Трехфазные короткие замыкания

Короткое замыкание-это электрическое соединение токоведущих частей проводников, приводящее к снижению сопротивления электрической цепи, возрастанию тока и снижению напряжения.

Причины КЗ: Механическое разрушение изоляции, перегрев и пробой изоляции, падение опоры воздушной линии, схлестывание проводов.

Различают следующие виды КЗ.

Трехфазное симметричное КЗ ; Двухфазное КЗ ;

Двухфазное КЗ на землю ; Однофазное КЗ на землю ;

Основные понятия и соотношения

iуд – Максимальный ударный ток.

Ia – Апериодическая составляющая.

Iп – Периодическая составляющая.

С момента возникновения КЗ, в системе электроснабжения, переходный процесс, который характеризуется изменением двух составляющих тока КЗ: периодической и апериодической.

Для выбора аппаратов и проводников, а также проверки их по условиям КЗ, подсчитывают:

Iпо- это наибольшее начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ;

Int- действующее значение периодической составляющей тока КЗ;

iао- начальное значение апериодической составляющей;

iat – значение апериодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени;

iy- ударный ток - максимальное удельное значение тока КЗ.

;

- постоянное времени затухания апериодической составляющей.

В расчетах интересуются максимально возможным ударным током. Это имеет место, если цель работы в режиме холостого хода до короткого замыкания. При этом начальное значение апериодической составляющей равно максимальному периоду

-ударный коэффициент К_у=1 2

Назначение и порядок расчета токов КЗ.

Ток КЗ рассчитывается для:

1. Проверки выбранного электрооборудования на динамическую и термическую устойчивость (рассчитывается максимальный ток КЗ)

2. Для проверки и выбора уставок релейной защиты рассчитывается максимальный ток КЗ. Максимальный ток КЗ для одной фазы трехфазной цепи, для которого периодическая составляющая тока максимальна. Минимальный ток КЗ – это чаще всего ток двухфазного КЗ.

Для упрощенных расчетов тока КЗ принимают допущения.

1. ЭДС всех генераторов питающих точку КЗ совпадают по фазе в течение всего КЗ.

2. Не учитывается насыщение магнитопровода генератора и трансформатрора, т.е. индуктивное сопротивление постоянно.

3. Емкостные проводимости линий не учитываются, кроме случая однофазных КЗ в сети с изолированной нейтралью.

4. Если индуктивное сопротивление в 3 5 раз больше активного, то им часто пренебрегают. При вычислении апериодической составляющей, где требуется активное сопротивление, его учитывают приближенным, ошибка в сторону завышения до 10%.

5. Преобразование схемы замещения к виду, где каждый характерный источник ЭДС (может быть замещающий группу источников) связан с точкой КЗ одним эквивалентным сопротивлением Z_раз или X_раз.

6. Имея результирующие ЭДС и эквивалентные сопротивления, определяют начальное значение периодической составляющей тока КЗ, I_y и, если нужно, I_nt и i_at для момента времени t.

Расчетная схема установки это упрощенная линейная схема указанием всех параметров, которые влияют на точку КЗ.

G1; G2; Sн=75 МВт; Рн=60 МВт; =0.146; G3; Sн=118 МВт; Рн=100 МВт; =0.183 LR; Iн= 2.5 КА; X= 0.25; T1; T2; Sн= 40 МВт; Uкз= 10.5%; T3; Sн= 125 МВт; Uкз= 10.5%;

При расчетах тока КЗ в сетях выше 1000 В, учитывается только индуктивное сопротивление. При расчетах в сетях ниже 1000 В, дополнительно учитывается активное сопротивление всех элементов и сопротивление шин первичных обмоток трансформаторов тока в контактах и катушках в индуктивных аппаратах.

Напряжение в точках сети в нормальном и тем более в аварийных режимах разные. При расчетах тиристоров, для каждой ступени применяют одно напряжение равное среднему напряжению сети.

Сопротивление элементов сети на расчетной схеме указываются в относительных единицах, т.е. в долях от базовой системы величин, например от минимальных.

Эти параметры могут быть выражены также в долях базовых величин, взятых за основу всего расчета.