Мощность короткого замыкания в электрических сетях: особенности, расчет и влияние на работу оборудования

Что такое мощность короткого замыкания. Как рассчитывается мощность КЗ. Какое влияние оказывает мощность КЗ на работу электрооборудования. Каковы способы ограничения мощности короткого замыкания в электрических сетях. Почему важно учитывать мощность КЗ при проектировании систем электроснабжения.

Понятие мощности короткого замыкания в электроэнергетике

Мощность короткого замыкания (КЗ) — это важнейший параметр, характеризующий режим работы электрической сети при возникновении аварийной ситуации. Она представляет собой условную величину полной трехфазной мощности, равной произведению номинального напряжения сети на ток установившегося трехфазного короткого замыкания в рассматриваемой точке.

Математически мощность КЗ можно выразить следующей формулой:

S_КЗ = √3 * U_ном * I_КЗ

где:

• S_КЗ — мощность короткого замыкания, МВА
• U_ном — номинальное напряжение сети, кВ
• I_КЗ — ток установившегося трехфазного КЗ, кА

Мощность КЗ является расчетной величиной и используется для оценки возможных токов короткого замыкания в различных точках электрической сети. Она позволяет определить необходимые параметры коммутационной аппаратуры, токоведущих частей, устройств релейной защиты и автоматики.

Факторы, влияющие на величину мощности короткого замыкания

На значение мощности КЗ в конкретной точке электрической сети оказывают влияние следующие основные факторы:

• Мощность и число параллельно работающих генераторов электростанций
• Мощность и число параллельно работающих трансформаторов
• Параметры линий электропередачи (сечение проводов, длина)
• Наличие токоограничивающих устройств (реакторов)
• Конфигурация электрической сети
• Удаленность точки КЗ от источников питания

Чем ближе точка КЗ расположена к мощным источникам питания, тем выше будет мощность короткого замыкания. По мере удаления от источников она снижается из-за увеличения сопротивления сети.

Методы расчета мощности короткого замыкания

Существует несколько основных методов определения мощности КЗ:

1. Метод именованных единиц

При этом методе все параметры схемы замещения (сопротивления, ЭДС) выражаются в именованных единицах — Омах, Вольтах. Расчет ведется для конкретной точки КЗ в абсолютных значениях токов и напряжений.

2. Метод относительных единиц

Все параметры приводятся к базисным условиям и выражаются в относительных единицах. Это позволяет упростить расчеты для сложных схем с разными классами напряжения.

3. Метод расчетных кривых

Используются заранее построенные кривые зависимости токов КЗ от удаленности точки КЗ для типовых схем электроснабжения. Позволяет быстро оценить ориентировочные значения.

4. Компьютерное моделирование

Применение специализированных программных комплексов дает возможность рассчитать мощность КЗ с учетом множества факторов для сложных схем электроснабжения.

Влияние мощности КЗ на выбор и работу электрооборудования

Мощность короткого замыкания оказывает существенное влияние на выбор и эксплуатацию различных элементов системы электроснабжения:

• Коммутационные аппараты (выключатели) выбираются по отключающей способности с учетом максимально возможных токов КЗ
• Токоведущие части (шины, кабели) проверяются на термическую и динамическую стойкость при КЗ
• Трансформаторы тока и напряжения выбираются с учетом возможных токов КЗ
• Уставки устройств релейной защиты рассчитываются на основе расчетных токов КЗ
• При большой мощности КЗ могут потребоваться специальные меры по ограничению токов КЗ

Таким образом, корректный расчет и учет мощности короткого замыкания — важнейшее условие надежной и безопасной работы системы электроснабжения.

Способы ограничения мощности короткого замыкания

В ряде случаев возникает необходимость искусственного ограничения мощности КЗ для обеспечения применения менее мощного и дорогостоящего оборудования. Основные способы ограничения мощности КЗ:

1. Применение токоограничивающих реакторов

Реакторы включаются последовательно в цепь и создают дополнительное индуктивное сопротивление, ограничивающее ток КЗ. Это наиболее распространенный способ.

2. Секционирование сборных шин

Разделение мощной системы шин на секции с раздельной работой трансформаторов позволяет снизить токи КЗ.

3. Применение трансформаторов с расщепленными обмотками

Обмотки низшего напряжения выполняются из двух параллельных ветвей, что увеличивает сопротивление КЗ.

