Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Короткое замыкание в симметричной трехфазной цепи промышленного предприятия
Определение токов КЗ зависит от требований к точности результатов, от исходных данных и назначения расчета. В общем случае токи K3 определяются переходными процессами в электрических цепях, изучаемых теоретическими основами электротехники. Расчет токов КЗ в электрических сетях промышленных предприятий несколько отличается от расчетов, осуществляемых в электрических сетях и системах. Это объясняется возможностью не выделять (не учитывать) турбо- и гидрогенераторы электростанций, подпитку от нескольких источников питания, работу разветвленных сложных кольцевых схем, свойства дальних ЛЭП, действительные коэффициенты трансформации. Для выбора аппаратов и проводников, для определения воздействия на несущие конструкции при расчете токов КЗ исходят из следующих положений. Все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки, работают с номинальной нагрузкой. Синхронные машины имеют автоматические регуляторы напряжения и устройства быстродействующей форсировки возбуждения. Короткое замыкание наступает в такой момент времени, при котором ток КЗ имеет наибольшее значение. Электродвижущие силы всех источников питания совпадают по фазе. Расчетное напряжение каждой ступени принимают на 5% выше номинального напряжения сети (средние номинальные напряжения), а именно: 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; 0,23; 0,133 кВ. Учитывают влияние на токи КЗ присоединенных к данной сети синхронных компенсаторов, синхронных и асинхронных электродвигателей. Влияние асинхронных электродвигателей на токи КЗ не учитывают при единичной мощности электродвигателей до 100 кВт, если электродвигатели отдалены от места КЗ одной ступенью трансформации, а также при любой мощности, если они отделены от места КЗ двумя или более ступенями трансформации или если ток от них может поступать к месту КЗ только через те элементы, через которые проходит основной ток КЗ от сети и которые имеют существенное сопротивление (линии, трансформаторы и т. п.). В электроустановках напряжением выше 1 кВ учитывают индуктивные сопротивления электрических машин, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий, токопроводов. Активное сопротивление следует учитывать только для воздушных линий с проводами малых площадей сечений и стальными
проводами, а также для протяженных кабельных сетей малых сечений с большим активным сопротивлением. В электроустановках напряжением до 1 кВ учитывают индуктивные и активные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи (переходные контакты аппаратов, токовые катушки, переходные сопротивления, несимметрию фаз и т. д.). При этом следует отметить, что влияние сопротивления энергосистемы на результаты расчета токов КЗ на стороне до 1 кВ невелико. Поэтому в практических расчетах сопротивлением на стороне 6—10 кВ часто пренебрегают, считая его равным нулю. В случае питания электрических сетей напряжением до 1 кВ от понижающих трансформаторов при расчете токов КЗ следует исходить из условия, что подведенное к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному значению. Требования к расчету токов КЗ для релейной защиты и системной автоматики несколько отличаются от требований к расчету для выбора аппаратов и проводников. Требования к точности расчетов токов КЗ для выбора заземляющих устройств невысоки из-за низкой точности методов определения других параметров, входящих в расчет заземляющих устройств (например, удельного сопротивления земли). Поэтому для выбора заземляющих устройств допускается определять значения токов КЗ приближенным способом. Расчетная схема для определения токов КЗ представляет собой схему в однолинейном исполнении, в которую введены генераторы, компенсаторы, синхронные и асинхронные электродвигатели, оказывающие влияние на ток КЗ, а также элементы системы электроснабжения (линии, трансформаторы, реакторы), связывающие источники электроэнергии с местом КЗ. При составлении расчетной схемы для выбора электрических аппаратов и проводников и определения при этом токов КЗ следует исходить из предусматриваемых для данной электроустановки условий длительной ее работы. При этом не нужно учитывать кратковременные видоизменения схемы этой электроустановки, например при переключениях. Ремонтные и послеаварийные режимы работы электроустановки к кратковременным изменениям схемы не относятся. Кроме того, расчетная схема должна учитывать перспективу развития внешних сетей и генерирующих источников, с которыми электрически связывается рассматриваемая установка (не менее чем на 5 лет от запланированного срока ввода в эксплуатацию). По расчетной схеме составляют схему замещения, в которой трансформаторные связи заменяют электрическими. Элементы системы электроснабжения, связывающие источники электроэнергии с местом КЗ, вводят в схему замещения сопротивлениями, а источники энергии — сопротивлениями и ЭДС. Сопротивления и ЭДС схемы замещения должны быть приведены к одной ступени напряжения (основная ступень). В практических расчетах за основную удобно принимать ступень, где определяются токи КЗ. Параметры элементов схемы за-
