Казахский агротехнический университет имени С Сейфуллина Энергетический факультет

Казахский агротехнический университет имени С. Сейфуллина Энергетический факультет Кафедра «Электроснабжение» Презентация курса для ДО по дисциплине профильного цикла ОП «Электроснабжение» «ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ» Рожков Виталий Игоревич – к. т. н. , старший преподаватель Астана, 2015

1. Рабочая программа (УМКД) 1. Общие сведения о ПП в ЭЭС (Глоссарий) 2. Расчёт электромагнитных ПП (ОАРКЗ, РУ к расчётам, ВИЗ на РГР) 3. Расчёт К(3), К(2), К(1. 1) в сетях Uем выше 1 к. В 4. Расчёт видов КЗ в сетях Uем до 1 к. В 5. Особые виды (электромеханические, СМПР), методы ограничения ТКЗ и автоматика © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

Цель, задача и компетенции курса (ЕСTS): ЦЕЛЬ – стать квалифицированным специалистом, владеющего Знать: • IT и современные средства компьютерной графики для построения СЗ; основами теории переходных процессов (ПП), которые могут возникнуть • соответствующий физико-математический в электроэнергетической системе (ЭЭС): аппарат для расчетов ТКЗ; • • методы анализа и моделирования электрических цепей ~ тока для расчета ТКЗ; как при нормальной эксплуатации (при переключениях), • • основныеаварийных ситуациях (вследствие КЗ и несимметричных КЗ; так и в методы и способы расчета трехфазных и прочего). • геометрические образы объектов ЭО, схем и систем при составлении СЗ. Знания о причинах возникновения ПП и физической сущности их Уметь: протекания, помогут легко освоить способы их же расчета для нужд • использовать методы расчета ТКЗ; различных направлений ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ: • использоватьиразличные средства и технологии при расчете токов КЗ; • при выборе проверке ЭО и устройств РЗА, • самостоятельно схем сетей и их связаннее с работы, метода расчета ТКЗ; • электрических решать вопросы, режима их выбором • использовать IT, в том числе средства графики и программы расчетов ТКЗ. • при количественной оценке влияния ПП на устойчивость ЭЭС, пр. Владеть: получить навыки предвидения и раннего предотвращения Задача • методами анализа, восприятия и выбора методов расчета ТКЗ; (отключения) опасных последствий ПП. • основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, использовать ПК как средство работы с информацией по расчетам ТКЗ; Таким образом, ВАЖНО понимать суть происходящих • различными методами расчета ТКЗ; процессов, но ЕЩЁ ВАЖНЕЕмат. анализа и моделирования для расчетов ТКЗ. • основными законами, методами уметь управлять ими! © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

Рекомендуемая литература 120 ГОСТ 28249 -93. Методы расчёта КЗ в электроустановках переменного тока напряжением до 1 к. В ГОСТ Р 52735 -2007. Методы расчёта в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 к. В РД 153 -34. 0 -20. 527 -98. Руководящие указания по расчёту токов КЗ и выбору электрооборудования Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М. : Энергия, 1970 Куликов Ю. А. Переходные процессы в электрических системах. М. : Мир; «Издательство АСТ» , 2003 © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014 www. aees. power. nstu. ru

2. Структура электроэнергетики. Глоссарий © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

Модель взаимодействия «оператор – энергосистема» 120 Силовое и ВВ ЭО ВП Технологический процесс ВЫРАБОТКА, ПРЕОБРАЗОВАНИЕ и ВЫДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ВП Д Д ex. : ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ при помощи СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ CT, VT + ЦИП ММ ИМ ИМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ А Ц П Q =У АР АР ВФВ Э В М, ? ПК Ц А П ВФВ

Структурно-функциональная схема ЭЭС Ч-М интерфейс: ИИТ, АР, РЗА, СДТУ © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014 120

Принципиальная схема передачи и распределения электроэнергии: ВЫВОДЫ: • Различные S и удаленность ПЭ от ЭС требуют использования различных величин U; • Чем дальше находится ПЭ от ЭС и чем выше Производство и передача ЭЭ его S, тем целесообразнее передавать ему осуществляется на трехфазном электроэнергию при более высоком U; переменном токе 50 Гц / 60 Гц, такой род тока выявил свои преимущества • Чем ниже U сети, тем больше количество ЛЭП (после изобретения трансформатора) она имеет и тем меньшая S передается по каждой из них. по причинам… © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