4. Использование генераторных выключателей

Позволяет отключать генератор в начальный момент КЗ, снижая подпитку места повреждения.

5. Применение безынерционных ограничителей тока

Современные устройства на основе силовой электроники, способные за доли периода ограничить ток КЗ.

Особенности расчета мощности КЗ в сетях разного напряжения

Методика расчета мощности короткого замыкания имеет некоторые особенности в зависимости от класса напряжения электрической сети:

Сети 0,4 кВ

• Учитывается активное сопротивление элементов
• Рассчитывается однофазное КЗ
• Учитывается сопротивление трансформатора 6-10/0,4 кВ

Сети 6-35 кВ

• Преобладает индуктивное сопротивление
• Учитывается подпитка от двигателей
• Важен учет местных источников питания

Сети 110 кВ и выше

• Используется метод относительных единиц
• Учитывается влияние энергосистемы
• Возможен учет качаний генераторов

Правильный выбор методики расчета позволяет получить достоверные результаты для сетей любого класса напряжения.

Мощность КЗ как показатель жесткости системы электроснабжения

Мощность короткого замыкания часто используется в качестве показателя жесткости системы электроснабжения. Чем выше мощность КЗ, тем жестче система.

Жесткая система характеризуется следующими свойствами:

• Малые колебания напряжения при изменении нагрузки
• Высокая устойчивость при внешних возмущениях
• Хорошие условия для пуска мощных электродвигателей
• Низкий уровень гармонических искажений

Однако чрезмерно высокая мощность КЗ создает проблемы с отключением больших токов и требует применения более мощного оборудования.

Оптимальным считается значение мощности КЗ в 20-30 раз превышающее мощность нагрузки. Это обеспечивает хорошее качество электроэнергии при умеренных токах КЗ.

Влияние мощности КЗ на качество электроэнергии

Мощность короткого замыкания оказывает существенное влияние на показатели качества электроэнергии:

Отклонения напряжения

В системах с высокой мощностью КЗ отклонения напряжения при изменении нагрузки меньше. Это объясняется меньшим внутренним сопротивлением сети.

Колебания напряжения

Размах колебаний напряжения при резкопеременной нагрузке обратно пропорционален мощности КЗ. В жестких системах колебания меньше.

Несинусоидальность напряжения

Уровень высших гармоник напряжения снижается с ростом мощности КЗ из-за уменьшения сопротивления сети на высоких частотах.

Несимметрия напряжений

Коэффициент несимметрии напряжений при несимметричной нагрузке обратно пропорционален мощности КЗ.

Таким образом, повышение мощности КЗ в целом способствует улучшению качества электроэнергии. Однако необходимо соблюдать баланс между качеством электроэнергии и уровнем токов КЗ.

Высшие гармоники и мощность короткого замыкания питающей сети.

Для выбора параметров элементов системы электроснабжения и для приближённой оценки влияния обычных (линейных) нагрузок на напряжение сети часто используют значение «мощности короткого замыкания», которое представляет собой условную величину полной трёхфазной мощности (

S_к.з), равной произведению номинального напряжения сети (U_c) на значение тока установившегося трёхфазного короткого замыкания (Iк.з.) в данной точке сети:

Поскольку при таком определении мощности короткого замыкания его значение обратно пропорционально полному значению эквивалентного сопротивления сети со стороны источников питания, оно может использоваться, например, для приближённого вычисления падения напряжения сети (ΔU_c ) под влиянием некоторой полной мощности (S_н) симметричной трёхфазной нагрузки:

        (1)

Неточности таких расчётов обусловлены, во-первых, тем, что в значении S_{к. з} не учитывается влияние сопротивлений «пассивных» элементов электрической сети (т. е. элементов на стороне потребителей), и, во-вторых, тем, что в выражении

(1) не учитываются соотношения активных и реактивных составляющих в значениях полной мощности S_н и S_к.з.

В большинстве случаев погрешность приближённых расчётов с использованием значения S_к.з для токов основной частоты не превышает 15 — 20%. Однако для высших гармонических составляющих тока и напряжения использование таких расчётов в общем случае неприемлемо из-за возможных многократных изменений значения полного эквивалентного сопротивления сети (и особенно — его реактивной составляющей) для разных значений частоты гармоник тока.

