, где Uн-ном.напряжение сети. ∆Uост%=Хр%* I/Iн* Uнр/Uн – остаточное напряжение в %. Остаточное напряжение должно составлять не менее 60% от Uн. Чем больше Uост, тем меньше к.з. отражается на работе неповрежденных участков системы эл.снабжения и тем легче будет обеспечиваться самозапуск высоковольтных э.двигателей, подключенных к шинам подстанции. Необходимая реактивность линейных реакторов при заданном остаточном напряжении определяется по выражению: Хр%≥100*Iнр/I*αдоп/1- αдоп; αдоп=Uост.доп/Uн(0,6)

 

28. При протекании тока по токоведущим частям, между ними возникают силы которые являются незначительными при нормальном режиме работы, в режиме кз эти силы резко возрастают и способны разрушить аппарат и привести к деформациям пряпядствующим нормальной работе. Для надежной работы эл. обор. оно должно выдерживать максимально возможные динамические усилия. Максимальные усилия возникают в режиме 3-х ф. кз. и при максимальном амплитудном токе кз. iуд(3). (При одинаковом направлении тока проводники притягиваются друг к другу). Проводник средней фазы при расположении в одной плоскости будет испытывать наибольшее динамическое воздействие. Fрасч(3)=1,76*(l/a)*(iуд(3))10^-7, H. Шины или изоляторы являются динамически устойчивыми если расчетное усилие меньше допустимого: Fрасч(3)=<Fдоп; Fдоп=0,6*Fразруш. Для эл.аппаратов ячеек КРУ, для оценки динамической прочности достаточно проверить условие: iуд(3)< iдин. iдин - гарантированное заводом изготовителем значение тока динамической стойкости (кА). Термическое действие тока кз. Заключается в нагревании аппарата и токоведущих частей до температуры превышающей температуру нормального режима (Qдоп=75гр.С). При кз. процесс нагрева является кратковременным, поэтому является адиабатическим. Кратковременно допустимая температура для: меди- 300 алюминий- 200 Для проверки на термическую стойкость необходимо знать максимально возможный ток кз и наибольшее время протекания этого тока по аппарату. I8(3) и tпротек. tпротек - определяется длителльностью срабатывания защиты tз и собственным временем отключения выключателя tв (это время при подаче U на катушку и начало подъёма контактов выключ.). t=tз+tв Минимальное время защиты может быть принято в пределах 0,01-0,02с для 1-й ступени защиты, для последующих ступеней защиты tз=tз.min+(n-1)*бt, бt - ступень селективности 0,5-0,6. При проверке на термическую устойчивость пользуются понятием приведенного времени (фиктивного) tп (tф). это время в течении которого установившийся ток кз. I8 выделяет тоже количество тепла что и фактический ток за действительное время t. Приведенное время определяется составляющими: tп=tпп+tпа. tпп - приведенное время для периодической составляющей. tпа - приведенное время для аппериодической составляющей. Значения tпп находятся по графикам tпп=f(B",t); B"=I"/I8/ В случае когда точка кз. питается от системы с неогр. мощностью B"=1, при этом tпп=t. Составляющая tпа=0,05*(B")^2, при t>1с tпа пренебрегают. Для проверки аппарат. на терм. устойчивость необходимо сравнить величину теплового импульса кз. (Вк) с допустимой величиной Втерм. Вк<=Втерм, Вк - тепловой импульс, Втерм. - допустимый по термич. стойкости тепловой импульс гарантированный заводом изготовителем. Вк=I8^2*tп [кА^2*c]. tп - приведенное время протекания тока через аппараты. Для удаленной точки кз. от источника Вк найдется: Вк=I"^2*(tоткл+tа) [кА^2*c], где: I" - сверхпереходный ток кз (действительное значение периодической составляющей тока кз в начальный момент времени). tоткл - время отключения кз (при В"=1 tоткл=tп). tа - это постоянная времени затухания аппериодической составляющей тока кз, принимается: -при кз на шинах РУ 6(10)кВ с трансформаторами 20МВА и менее: tа=0,05с; -при кз за реактором с номинальным током: Iн<=630А: tа=0,1с; Iн>=100А: tа=0,23с. Значение Втерм зависит от соотношения между tоткл (tп) и значением времени tтн - это время термической стойкости нормативное гарантированное заводом изготовителем, в паспортных данных на аппараты приводится по мимо tтн, соответствующее ему значение тока термической стойкости Iтн. Если tоткл>=tтн, то Втерм=Iтн^2*tтн Если tоткл<=tтн, то Втерм=Iтн^2*tп









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.