Глоссарий. ПУЭ разделы 1. 1 и 1. 2 120 • Электроэнергетическая система (ЭЭС) – совокупность устройств (силовых – Г, Т, Ви. И, ЛЭП, Н и управления – РЗА, Q), связанных одновременностью процессов производства, преобразования, распределения и потребления электроэнергии, что налагает на все режимы её работы и персонал особую ответственность по качественному управлению ей для бесперебойного энергоснабжения потребителей в различных режимах работы ЭЭС; • Под режимом системы понимают совокупность процессов, характеризующих условия работы ЭЭС и ее состояние в любой момент времени; Так если, состояние системы характеризуется количественными показателями: • Параметрами режима — это напряжения, токи, мощности, угол сдвига векторов, частота и т. п. , которые связаны между собой зависимостями через… • Параметры системы — это сопротивления, проводимости, коэффициенты трансформации и усиления, постоянные времени и др. , определяющиеся физическими свойствами элементов; При этом известно, что если они зависят от режима, то система считается нелинейной. Однако, во многих практических задачах полагают систему линейной. То, изменения условий работы ЭЭС сопровождаются переходными процессами, при которых скорости изменения параметров режимов настолько значительны, что д. б. учтены при рассмотрении практических задач, т. с. ПП возникают (относительно не надолго) при переходе электрической системы от одного режима к другому (ex. ) © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

3. Итак, для чего необходим данный курс? Каковы сегодняшние тенденциисовокупности страны? развития экономики • Единая работа различных по • интенсификация производства функциональности электроэнергии в различных сферах электроустановок и приёмников, • увеличение использования представляющих ЭЭС, СЭС, ПС, КТП, ТП и пр. должно надежно • применение различных электробытовых приборов. функционировать не только в условиях нормальных Чем мы, будущие электроэнергетики, способствуем этому? • постоянный рост аварийных условиях (КЗ). режимов, но и в единичных мощностей генераторов, и следовательно: • • суммарный рост мощностей электростанций • увеличиваются напряжение и протяжённость линий электропередач Проверка элементов проектируемых объектов на • усложняется электрическое оборудование, и как следствие всему: термическую и электродинамическую стойкость при КЗ, • повышаются требования к метрологии, стандартизации и сертификации. коммутационных аппаратов и на отключающую Каковы же требования при создании электроэнергетической системы (СЭС)? способность её работы; является необходимым условием при КЗ • экономичность безотказногоработы, • надёжность её их действия в энергосистеме. что возможно только при правильном ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭЭС на всех стадиях!!! • Достижение этих целей реализуется благодаря полученным Все эти факторы требуют изучения причин, процесса, последствий аварийных навыкам расчёта токов XX века развили ученые Парк Р. Горев в ситуаций в ЭЭС. Такой подход в начале короткого замыкания и(ТКЗ) А. А. в отношении электрических ЭЭС ––на чторазвитой для всех элементов ЭЭС. различных режимах машин сегодня направлены задания РГР. © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014 120