Спектр гармоник при питании «от сети» и  «от электростанции».

Отправить запрос.

Мощность короткого замыкания

Нормальный рабочий режим в системах электроснабжения может внезапно прерваться в результате аварийной ситуации, в частности – короткого замыкания. Подобное состояние возникает из-за поврежденной изоляции элементов сети и электрооборудования. Для того чтобы эффективно противостоять этому явлению, следует хорошо знать его основные параметры, в том числе – мощность короткого замыкания. Этот параметр позволяет вычислить формула, используемая для вычислений тока КЗ.

Виды коротких замыканий

Понятие короткого замыкания заключается в непосредственном непреднамеренном соединении любых двух точек, расположенных на различных фазах, нулевом проводе или земле. Вариантов таких соединений может быть очень много, и все они не предусмотрены нормальными условиями эксплуатации установок, оборудования и сетей.

Среди основных видов КЗ следует отметить однофазное и трехфазное. В первом случае одна из фаз замыкается и взаимодействует с нулевым проводом или землей. Аналогичные явления наблюдаются во время обрывов проводов и одновременных замыканий двух разных фаз.

При трехфазном коротком замыкании хорошо заметна определенная симметрия, так как все фазы находятся в одних и тех же условиях. Поэтому токи в каждой из них будут одинаковыми. Другие виды КЗ относятся к несимметричным, поскольку фазы попадают в неодинаковые условия. В результате, токи и напряжения получаются с искаженной амплитудой, в зависимости от конкретных условий аварии.

Следует учесть, что при коротком замыкании происходит заметное снижение общего электрического сопротивления в системах. Это приводит к резкому увеличению токов во всех ветвях сетей и одновременному снижению напряжения на отдельных участках.

Среди основных причин, вызывающих аварийные ситуации подобного рода, можно выделить следующие:

• Нарушенная изоляция в токоведущих частях. Причинами становится ее неудовлетворительное состояние, естественное старение, механические повреждения, постоянное воздействие перенапряжений.
• Поврежденные опоры и провода ЛЭП из-за неудовлетворительного состояния, негативного влияния ураганных ветров, гололеда, раскачивания проводов и т.д.
• Ошибочные действия персонала при выполнении различных операций. Например, разъединители отключаются, находясь под нагрузкой или включаются на заземление, оставленное по ошибке.

Причинами большинства повреждений являются конструктивные недостатки, несовершенное оборудование, ошибки, допущенные при проектировании и в процессе монтажа. Отрицательную роль играет использование оборудования в ненормативных режимах, неправильный и неудовлетворительный уход за ним.

Изменение тока в аварийном режиме

В аварийном режиме ток теряет свои постоянные характеристики и подвергается заметным изменениям. В самое первое мгновение он резко увеличивается, после чего происходит его затухание до определенной величины. Далее в работу вступает АРВ – автоматический регулятор возбуждения, под влиянием которого ток доходит до установленного уровня. Этот период известен под названием переходного процесса. Временные рамки наступившего короткого замыкания начинаются со времени изменений токового уровня и заканчиваются отсоединением КЗ.

Различные показатели тока на протяжении всего периода используются для исследований динамической и термической устойчивости аппаратуры, избрания нужных уставок релейной защиты.

В любой сети присутствуют различные типы сопротивлений индуктивного типа. В момент возникновения КЗ они создают определенные препятствия и не позволяют току мгновенно переменяться. То есть, изменения все-таки происходят, но не скачкообразно, а в нарастающем порядке от обычного показателя до аварийного.

Для того чтобы упростить расчетную и аналитическую работу, ток в период перехода условно разделяется на две составные части – апериодическую и периодическую. Первая компонента считается неизменной токовой составной частью. Она появляется в самом начале КЗ и довольно скоро снижается до нулевой отметки.

Периодическая токовая часть в начальном периоде получила такое же название тока КЗ. Он тоже называется сверхпереходным, поскольку для его вычислений замещающая схема дополняется сверхпереходным сопротивлением генераторной установки и сверхпереходной ЭДС. Данная величина применяется при назначении уставок или, когда требуется проверить восприимчивость к току релейной защиты.

