9 Короткие замыкания в электрических сетях.ppt
- Количество слайдов: 21
(согласно ГОСТ 26522 -85) называют преднамеренное или случайное, не предусмотренное нормальными условиями работы соединение двух токов электрической цепи, при котором токи в ветвях, примыкающих к месту замыкания, резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима • КЗ является одним электроснабжения. из основных видов аварий систем • К КЗ относят также однофазные замыкания на землю или на заземляющий корпус в сетях с глухо заземленной нейтралью. КЗ в 3 -х фазных сетях разделяют на 3 -х, двух и однофазные: первые из них еще называются симметричными.
Расчет токов КЗ преследует две цели: Определение максимально возможных токов КЗ для проверки проводников и аппаратов на термическую и динамическую стойкость, а также для выбора мер по ограничению токов КЗ или времени их действия; Определение минимально возможных токов КЗ для проверки чувствительности защиты и определения максимально возможного времени срабатывания защиты.
расчетным видом КЗ выбирают , так как случаи, когда токи двух- или однофазных КЗ больше, чем токи трехфазного КЗ, относительно редки. – Расчетное место КЗ выбирают так, чтобы ток, проходящий через проверяемый аппарат, оказался максимально возможным (вначале проверяемой линии, непосредственно за проверяемым аппаратом). – Все нормально работающие источники, в том числе и двигатели, в момент КЗ переходящие в режим генератора, считатаются включенными. расчетным видом КЗ служат , происходящие в конце проверяемого участка, при таких реально-возможных схемах сети и числе источников питания, при которых токи КЗ минимальны.
1. 2. 3. 4. 5. 6. все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, работают одновременно и с номинальной нагрузкой; все синхронные генераторы и компенсаторы имеют автоматические регуляторы напряжения и устройства быстродействующей форсировки возбуждения; расчетное напряжение при расчете максимально возможного тока КЗ принимают на 5% выше номинального напряжения сети, а при расчете минимально возможного тока КЗ – равным номинальному напряжению сети; влияние конденсаторных батарей параллельной компенсации на токи КЗ не учитывают; у всех элементов системы электроснабжения учитывают только их продольные активные и реактивные сопротивления сопротивление места КЗ считают равным нулю (КЗ считают металлическим).
• Для выяснения физической сущности рассмотрим явления в каждой фазе. • Значения установившихся токов КЗ • Однако процесс изменения токов от величин нормального режима до КЗ может протекать по-разному, в связи с эти могут изменяться величины максимальных токов в отдельных фазах в первый полупериод. • Для выяснения этого процесса рассмотрим, какие явления произойдут в каждой из фаз, если ось времени совпадает, например, с направлением Uа мах в момент, когда произошло КЗ
UАmax Iсυmax Iаυmax m Iанmax Iснmax n Iвнmax // равны UСmax f Iвυmax ось времени UВmax
В фазе а – величина токов нормального режима и КЗ для начального момента времени t=0 равны. ФАЗА А m iaн Iaυmax O t Следовательно, никакого изменения магнитного потока в начальный момент не произойдет и синусоидальная кривая тока предшествующего режима перейдет в синус кривую КЗ.
Иначе протекает переходящий процесс в фазе b. Из векторной диаграммы видно, что в начальный момент t=0 ток предшествующего режима не равен току после КЗ. Как следует из правил Ленца ток в цепи не может измениться мгновенно, поэтому процесс установления новой величины тока можем рассматривать как два физических процесса: образование вынужденного тока КЗ сразу в момент КЗ (при t=0), равного по величине и, следовательно, образование нового магнитного потока (тоже возбужденного), вокруг проводника фазы b и второй процесс – образование свободного тока и соответствующего ему магнитного потока, направленного таким образом, чтобы начальные физические условия в цепи сохранились.
Это значит, что действительная величина тока КЗ, равна алгебраической сумме вынужденного и свободного токов: ФАЗА В iв. D iвдt=0 iaн iвнt=0 iвυt=0 t n f iвυ
По векторной диаграмме видно, что для фазы С равно нулю (проекция на ось времени). А проекция тока КЗ – большая. iсυ ФАЗА С iсυt=0 t iсдt=0 iс. D
Рассмотренные кривые показывают, что действительное значение тока КЗ зависит не только от сопротивлений цепи, которые определяют значение вынужденного тока, но и. ток КЗ достигает в том случае, когда ток предшествующего режима в момент КЗ равен нулю, а вынужденный ток в этот же момент имеет максимум. В данном случае величина свободного тока будет равна наибольшему значению вынужденного тока:
iуд √ 2 Iн iа i=in+ia √ 2 Iн in t
По характеру периодической составляющей тока КЗ различают два случая: ток КЗ относительно мал по сравнению с номинальным током источника (генератора), благодаря чему переходные процессы в источнике выражены слабо и практически не вызывают изменения периодичной составляющей тока. Так как подобный процесс характерен для КЗ, происходящих вдали от источников электроэнергии, то такое КЗ называют удаленным. ток КЗ достаточно велик и вызывает заметные электромагнитные переходные явления (изменение ЭДС) во вращающихся генераторах (близкое КЗ). В этом случае действующее значение периодической составляющей тока КЗ изменяется во времени.
Расчетам токов КЗ должен предшествовать: 1. анализ схемы электросети 2. определение наиболее тяжелых, но достаточно вероятных, расчетных условий, в которых оказывается тот или иной элемент. Эти условия находят отражение в расчетной схеме. Она представляет собой однолинейную схему электросети с электрическими аппаратами и проводниками, подлежащими выбору и проверке по условиям КЗ, а также устройствами релейной защиты, для которых рассчитываются уставки срабатывания и проверяется чувствительность.
При выборе и проверке выключателей расчетным режимом является КЗ за выключателем пассивного элемента (элемента, не генерирующего ток КЗ), от сборных шин. Остальные выключатели по условиям КЗ, как правило, не выбираются и не проверяются, так как они находятся в более легких по сравнению с проверяемыми условиях (часть тока КЗ идет как подпитка). При отсутствии пассивных элементов среди отходящих нереактированных линий расчетным является КЗ за выключателем линии к наименьшему по мощности двигателю.
110 кв Т 1 Т 2 6 кв-10 кв Т 3 Т 4 M 1 асинх. дв. MG 1 cинхрон. дв. MG M
6 кв-10 кв M 1 MG 1 Подпитка идет отсюда M 2 MG 2
При выборе и проверке выключателей , независимо от того, с какой стороны от реактора (до реактора или после него) они установлены, расчетным считается КЗ Т 1 Т 2 6 кв-10 кв L 1 L 2 К 1
Проверка технической стойкости пучка, состоящего производится по току КЗ непосредственно. В этом случае каждый кабель пучка проверяется по току , где n – число кабелей в пучке. 6 кв-10 кв K 1 MG 1
Выбор расчетных условий КЗ при решении задач релейной защиты зависит от того, в каких целях производится расчет: 1. для проверки чувствительности 2. для выбора параметров срабатывания защит. В первом случае за расчетные условия принимаются наименьшие значения токов КЗ в месте установки защиты, которые получаются при: наименьшем реально возможном коэффициенте тока распределения; наибольшем количестве последовательно включенных элементов между генератором и точкой КЗ. Например, для проверки чувствительности защиты токопровода LR ток в месте установки защиты определяется при двухфазном КЗ в конце токопровода в минимальном режиме работы энергосистемы GS и максимальном количестве двигателей MG, подключенных к шинам РП.
1 К 2 LR L 6 кв-10 кв Подпитка идет так , а через 1 идет малый ток КЗ РП