4. Режимы работы электрических систем • • 120 нормальный (установившийся или длительный) аварийный (не ликвидированный, треб. отключить) послеаварийный (установившийся, треб. сократить) ремонтный (как частный, в пределах нормального). Нормальный установившийся режим — состояние системы в балансе между • Итак, месторежимом системы понимают Где под переходному процессу? Когда он нормален, когда нет? выработкой и потреблением в ЭС при совокупность режимы возникают. ЭЭ, когда таких возмущениях (авариях), как: Аварийные процессов, характеризующих режимы режима изменяются Послеаварийные установившиесяпараметры наступают после в небольших пределах, её электрооборудованию длительно • условия её работы целях устойчивой любой • Самым важным в и состояниевызвавших аварию работы ЭЭСработать, короткие замыкания, позволяющих в и бесперебойной (например, является ВЫР ПОТР устранения возмущений, условии д. б. : в исправном состоянии. послеΔ выполняя свои заданные функции и оставаться момент времени. При номинальном • ПП при переходе электросистемы ЭС, нормального режима к аварийному. внезапные отключения элементов от • Строго говоря, в ЭС даже в установившемся режиме всегда непрерывно идет ПП, ЭС). этом • отключениярежим делят на две элемента Так Аварийный включения и отключения этих элементов (АПВ), При если, состояние поврежденного ЭЭС характеризуется стадии: НАЧАЛЬНАЯ СТАДИЯ (от количественными показателями (ПКЭ): • повторные однако небольшие пределы изменения параметров позволяют считать их const, а • параметры послеаварийного j. Q, φ, f и др. , которые связаны между собой… Параметрами режима — U, СМ, =форсировка или гашение поля как близкими доаварийного включения I, S P и режима могут быть ротора, • несинхронные к аварийному) + стадия установившегося аварийного процесс установившимся. • к. Параметрами системы — Z работане является. Kдоаварийного) режима, и KI T автоматики (РЗА), определяющиеся параметрам нормального Y = b + jg, • неверная и неселективная = R+ j. X, релейной защиты, и a и др. , при нормальной • режима, который собственно ПП(исходного (см. выше). Такие непрерывные ПП являются нормальными U и возникают система • так и значительно отличными от них. = f стадии как представляющие Однако, в область теории ПП включений одной(Режима)каких-либо нелинейная. • физическими свойствами элементов, так если ПС несимметрия системы во(ex. , отключение иобе из трех -фаз) и т. п. эксплуатации в системе время попадают отключений элементов непосредственную опасность несинхронном включении СМ и т. п. . Изменения системы, изменении нагрузки, сопровождаются ПЕРЕХОДНЫМИ ПРОЦЕССАМИ, То, изменения условий работы ЭЭСдля нормального функционирования ЭС. параметров режима при этом более значительны, настолько значительны, при которых скорости изменения параметров режимовно в допустимых пределах. что д. б. Наиболее частая причина, вызывающая в электрических системах учтены при рассмотрении практических задач, т. с. ПП возникают (относительно не опасные аварийные переходные процессы, это режима к другому (ex. ) надолго) при переходе электрической системы от одного короткое замыкание. S =S © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014 +S

5. Структура протекания процессов в ЭЭС • При любом ПП происходит изменение электромагнитного состояния элементов системы и нарушение баланса моментов на валу вращающихся машин (одни затормаживаются, другие ускоряются) – эти два процесса взаимосвязаны и представляют единое целое… • Из-за большой механической инерции вращающихся машин начальная стадия ПП (<Т/2) характеризуется в основном электромагнитными изменениями. • И лишь последующее развитие процесса (>T) связано с электромагнитными и механическими изменениями и носит название электромеханических ПП. • По этой причине условно принято делить процессы в ЭЭС, на электромагнитные и электромеханические и изучать их последовательно. © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014 120

6. Электромагнитные переходные процессы • Причины возникновения ПП: Электромагнитный ПП в электроустановке – процесс, характеризуемый 1)изменениемзамыкание (КЗ) – электромагнитных величин ЭУ. Короткое значений только всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в сетях с заземленными • Например, расчётом можно показать, что в ЭУ напряжением 0, 4 к. В при нейтралями= 6 к. А, после его приведения (k ) к нескольких составит (1 -2%)∙I расчётном IКЗ также замыкание одной или стороне Uген фаз на землю; НОМ. ГЕН, T 2)что естественно местной (локальной, продольной) несимметрии в ЭС; Возникновение не вызовет заметного нарушения баланса работы генератора. 3) Действие форсировки возбуждения синхронных машин, развозбуждение • Под расчетом электромагнитного ПП понимают вычисление токов и или гашение поля их ротора. напряжений в рассматриваемой схеме и при заданных условиях. Причины возникновения КЗ: нарушение изоляции, вследствие старения В результате расчета ПП решаются задачи: диэлектрика, перенапряжениями, не тщательным уходом за ЭО и непосредственными 120 • мех. проектировании (КЛ при земляных работах; РЗА, от перекрытия токоведущих При повреждениями – это настройка устройств ВЛ выбор и проверка станционного и подстанционного птицами, деревьями, автотранспортом). А бывает и по вине частей животными, ЭО и проводников по режиму КЗ; • человека – неправильная эксплуатация, при переключениях схем (видео – СРСП). также Сопоставление, оценка и выбор схем соединений сетей и подстанций, а определение режима работы электрической сети путём выбора числа заземленных Последствия размещение в ней; электромагнитной совместимости ЭО; КЗ: повышение электротермического и нейтралей и их возникновения • электродинамического действия аварийных режимах и анализ аварий и т. д. места Выявление условий работы ПЭ при на элемент, вплоть до возгорания повреждения; перерыв в электроснабжении, что чревато большим ущербом для Вответственных производств расчёта предъявляются различные требования кдо зависимости от назначения и даже поражением живых организмов, вплоть их точности. При проектировании проводят приближенные расчетынас надежность допустимой летального исхода. КЗ оказывают отрицательное влияние как погрешностью в 5 %. Для анализа аварий и проводимых в НИИ целях более повышенные. системы электроснабжения, так и на качество электрической энергии. © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

