Особенности расчёта токов КЗ в установках напряжением 6-10-35 кВ. Учёт сопротивления дуги.

Ответ:Распределительными сетяминазывают воздушные и кабельные сети напряжением 6–35 кВ, по которым электроэнергия передается потребителям от питающих центров, через понижающие трансформаторы, а также воздушные и кабельные линии низкого напряжения. Распределительные сети напряжением 6–35 кВ эксплуатируются с незаземленными (изолированными или компенсированными) нейтралями. В таких сетях могут возникать трехфазные и двухфазные КЗ, что вызывает увеличение тока в поврежденных фазах. Замыкание одной фазы на землю (простое замыкание на землю) в таких сетях незначительно увеличивает ток в поврежденной фазе и не искажает треугольник линейных напряжений.

Основной особенностью распределительных сетей является их значительная электрическая удаленность от генераторов ЭЭС (рис. 9.1). Путем преобразования схемы генераторы и сети ЭЭС (рис. 9.1, а) приводят к простейшей схеме замещения (рис. 9.1, б). В этой схеме все генераторы заменяются одним эквивалентным генератором с ЭДС Е, а сопротивления всех питающих линий, трансформаторов и генераторов до шин питающей подстанции заменяются сопротивлением системы Zc. Сопротивления линий, трансформаторов и реакторов распределительной сети от шин подстанции до места КЗ суммируются и заменяются одним сопротивлением Zpc. Таким образом, вся расчетная схема приводится к схеме изображенной на рис. 9.1, б, а суммарное сопротивление от эквивалентного источника питания до точки КЗ составляет Ток трехфазного КЗ через сопротивление определяется как для источника с неизменной линейной ЭДС E где величины Zc и Zpc определены для одной фазы, Ом/фазу. При значительной электрической удаленности распределительной сети обычно не учитывают переходные процессы в генераторах, считая все КЗ удаленными, что упрощает расчеты. В практических расчетах фазная ЭДС генераторов E заменяется линейным напряжением холостого хода Ux вторичной обмотки трансформатора, питающего распределительную сеть Для распределительных сетей сложной конфигурации величина Zc определяется расчетами, которые обычно выполняются с помощью ЭВМ. В результате для всех подстанций и электростанций ЭЭС определяется ток КЗ на шинах, питающих распределительную сеть а по нему определяется Zc для расчетов токов КЗ в самой распределительной сети

Иногда вместо тока трехфазного КЗ задается мощность КЗ которая равна Сопротивление системы в этом случае определяется по формуле Таким образом, исходными данными для расчетов токов КЗ в распределительных сетях являются Ux и Zc . Сопротивление Zpc определяется для каждого случая по данным рассчитываемой сети: длине, сечению проводов линий, паспортным данным трансформаторов, длине, сечению и конструкции кабелей и т. п. Следующим упрощением для расчетов токов КЗ в распределительных сетях является возможность определять ток двухфазного КЗ по току трехфазного КЗ

В ряде случаев сопротивление Zc по сравнению с Zpc настолько мало, что им можно пренебречь и принять Zc = 0. Такой случай считается питанием от ЭЭС бесконечной мощности. Для ориентировочной оценки можно считать ЭЭС бесконечной мощности, если выполняется условие

где Sc – суммарная мощность всех генераторов ЭЭС, МВ · A; мощность трехфазного КЗ на шинах подстанции, питающей распределительную сеть, МВ · А. Следующая особенность расчета – необходимость учета активных сопротивлений. Считается, что пренебрегать активным сопротивлением можно, если При этом определение тока КЗ без учета активного сопротивления дает ошибку не более 5 %. В распределительных сетях индуктивное сопротивление воздушных линий Xвл составляет примерно 0,4 Ом/км, активное сопротивление воздушных линий Rвл с алюминиевыми проводами сечением 16–95 мм² находится в пределах 1,84–0,315 Ом/км; отношение Xвл/Rвл при этом значительно меньше 3 и находится в пределах0,28–1,33. Для кабельных линий индуктивное сопротивление составляет 0,08 Ом/км и отношение Xкл /Rкл еще меньше. Те же выводы можно сделать, рассмотрев отношение ХТ/RТ у трансформаторов. Для трансформаторов 10/0,4 кВ мощностью от 25 до 250 кВ А, соединенных по схеме Y/Yo – 0 (звезда – звезда с заземленной нейтралью), активное сопротивление составляет 106–6,48 Ом, индуктивное – 168–18,7 Ом, а отношение ХТ/RТ равно 1,58–2,89. Поэтому одним из основных требований при расчетах является

обязательный учет активных сопротивлений сети. В этом случае рас-четное уравнение (9.2) приводится к виду:

Результаты расчетов по выражениям (9.2) и (9.7) одинаковы только в том случае, если отношение X/R для Zc и Zpc одинаково. Но так как а отношение X/R для воздушных и кабельных линий, а также для трансформаторов и реакторов разное, то это условие не выполнимо и расчет по уравнению (9.2) может дать значительные ошибки. Приведение к расчетному напряжению производится так же, как это изложено в гл. 2. Расчет токов КЗ может выполняться в именованных или в относительных единицах. Для распределительных сетей обычно приходится определять активные и индуктивные сопротивления линий и трансформаторов по справочникам или паспортным данным оборудования. Большинство данных в справочниках приводятся в именованных единицах, поэтому для уменьшения пересчетов расчеты токов КЗ для распределительных сетей целесообразно проводить в именованных единицах. Вторым преимуществом расчета в именованных единицах является то, что после каждого вычисления появляется результат в именованных единицах, что позволяет непрерывно контролировать правильность ведения расчетов и получаемых результатов.