Расчёт токов двухфазного короткого замыкания

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 14

При электроснабжении электроустановок напряжением до 1 кВ от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ ( ) в килоамперах следует определять по формуле:

где

Вэлектроустановках с автономными источниками энергии начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ следует рассчитывать по формуле:

Начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ с учетом асинхронных электродвигателей ( ) в килоамперах следует определять по формуле:

где эквивалентная сверхпереходная ЭДС (фазное значение) асинхронных электродвигателей и источника питания, В;

и соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности расчётной схемы относительно точки КЗ (с учётом параметров асинхронных электродвигателей), мОм;

Начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ с учетом синхронных электродвигателей в килоамперах определяют аналогично.

Расчёт апериодической составляющей тока короткого замыкания

Наибольшее начальное значение апериодической составляющей тока КЗ в общем случае следует считать равным амплитуде периодической составляющей тока в начальный момент КЗ:

В радиальных сетях апериодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент времени следует определять по формуле:

где время, с;

постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с, равная:

где и результирующие индуктивное и активное сопротивления цепи КЗ, мОм;

синхронная угловая частота напряжения сети, рад/с.

Если точка КЗ делит расчетную схему на радиальные, независимые друг от друга ветви, то апериодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент времени следует определять как сумму апериодических составляющих токов отдельных ветвей.

4.5 Расчёт ударного тока короткого замыкания

Ударный ток трёхфазного КЗ в электроустановках с одним источником энергии (энергосистема или автономный источник) рассчитывают по формуле:

где ударный коэффициент, который может быть определён по кривым рисунок 4.1 [3];

Рисунок 4.1 – Кривые зависимости ударного коэффициента от отношения и

постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ;

время от начала КЗ до появления ударного тока, с, равное:

При необходимости учета синхронных и асинхронных электродвигателей или комплексной нагрузки ударный ток КЗ следует определять как сумму ударных токов от автономных источников и от электродвигателей или от комплексной нагрузки.

Если точка КЗ делит расчетную схему на радиальные, независимые друг
от друга ветви, то ударный ток КЗ допустимо определять как сумму ударных токов отдельных ветвей по формуле:

где число независимых ветвей схемы;

начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в ой ветви, кА;

время появления ударного тока в ой ветви, с;

постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ в ой ветви, с.

Пример[3].

Требуется определить максимальное и минимальное значения тока в начальный момент КЗ в точке К1 (рисунок 4.2) и к моменту отключения КЗ ( ).

Рисунок 4.2 – Исходная расчётная схема

Система С:

Трансформатор ТСЗС-1000/6,0:

Автоматические выключатели:

Шинопровод Ш1: ШМА-4-1600;

Кабельные линии:

КБ1: АВВГ-3х185+1х70;

КБ2: АВВГ-3х35+1х16;

Болтовые контактные соединения:

Решение

Значение параметров схемы замещения прямой последовательности: сопротивление системы , рассчитывается по выражению:

активное и индуктивное сопротивления трансформатора и , определяются:

активное и активное сопротивления шинопровода:

активное сопротивление болтовых контактных соединений:

активное и индуктивное сопротивления кабельных линий:

КБ1:

КБ2:

Значения параметров схемы замещения нулевой последовательности:

Суммарное сопротивления относительно точки КЗ К1:

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом КЗ:

Начальное значение периодической составляющей тока дугового КЗ определяется с учётом сопротивления дуги. Активное сопротивление дуги в начальный момент КЗ определяется:

где: коэффициент

Среднее начальное значение тока дугового КЗ составляет:

Максимальный и минимальный токи определяются с учётом соответствующих значений коэффициента :

Коэффициент увеличения активного сопротивления кабеля КБ1 при металлическом КЗ без учёта теплоотдачи составляет:

где: конечная температура при адиабатическом нагреве.

Она составляет:

где

Конечная температура жил кабельной линии КБ1 с учётом теплоотдачи:

где: коэффициент определяется по кривым рисунок 4.3.