7. Устойчивые и неустойчивые повреждения 120 • • • В воздушных линиях (ВЛ) перекрытие гирлянд подвесных изоляторов, сближение проводов при определенных климатических условиях, приближение к проводам ветвей деревьев, набросы на провода различных предметов; В кабельных линиях (КЛ) — пробои изоляции, самоустраняемые благодаря специфическим свойствам бумажно-масляной изоляции (в разрядном промежутке создаются условия, способствующие гашению дуги); В распределительных устройствах (РУ) — набросы или поверхностные перекрытия при повышенном увлажнении или загрязнении. Из анализа повреждений следует: • в ВЛ напряжением выше 110 к. В только 16 % повреждений – устойчивые, а в КЛ напряжением 6 -10 к. В число устойчивых в 4 -8 раз меньше неустойчивых; • в КЛ повреждения развиваются постепенно. При этом 80 % относятся к пробою изоляции КЛ, а 20 % – к пробою других элементов ЭЭС; • для сохранения работы ЛЭП при неустойчивых повреждениях в большинстве ВЛ, а также в некоторых КЛ предусматриваются устройства АПВ, успешное действие которых составляет до 40 -90% всех отключений. © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

8. Номинальные параметры ЭЭС 120 В соответствии ПУЭ, РД, ГОСТ в нормальном режиме: Значения UНОМ на зажимах ЭУ в ЭЭС трёхфазного AC f. ПРОМ = 50 Гц: НР = ± 5% • до 1 к. В: 220/127, 380/220, 660/380 В • свыше 1 к. В: 6, 10, 35, 110, 220, 500, 1150 к. В. ПАР = ± 10% Режим NЛИ сети в зависимости от UНОМ: • сети с UH < 1 к. В, питающиеся от автономного ИП или разделительного Т выполняются с изолированной (не заземлённой) нейтралью; • сети с UН < 1 к. В, выполняются 5 и проводными с глухим заземлением нейтрали; • сети с UН > 110 к. В выполняются с эффективным заземлением нейтрали (через ТА); • сети 3 – 35 к. В с изолированной нейтралью или резонансно -компенсированной (через резистор типа ДГР, с целью компенсации емкостного тока на землю). РN в сетях <1 к. В – определяется ПТБЭ, а >1 к. В – беспереб. , экон. и надёжн. работы ЭУ. © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

9. Виды коротких замыканий (КЗ) 120 Выводы из статистических данных: Замыкание – всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное НР работы электрическое соединение различных точек ЭУ между собой или с землей. • относительная частота (%) различных видов КЗ в ЭЭС неодинакова: ЛЭП/ПС ЗАМЫКАНИЕ ч. ЭСнепредусмотренное – нормальными. ЭЭС – 8. – 47; Электр. – – 19; Силовая ч. ЭС 26; Др. элем. КОРОТКОЕ условиями эксплуатации замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями • многочисленные КЗ связаны с замыканием на землю, К(3) редки; замыкание одной или нескольких фаз науменьшаетсянулевой провод). UИЯ сети, • вероятность междуфазных КЗ землю (или на с увеличением При КЗ токи в ветвях ЭУ, резко возрастают, превышая IНАИБ. ДОП продолжительного режима. что связано с увеличением междуфазного расстояния; трехфазных системах с заземленной нейтралью вид КЗ может • В иногда, в процессе развития аварии, первоначальныйразличают КЗ: перейти в другой вид, более сложный вид КЗ (двойные); А Например, опытом эксплуатации установлены ПРИЧИНЫ и ПОСЛЕДСТВИЯ КЗ: • В КЛ-сетей НКЗ часто переходят в трехфазные КЗ, т. к. образовавшаяся при повреждении в кабеле электрическая дуга быстро разрушает изоляцию между фазами; В (3) (1. 1) (2) • С Большая часть возникающих повреждений, особенно на ВЛ, имеет преходящий характер, т. е. повреждения самоустраняются после отключения поврежденного участка и не возникают вновь при обратном включении его путём применения АПВ; • На ПП сильное влияние оказывают АРВ СГ, форсировка возбуждения ив трёхфазных Третий указанный вид КЗ (однофазное замыкание на землю) гашение МП; • Возникновения КЗ оказывают нейтралями (6 -35 влияние является КЗ. В таких системах с изолированными отрицательное к. В) не как на надежность электрической системы, так и и на качество электрической энергии (ПКЭ). сетях ток обусловлен главным образом емкостью фаз относительно земли. K K K © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014 K