По завершении переходного периода периодический ток становится постоянно действующим током короткого замыкания. В этот момент как раз затухает апериодическая компонента, и вступает в действие АРВ. Таким образом, полная величина тока КЗ будет состоять из суммы обеих компонент, действующих в каждый временной отрезок переходного процесса. Полный ток с максимальным мгновенным показателем известен, как ударный ток короткого замыкания, рассчитываемый при анализе динамической устойчивости электрооборудования.

Испытания и выбор нужных уставок для защитных устройств

Как уже было отмечено, выбор наиболее подходящих параметров релейной защиты и уставок осуществляется с использованием сверхпереходного или начального тока короткого замыкания. В первую очередь это связано с простотой расчетов данной величины.

Анализируя варианты защиты с быстродействием или небольшими выдержками времени, с использованием начального тока, специалисты обычно не принимают во внимание апериодическую составляющую. Использовать ее в расчетах не имеет смысла, поскольку затухание происходит очень быстро – в течение 0,05-0,2 секунды. Этот промежуток гораздо ниже времени срабатывания рассматриваемых защитных устройств.

Если питание сети осуществляется от мощной энергетической системы, ее генераторы оснащаются автоматическим регулятором возбуждения – АРВ, обеспечивающим поддержку на шинах постоянного напряжения. Когда на этом участке возникает КЗ, величина периодической токовой составляющей остается без изменений. Это дает возможность анализировать с помощью начального тока работу релейной защиты и ее поведение при любых задержках по времени.

В сетях, получающих питание от генераторных установок или систем с установленной ограниченной мощностью, при наступлении КЗ напряжение на шинах уже не будет постоянным, а подвергнется изменениям в широком диапазоне. Величины начального и установившегося токов не будут равны между собой. Теоретически, для расчетов защитных систем можно было бы воспользоваться установившимся током короткого замыкания. Однако сложности с его расчетами привели к тому, что на практике в большинстве случаев применяются показатели начального тока, не вызывая заметных погрешностей.

Подобная ситуация объясняется несколькими факторами. В первую очередь, это увеличенное переходное сопротивление в аварийном месте, оказывающее более сильное влияние на установившийся ток, нежели на начальный. Кроме того, нельзя исключить воздействие нагрузочных токов и других явлений, обычно не принимаемых во внимание при расчетах. В связи с этим, данные по установившемуся току довольно условные, что приводит к большой погрешности в конечном результате.

Мощность КЗ и начальный ток

При возникновении трехфазного КЗ, сопротивление и ЭДС в каждой фазе будут совпадать друг с другом, поскольку для всех фаз соблюдаются совершенно одинаковые условия. Такое замыкание называется симметричным, а его расчеты довольно простые. Вполне достаточно рассчитать одну фазу, а затем полученные результаты применить к двум остальным.

Расчет токов и напряжений в симметричных системах начинается со схемы замещения, составляемой с заменых ее отдельных компонентов соответствующими активными и реактивными сопротивлениями. Источники питания отмечаются с указанием ЭДС или напряжения на выходных клеммах. Трансформаторы, генераторы и другие устройства обладают сопротивлениями, определяемыми в их технических паспортах. Эти данные также вводятся в расчеты.

Особый порядок расчетов токов КЗ применяется при подключении к системам с неограниченной мощностью. В этом случае рассматриваются мощные источники питания, у которых напряжение на шинах не изменяется, вне зависимости от места возникновения короткого замыкания. Показатели сопротивления в таких системах условно принимаются за нулевое значение.

На практике систем с неограниченной мощностью просто не существует, тем не менее, они широко применяются при выполнении расчетов коротких замыканий. Понятие неограниченной мощности актуально лишь когда величина ее внутреннего сопротивления будет значительно ниже сопротивления внешних деталей и компонентов, расположенных между шиной и местом КЗ.

Системы питания с ограниченной мощностью обладают достаточно высоким сопротивлением в точке короткого замыкания. Поэтому его величина обязательно учитывается при расчетах тока КЗ. В некоторых случаях сопротивление системы определяет не ток, а мощность короткого замыкания, присутствующая на шинах подстанции и представляющая собой условную величину.