Рисунок 4.3 – Зависимость для кабелей с ПВХ и бумажной пропитанной изоляцией и алюминиевыми жилами

Коэффициент увеличения активного сопротивления кабеля КБ1 с учётом теплоотдачи Соответственно для кабеля КБ2:

Поэтому значение периодической составляющей тока трёхфазного КЗ к моменту отключения КЗ с учётом нагрева кабелей:

Сопротивление электрической дуги к моменту отключения КЗ составляет:

где так как

Среднее значение периодической составляющей тока КЗ к моменту отключения с учётом влияния нагрева и электрической дуги равно:

Значение и определены с учётом влияния теплоотдачи и активного сопротивления дуги по кривым рисунок 4.4 для

Максимальное и минимальное значения тока определены с учётом коэффициента :

для максимального значения тока КЗ:

для минимального значения тока КЗ:

Рисунок 4.4 – Зависимости коэффициента увеличения активного сопротивления кабелей различных сечений с алюминиевыми жилами от тока дугового устойчивого КЗ с учётом теплоотдачи при продолжительностях КЗ 0,2 с (сплошные кривые) и 0,6 с (пунктирные кривые)

Задания для самостоятельного решения [6]

Выполнить расчёт токов короткого замыкания в каждой точке (рисунок 4.5). Основные данные для расчёта представлены на рисунке 4.5 и в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – варианты для самостоятельного решения

Вариант	L_ВН,км	L_КЛ1, м	L_КЛ2, м	L_Ш, м
1	3	4	5	6
1	1,5	15	20	6
2	3	20	25	4,5
3	4,5	25	20	3
4	6	30	15	1,5

5	7,5	35	10	1
6	9	40	5	4
7	8	45	6	2,7
8	10	50	9	1,1
9	12	35	10	1,9
10	14	25	14	1,7
11	8,5	20	12	2
12	9,5	15	10	2,5
13	10,5	36	11	3,5
14	12	32	12	4
15	16	34	12	3,5
16	12	45	10	4,5
17	13	47	11	5
18	14	48	12	4,9
19	12	46	11	4,4
20	13	45	10	4,3
21	6,5	37	8,5	3,3
22	7,8	31	7,8	3,2
23	8,9	29	8,2	2,6
24	7,4	28	6,3	1,8
25	6,7	25	8,1	4,2
26	8,5	27	4,9	3,8
27	14	37	5,1	2,7
28	15	35	4,5	3,2
29	13	32	4,8	3,9
30	8,3	31	3,4	2,7
31	8,9	23	2,2	1,6

Рисунок 4.5 – Исходная расчётная схема

Приложение 1

Рисунок 4.6 – Схема замещения двухобмоточных трансформаторов

Рисунок 4.7 Схемы замещения трёхобмоточных трансформаторов

Схема замещения двухобмоточного трансформатора, у которого обмотка низшего напряжения расщеплена на две ветви, также представляет собой трехлучевую звезду (табл. 4.1).

Таблица 4.1 Схемы замещения трансформаторов, автотрансформаторов и сдвоенных реакторов

Наименование	Исходная схема	Схема замещения	Расчетные выражения
Трехобмоточный трансформатор
Автотрансформатор
Двухобмоточный трансформатор с обмоткой низшего напряжения, расщепленной на две ветви
Двухобмоточный трансформатор с обмоткой низшего напряжения, расщепленной на n ветвей
Автотрансформатор с обмоткой низшего напряжения, расщепленной на две ветви
Автотрансформатор с обмоткой низшего напряжения, расщепленной на n ветвей
Сдвоенный реактор

ЛИТЕРАТУРА

1. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. Изд.2. – М.: Высшая школа, 1970. – 472 с.

2. Куликов Ю.А. переходные процессы в электрических системах: Учеб пособие. – Новосибирск, НГТУ, М.: Мир: ООО «Издательство АСТ», 2003. – 283 с.

3. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Учебник для электроэнергетических и электротехнических вузов и факультетов. 2-е издание, стереотипное. – М.: ООО «ТИД «АРИС», 2010. – 520 с.

4. Ульянов С.А. Сборник задач по электромагнитным переходным процессам в электрических системах. – М.: Энергия, 1969. – 456 с.

5. Электроэнергетические системы в примерах и иллюстрациях: Учебное пособие для вузов/Веников В.А. и др., Под ред. Веникова В.А. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 504 с.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 892; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 9 10 11 12 1314

Мы поможем в написании ваших работ!