Классификация КЗ и его расчётный вид 120 Расчётный вид КЗ (ЭМПП) – п. собой результат расчёта ТКЗ (I ; U) по ИРС при ЗУ. • СИММЕТРИЧНЫЕ КЗ (СКЗ) – такой вид КЗ в электроустановке, • В месте замыкания образуется электрическая дуга. RД имеет нелинейный характер. при котором все ее фазы находятся в одинаковых условиях. Учет влияния дуги на ТКЗ сложная задача и такое замыкание называют дуговым КЗ, Трехфазное КЗ; Трехфазное КЗ на землю которое может быть устойчивым, прерывистым и самопогасающим. • • Кроме RД в месте КЗ возникает переходное ΔR, вид КЗ в электроустановке, НЕ СИММЕТРИЧНЫЕ КЗ (НКЗ) – такой вызываемое загрязнением, наличием остатков изоляции и т. п. , на пути тока от фазы к другой или от фазы на землю; при котором одна из ее фаз находится в условиях, отличных от • В случае пренебрежения ΔR и RД (малы) – КЗ называется металлическим, которое условий других фаз. имеет максимально возможное расчётное значение тока. Все остальные виды КЗ, при кот-ых системы токов и напряжений в той или иной мере искажены. • Важным шагом в целях обеспечения надёжной работы ЭЭС является исследование ПП (2) при переходе из НР→АР вследствие КЗ – РЕЖИМ КЗ, состоит из расчётных стадий: Различают следующие виды НЕСИММЕТРИИ: • ПРЕДШЕСТВУЮЩАЯ – соответствует режиму работы ЭУ перед моментом • возникновения КЗ (типовыми являются НР или ХХ); Поперечную, к которой относят соответствующие • НАЧАЛЬНАЯ (t = 0), т. е. начальный несимметричные нагрузки; при наличии в ней КЗ, несимметричные КЗ, а также момент времени работы ЭУ который характеризуется изменением ЭМ ФВ ЭУ (I, U); • УСТАНОВИВШАЯСЯ (t = ∞) – не является процессом, а относится к ПАР, такой режим Н 1 Н 2 • Продольную, что является нарушение симметрии какогонибудь промежуточного элемента КЗ ЭУ наступает после затухания во всех трехфазной цепи цепях свободных токов и прекращения ΔU (например, отключение или разрыв одной из трёх АРВ. изменения напряжения возбудителей СМ под действиемфаз ЛЭП в сети 3 -35 теории ПП попадают последние режимом). • В область к. В, что является неполнофазнымдве стадии, как представляющие непосредственную опасность для нормального функционирования ЭЭС. K © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

Результаты расчетов КЗ используют при: • • • проектировании и настройке устройств РЗА; проектировании станций и подстанций, в частности, выбор и проверка электрических аппаратов, выключателей и проводников по режиму КЗ; сопоставление, оценка и выбор схем соединений ЭС, а также определение режима работы нейтралей сетей; анализ аварий и выявление условий работы потребителей при аварийных режимах; определение электромагнитной совместимости и т. д. Учитывая дискретный характер изменения параметров ЭО, при проектировании, требования к точности проводимых расчетов обычно приближенные с допустимой погрешностью до 5 %, в остальных случаях более точные с < допустимой погрешностью. © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