мещения можно выражать в именованных или относительных единицах. При составлении схемы замещения в относительных единицах значения ЭДС и сопротивлений схемы выражают в долях выбранных значений базовых величин. В качестве базовых величин принимаются базовая мощность Sб (в расчетах обычно Sб = 100 MB • А) и базовое напряжение U б. Для основной ступени, для которой производится расчет токов КЗ, U6 = Uср. При этом базовые токи и сопротивление на основной ступени определяются по выражениям Расчетные формулы для определения сопротивления элементов схемы в именованных и в относительных единицах (xб.л, хб. т и т. д.) определяются параметрами элементов расчетной схемы. Необходимость учета синхронных генераторов возникает при подключении на генераторном напряжении РП к ТЭЦ и при сооружении установок, использующих вторичные энергоресурсы (избыточное давление, вторичный пар, дожигание газа, перепады температуры) для выработки электроэнергии. Для расчета должны быть известны: номинальная мощность shom, номинальное напряжение U ном, сверхпереходное индуктивное сопротивление x"d, сверхпереходная ЭДС Е", постоянная времени затухания апериодической составляющей тока трехфазного КЗ Тa(3). Перечисленные параметры, кроме ЭДС, даются в паспортных данных машины, а в случае отсутствия могут быть взяты из справочных таблиц. Электродвижущая сила Е" (фазное значение) определяется приближенным выражением где uhom — номинальное фазное напряжение; Iном ток; j — угол между током и напряжением в доаварийном режиме. Приближенно Е" можно подсчитать по номинальному напряжению Uном: Значения коэффициента к, равного ЭДС Е" в относительных единицах, приведены ниже.
Если имеется источник питания, заданный суммарной мощностью генераторов того или иного типа Så и результирующим сопротивлением для начального момента времени x с, то такой источник может рассматриваться как эквивалентный генератор с номинальной мощностью shomå и сверхпроводным сопротивлением x c. Если источником питания является мощное энергетическое объединение, заданное результирующим сопротивлением хс, током КЗ I к или мощностью Sk = , то можно считать, что такое объединение является энергосистемой, удаленной от шин потребителя на сопротивление хc. Когда необходимые данные об энергосистеме отсутствуют, расчеты производят по предельному току отключения I отк выключателей, установленных на шинах связи с энергосистемой. Ток отключения приравнивается току КЗ Ik, и отсюда определяется сопротивление хс. Определение сопротивлений системы в именованных и в относительных единицах: где SK — мощность трехфазного КЗ на шинах источника питания; SOTK — мощность отключения выключателя по каталогу, установленного на присоединении подстанции предприятия к системе; Ik — заданный ток КЗ энергосистемы, приведенный к напряжению Uср. Электродвигатели напряжением выше 1 кВ рассматриваются аналогично генераторам. Сверхпереходная ЭДС Е" определяется как Е" = кU ном. Коэффициент k соответствует Е" и берется из таблицы. Сверхпереходное сопротивление х”d в паспорте электродвигателя в отличие от генераторов не указывается и определяется по кратности
его пускового тока: где Iном - номинальный ток двигателя; kп — кратность пускового тока к номинальному. Сопротивление синхронных и асинхронных двигателей в именованных и относительных единицах Обобщенной нагрузкой принято называть смешанную нагрузку, состоящую из нагрузок на освещение, питание электродвигателей, печей, выпрямителей и т.п. Средние расчетные параметры такой нагрузки даны в таблице и отнесены к среднему номинальному напряжению ступени трансформации в месте подключения нагрузки и полной мощности нагрузки (MB • А). Определение сопротивления обобщенной нагрузки производится аналогично (7.5). К расчетным паспортным параметрам двухобмоточного трансформатора (рис. 7.1, а, б) относят: номинальную мощность Sном, номинальное напряжение обмоток Uном.в и Uном.н, напряжение КЗ ик %, потери КЗ рк или отношение х/r, Сопротивления
