Необходимость расчетов токов короткого замыкания.
Расчет токов КЗ необходим:
1) для выбора аппаратов, которые могли бы без повреждения для себя пропускать токи КЗ (по условиям термической и динамической стойкости);
2) для выбора рациональной схемы электрических соединений станций и подстанций;
3) для выбора разрядников и ограничителей перенапряжений (ОПН), Для определения числа заземляющих нейтралей и их размещения в ЭЭС;
4) для выбора средств ограничений токов КЗ и поддержание определенного уровня напряжения в энергосистеме;
5) для выбора и настройки устройств релейной защиты и автоматики;
6) для анализа аварий в электрических установках;
7) для оценки устойчивой работы ЭЭС;
8) для проектирования заземляющих устройств.
Допущения при расчетах токов КЗ.
Существуют уточненные и приближенные способы расчета. При уточненном расчете погрешность токов КЗ находится в пределах от 2 до 5 %. В приближенном расчете, допускаемая погрешность находится в пределах 10-15%.
Практические методы расчета токов КЗ основаны на ряде допущений и упрощений:
1) отсутствие качания генераторов или другими словами равенство ЭДС источника питания по величине и по фазе;
2) приближенный учет нагрузок;
3) отсутствие насыщения магнитных систем. При этом все схемы оказываются линейными, расчет которых значительно проще. Поэтому могут быть использованы любые формы принципа наложения;
4) пренебрежение активным сопротивлением элементов схемы(сети выше 1 кВ);
|
|
|
5) пренебрежение емкостными проводимостями ЛЭП при напряжении до 220 кВ включительно. При рассмотрении простых замыканий на землю это допущение непригодно;
6) пренебрежение намагничивающими токами трансформаторов и автотрансформаторов. При этом возможен переход от Т-образной схемы замещения трансформатора к схеме замещения с одним сопротивлением: 
7) отсутствие несимметрии 3-ех фазной системы. Несимметрия возникает только в точке КЗ, во всех остальных точках токи симметричны.
Система относительных единиц
Представление любых физических величин не в именованы единицах, а в относительных, безразмерных единицах позволяет существенно упростить некоторые теоретические выкладки и придать им более общий характер. Также и в практических расчетах, такое представление величин придает результатам большую наглядность и позволяет быстрее ориентироваться в порядке определяемых величин.
Под относительным значением какой-либо величины следует понимать ее отношение к другой одноименной величине выбранной за единицу измерения. Следовательно, чтобы выразить отдельные величины в относительных единицах нужно установить базисные единицы или условия. Если за базисный ток и напряжение принять некоторые произвольные величины, то
|
|
|
(8.1)
(8.2)
Из четырех базисных величин две могут быть выбраны произвольно, а две других получены через формулы (8.1) и (8.2).
Таким образом, при выборе базисных условий относительные значения E, U, I, S, Z будут определяться:
(8.3)
(8.4)
(8.5)
(8.6)
(8.7)
Символ * - означает, что величины выражены в относительных единицах, а индекс “б” – величина приведена к базисным единицам.
Используя выражение (8.2) можно Z*(б) представить
(8.8)
или, если умножить числитель и знаменатель на Uб, то
(8.9)
где Z – заданное сопротивление в Омах на фазу;
Iб – базисный ток, кА;
Uб – базисное напряжение, кВ (линейное);
Sб – базисная мощность, МВА.
Поскольку выбор базисных условий произволен, то одна и та же величина может иметь разные численные значения при выражении ее в относительных единицах. Обычно относительные сопротивления элементов задаются при номинальных условиях, т.е. при Iном, Uном, Sном. Их величины определяются по выражениям (8.8), (8.9), где базисные единицы должны быть заменены соответствующими номинальными:
|
|
|
, (8.8а)
. (8.9а)
Для выполнения расчета в относительных единицах нужно все ЭДС и сопротивления элементов схемы выразить в относительных единицах (о.е.) при выбранных базисных условиях. Если они заданы в именованных единицах, то для перевода их в относительные единицы служат выражения (8.3), (8.8) или (8.9). Когда же они заданы в относительных единицах при номинальных условиях, то их пересчет к базисным условиям производится по следующим соотношениям:
, (8.10)
(8.11), умножим числитель и знаменатель на 
,
тогда
. (8.12)
За базисную мощность целесообразно принимать простое круглое число кратное 10-ти (100, 1000 мВА и т.д.), а иногда задают часто повторяющуюся величину Sном в схеме или кратную ей.
За Uб рекомендуется принимать Uн или близкое к нему среднее номинальное напряжение – Uср.ном, взятое по шкале средних напряжений:
3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 20; 24; 37; 115; 230; 340; 515; 765 в кВ
При Uб = Uср.ном – пересчет относительных ЭДС отпадает.
= 
.
Исключения составляют реакторы. В тех случаях, когда реакторы использованы на напряжение ниже их номинальных напряжений (например, реактор на 10 кВ подключают к установке 6 кВ). Пересчет их относительных сопротивлений по напряжениям обязателен.
|
|
|
Составление схемы замещения
Схема замещения ЭЭС составляется на основе ее расчетной схемы для определенного момента п.п. Ее компонуют для каждой точки КЗ и включают элементы расчетной схемы, по которым возможно протекание тока КЗ. Переход от расчетной схемы к схеме замещения сводится к замене расчетной схемы эквивалентной электрической цепью, включающую в себя источники ЭДС и неизменные сопротивления, и к приведению параметров элементов и ЭДС различных ступеней ЭЭС к базисным условиям (к одной ступени напряжения, принятой за основную).
Схема замещения ЭЭС представляет собой совокупность схем замещения ее отдельных элементов, соединенных между собой в той последовательности, что и на расчетной схеме. При этом трансформаторные связи заменяются электрическими, т.е. элементы с магнитосвязанными цепями вводят в схему замещения в виде соответствующих эквивалентных электрических сопротивлений.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 554; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!