10. Рекомендации по расчёту токов КЗ Назначение расчёта Вид КЗ Момент времени от начала КЗ II. I. Выбор оценка параметров РЗA Выбор и (проверка) 4)Расчет параметров небаланса отсечек Расчет параметров мгновенных 1)7) Расчет токов срабатывания и КЧ max, коммутационных аппаратов max направленных и защит междуфазных КЗ: по току и напряжению от с пуском min U от КЗ (выключателей, трансформаторов тока (TA): на землю, действующих с Δt = 0, 5 с и более: - выбор тока и напряжения срабатывания……. разъединителей и др. ), - определение зоны действия или КЧ…………… 5)8) Определение К Определение коэффициентов токораспре. Ч реакторов, трансформаторов деления при выборе уставок вторых и третьих 2) Расчет параметров мгновенных отсечек дифференциальных токовых ступеней и напряжению от однофазных и тока, шин, силовых кабелей: по току дист. защит от междуфазных КЗ: защит КЗ на землю: двухфазных (линий, Т, AT, шин, вторых, • на термическую стойкость ……. . 6) Согласование по чувствительности реакторов и др. ): третьих, динамическую стойкость защит и 3) • Расчет параметров max, max на четвертых ступеней токовых ……. защит с пуском минимального или максимального • только от защит с пуском min U от направленных и междуфазных КЗ………… • выключателей на соответствие напряжения: от однофазных КЗ…………… • только междуфазных КЗ с Δt = 0, 5 с и более: I 0 ном или S 0 ном…………… - от междуфазных КЗ………………… - • выбор всех видов КЗ……………. от тока (напряжения) срабатывания……. . - от однофазных КЗ…………………. . - определение КЧ…………………. . . K(1) ∞ 0 K(3) (1. 1) K(3) 0 K(2) 0 (3) K(1) ∞ K 0 (3) K(1. 1) ∞ (3) t=0 K(2) K (3) 0 t = t. РЗ + t. ВЫКЛ K(1) 0 K (3) K(3) ∞ K(1); (2); (1. 1)(0, 045… 0, 2 c) ∞ 0 K (2) K(1) ∞ K ∞ © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014 120

11. Общий алгоритм расчёта ПП (две задачи одной контрольной) и требования к их выполнению. © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

11. Общий алгоритм расчёта КЗ (ЭМПП) 120 Накануне расчёта любого вида КЗ необходимо получить (выбрать) ВИЗ. 1. Обосновать актуальность расчёта видов КЗ (во введении РГР раскрыть РУ): • анализ исходных данных (раскрыть структуру и состав ИРС, оценить паспорт), следовательно сколько задано базисов (а возможно) и сколько ветвей действует на базис - надо оценить их по индивидуальному изменению и проверить на удалённость; • принять методы и инструменты, необходимые для решения задачи (цель расчёта и его точность (вид приведения), расчётный вид КЗ, количество и место КЗ, продолжительность КЗ (стадия), принимаемые допущения и СРЕ). 2. Составление «комплексной» схемы замещения и расчёт эквивалентов E 1 Э и Zn. Э: • составляется КСЗ в зависимости от ЗУ объединяющая схемы замещения прямой (1), обратной (2), нулевой (0) последовательности относительно особой фазы; • расчёт параметров элементов КСЗ (по их паспорту и справочникам); • приведение ПЭ КСЗ к базису (и. е. ) или базисным условиям (о. е. ); • эквивалентирование (преобразование) КСЗ (применением принципов наложения из любой сложности цепи требуется получить простую n-лучевую звезду в расчётном месте КЗ с эквивалентными результирующими ЕЭ 1, ZЭN каждого луча). 3. Расчёт ЭМ ФВ (I, U) конкретных видов КЗ, их оценка и сравнение, применение. • по фундаментальным электротехн. выражениям (МСС, з. Кирхгофа и Ома, ПЭПП); • представление векторных диаграмм рассматриваемого вида НКЗ. © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