Поясним параметр uk %. Между обмотками трансформатора имеется только магнитная связь. Эквивалентное электрическое сопротивление первичной и вторичной обмоток трансформатора определяется из опыта КЗ, состоящего в следующем: вторичная обмотка трансформатора закорачивается, после чего трансформатор нагружается номинальным током, затем на выводах первичной обмотки производятся замеры падения напряжения DU и потерь КЗ Рk в трансформаторе. По данным опыта вычисляется напряжение КЗ как относительное падение напряжения в сопротивлении трансформатора при прохождении по нему номинального тока: где zt — эквивалентное электрическое сопротивление обмоток трансформатора. Следовательно, uk% соответствует сопротивлению трансформатора в относительных единицах при номинальных условиях. Индуктивное сопротивление трансформатора с учетом напряжения КЗ ик и потерь короткого замыкания Рк = ЗI2ном rT определяется так: Поскольку активное сопротивление трансформаторов сравнительно невелико, обычно принимают zТ % = хТ %. Если для вычисления ударного тока КЗ возникает необходимость в определении активного сопротивления трансформатора rT, что рекомендуется для трансформаторов мощностью 630 кВ • А и менее, то это можно сделать на основании потерь Рk, взятых из каталога, или по кривым х/r: Для расчета трехобмоточных трансформаторов (рис. 7.1, в, г) должны быть даны: номинальная мощность Sном номинальные напряжения обмоток UномВ, UномС, UномН; напряжения КЗ между обмотками ик ВС %, ик ВН %, ик СН % потери КЗ Рк или отношение х/r. Номинальной мощностью трехобмоточного трансформатора Sном является номинальная мощность наиболее мощной его обмотки; к этой мощности приводятся относительные сопротивления трансформатора и потери КЗ. Чтобы определить напряжения КЗ, опыт проводится 3 раза - между обмотками В—С, В—Н и С—Н, причем каждый раз третья обмотка, не
участвующая в опыте, остается разомкнутой. Из постановки опыта КЗ очевидно, что напряжение КЗ между обмотками можно выразить в виде суммы напряжений КЗ этих обмоток, например и к вс = и к в + и к С. Относительные базисные сопротивления определяются для каждой ветви схемы замещения: Значения в именованных единицах определяются аналогично первой формуле (7.6). Потерями КЗ трехобмоточного трансформатора называются максимальные из возможных в трансформаторе потерь Рктах. Потери Рк max указываются в каталоге на трансформатор. К расчетным параметрам (рис. 7.1, д, е) относят: номинальную мощность обмотки высшего напряжения shоm B или номинальную мощность обмотки низшего напряжения S номН1(Н2) (мощность S номН1(Н2) = 0,5Sном В) номинальные напряжения обмоток uhоm в, U ном H1 (Н2); напряжения КЗ между обмотками и кВН1(Н2)%; и кН1Н2%; потери КЗ Рк или отношение х/r. Выражения для напряжений короткого замыкания каждой обмотки трансформатора аналогичны (7.8) и (7.6): Определение активных сопротивлений расщепленных трансформаторов производится аналогично определению этих сопротивлений для трехобмоточных трансформаторов. В отличие от трехобмоточных трансформаторов в каталогах на расщепленные трансформаторы даются потери КЗ для обмоток В-Н1 (Н2), отнесенные к мощности обмотки низшего напряжения S номН1(Н2). Для определения активных сопротивлений трансформатора, если потери КЗ не известны, можно применять кривые х/r.
Расчетными параметрами реактора являются: номинальное индуктивное сопротивление в омах или относительных единицах x ном или хном %; номинальное напряжение Uном %; номинальный ток Iном; номинальные потери D Р или отношение х/r. В случае использования сдвоенных реакторов индуктивное сопротивление задается для ветви реактора и помимо перечисленных параметров указывается коэффициент связи между ветвями к св, обычно к св = 0,5 (рис. 7.2). Сопротивление реактора относительное и приведенное к базовому где хр — номинальное реактивное сопротивление реактора, Ом, Uс — напряжение сети в точке установки реактора и реактора сдвоенного: Известно, что сдвоенный реактор конструктивно отличается от обычного выводом средней точки обмотки, разделяющим обмотку реактора на две ветви. Расчет активного сопротивления реакторов производится по номинальным потерям или по отношению х/r. При использовании потерь на фазу реактора расчет выполняется таким образом: для одинарных реакторов D Р = I 2ном r; для сдвоенных реакторов D Р = 2I2ном r. Сопротивления линий электропередачи в расчетных схемах характеризуются удельными сопротивлениями на 1 км длины. Индуктивное сопротивление линии зависит от расстояния между проводами и радиуса провода. Сопротивление линии электропередачи в именованных и относительных единицах
В качестве средних расчетных значений индуктивного сопротивления на фазу следует принимать, Ом/км: Активное сопротивление должно учитываться в случаях, если его суммарное значение составляет более одной трети индуктивного сопротивления всех элементов схемы замещения до точки КЗ, т. е. когда rå ³ l/3xå или когда оно используется для определения затухания апериодического тока КЗ. Активное сопротивление линий может быть взято по справочным материалам и для медных и алюминиевых проводов подсчитано следующим образом: Date: 2015-06-11; view: 1919; Нарушение авторских прав |