12. Заданные расчётные условия КЗ • • 120 Расчётная схема ЭС (принципиальная) Расчетный вид КЗ Расчетная точка КЗ Расчётная продолжительность КЗ Расчетная точка (место) КЗ находится непосредственно с одной или с другой стороны от (в начальный моментэлемента электроустановки в зависимости от того, когда ∞): него рассматриваемого времени t=0 с и в установившийся момент времени КЗ t= для Расчётная схема, как правило, включает в себя все элементы создаются наиболее тяжелые условия режиме КЗ: • Расчетный вид КЗ зависитвот цели расчёта: при проверке проводников и аппаратов на термическую стойкость в качестве электроустановокаппараты, расположенные до реактора сумму ТКЗ; и примыкающей части энергосистемы, исходя из при выборе ЭО – определение следует принимать на реактированных линиях, • • в расчётной продолжительности КЗ максимальных значений времени действия ЗРУ проводники и условий для продолжительной работы точка перспективой не менее если • проверяются, исходя РЗ (с учётом действия АПВ)сэлектродинамическую чем в они проверке из того, конструкций на КЗ находится за реактором, токовой защитыопорных что расчетная её ближайшего к месту КЗ выключателя отделены отего времени отключения. полками, а реактор производится с учетом все 5 истойкость – К(3)ее в эксплуатацию. ВЫБОР её находится в том же здании и лет после вводашин разделяющими полного сборных ; соединения от реактора до сборных шин выполнены шинами; схем при различных продолжительных • • возможных электрических на аппаратов на термостойкостьв– качестве при проверке проводников и коммутационную способность при проверке аппаратов К(3); • при проверке кабелей на термостойкость для одиночных кабелей одной строительной длины − расчётной продолжительности КЗ следует принимать ИП от минимально режимах ее работы для одиночных кабелейпроводников в цепях Uген длине и К(3); • точка КЗ в начале кабеля; с учетом электрической удаленностисумму –ТКЗ. − точки проверке на термостойкость со ступенчатым соединением по К(2) возможного времени действия сечения; для двух и более способность – К(1)времени в начале каждого участкаучёт или не учётприсоединения. ЭС в принятой кабелей • КЗ при проверке аппаратов на коммутационную параллельно включенныхи К(3); В общем случае, нового РЗ данного элементов и собственного отключения коммутационного аппарата. • одной линии − в начале каждого. РЗА расчётный вид КЗ определяется в ТКЗ при проектировании кабеля; расчётной схеме ЗАВИСИТ отпроектирования и настройки устройств РЗА, то требуемой точности расчетов • • если расчеты КЗ производятся с целью при проверке кабелей на невозгораемость при КЗ в качестве расчётной соответствии количество точек, достаточное для определения всех резервной и следует принимать расчета. необходимо выбирать требований ПУЭ. продолжительности КЗпринятого метода сумму времени действиянеобходимых параметров. полного времени отключения выключателя. защиты и © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

13. Обоснование актуальности расчёта КР 120 Получив задание на РГР необходимо сформировать ВВЕДЕНИЕ (ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЁТА). Оно вытекает из общего алгоритма расчёта любого КЗ. В помощь для формирования ВВЕДЕНИЯ всей РГР и как следствие более ясного плана (алгоритма) инженерных расчётов, ответьте на следующие вопросы: • Какой представлен тип схемы (РИС) и для каких целей она предназначена? • Что включает РИС: сколько станций и какие они по назначению (ТГ/ГГ/ПГ); сколько бл. Г-Т и каков их класс повышения (к. В); сколько узлов нагрузки потребления ЭЭ (ОН, КН); сколько понижающих ПС (и в них n∙Т/АТ/ТР, каков класс к. В), сколько ЛЭП и какого типа (КЛ/ВЛ и радиаль/магистраль); соответствует ли по ПУЭ РN, необходимо оценить достаточно ли паспортных данных элементов (ЭУ) РИС для определения электр. вел. ? • Оцените базис: по заданию одно место КЗ, но сколько их возможное в РИС, ОЦЕНИТЕ количество ветвей протекания аварийных токов и его составляющих к расчётному месту КЗ, т. е. «индивидуальное изменение К(3) по ветвям от базиса (одного)» ? • Обоснуйте принимаемую СРЕ (о. е или и. е. ) и как следствие, составьте свои БУ в и. е. ; • Обоснуйте точность принимаемого расчёта – вид приведения UД/СР и допущения? • Какой расчётный вид КЗ и для чего он необходим в дальнейшем на практике? • В зависимости от расчётного вида КЗ (по ЗУ) какой принимаете метод расчёта вида КЗ и в чём его суть (достаточное число СЗ и следовательно законы)? • Какова расчётная стадия режима КЗ (t=0 или t=∞ и для каких целей выбранное условие)? © Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014

© Рожков В. И. ПП в электроэнергетике, Каз. АТУ, 2014