Негативные последствия коротких замыканий

При возникновении аварийной ситуации, связанной с коротким замыканием, заметно возрастает ток и снижается напряжение. Подобные изменения чаще всего приводят к опасным последствиям:

• Повышение тока и активное сопротивление цепи способствуют выделению большого количества тепла в течение короткого времени. В совокупности с электрической дугой, высокая температура наносит большие повреждения окружающей обстановке. Чем выше ток и время его действия, тем больше размеры разрушений. Достигая неповрежденного оборудования, поражающие факторы наносят повреждения изоляции и токоведущим частям.
• Пониженное напряжение вызывает сбой в работе потребителей. Особенно это касается асинхронных двигателей, у которых заметно снижается частота вращения. В некоторых случаях они просто остановятся и перестают работать. Перестают нормально функционировать системы освещения, при работе которых расходуется значительный объем электроэнергии.
• Увеличенное скольжение приводит к росту потребления реактивной мощности асинхронными агрегатами. После отключения КЗ возникает ее дефицит, и напряжение в сети начинает лавинообразно снижаться, вплоть до полного прекращения работы.
• Спад напряжения нарушает устойчивую параллельную работу генераторов. В результате, система питания распадается, электроснабжение потребителей прекращается.

Мощность — короткое замыкание — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Мощность — короткое замыкание

Cтраница 3

Линейные реакторы ограничивают мощность коротких замыканий

на отходящей линии, в сети и на подстанциях, питающихся от этой линии. Устанавливаются линейные реакторы после масляного выключателя. Реакторы применяются в качестве групповых во всех случаях, когда представляется возможным объединить маломощные присоединения таким образом, чтобы групповой реактор не приводил к недопустимому снижению напряжения в нормальном режиме.  [31]

Система С — мощность короткого замыкания, поступающая от системы при трехфазном коротком замыкании в точке ее присоединения, составляет 15 000 Мва.  [32]

В этом случае мощность короткого замыкания уже может оказаться равной номинальной мощности отключения выключателя. Другой будет и форма кривой восстанавливающегося напряжения. При подобной конфигурации цепи емкости ее участков по обе стороны от выключателя оказываются теперь более близкими по своему значению, вследствие чего схожими оказываются и частоты собственных колебаний, возникающих в обоих этих участках после отключения выключателем тока короткого замыкания.

 [33]

Линейные реакторы ограничивают мощность коротких замыканий на отходящей линии, в сети и на подстанциях, питающихся от этой линии. Устанавливаются линейные реакторы после масляного выключателя. Реакторы используются в качестве групповых во всех случаях, когда представляется возможным объединить маломощные присоединения таким образом, чтобы групповой реактор не приводил к недопустимому снижению напряжения в нормальном режиме.  [34]

При построении кривых мощность короткого замыкания на выводах высокого напряжения трансформатора принята раиной 100 мва и учтен участок кабеля или шин длиной 5 л от выводов трансформатора до шин низшего напряжения.  [36]

При построении кривых мощность короткого замыкания на выводах высокого напряжения трансформатора принята равной 100 Мва и учтен участок кабеля или шин длиной 5 м от выводов трансформатора до шин низшего напряжения.  [37]

Специфическим при измерении мощности короткого замыкания являются: низкий cosqp ( 0 2 — 0 3), необходимость подбирать пределы измерения приборов ( особенно цепей напряжения), а также необходимость считаться с сопротивлением цепей приборов и сопротивлением ошиновки и кабелей между точками присоединения трансформаторов напряжения и зажимами двигателя.  [38]

Требуется определить величину мощности короткого замыкания на ука-занной линии за реактором.  [39]

От полученных величин мощностей короткого замыкания легко перейти к значениям сверхпереходных токов.  [40]

По условиям ограничения мощности короткого замыкания за сдвоенным реактором до мощности отключения выключателей ВМГ-133, устанавливаемых на линиях потребителей, номинальный ток сдвоенных реакторов не должен превышать 2 х 2000 а. Схема резервирования питания сборок потребителей не позволяет подключать к каждой секции шин ГРУ больше чем по одному реактору. Поэтому рассматриваемая схема имеет ограничения в части мощности генераторов, подключаемых к одной секции. Так, при 6 кв мощность каждого генератора не должна превышать 30 Мет, при 10 кв-60 Мет.  [41]

При их параллельной работе мощность короткого замыкания такова, что требуется установка реакторов для обеспечения работы выключателей или нужно устанавливать более мощные и дорогие выключателей. При раздельной работе трансформаторов величина токов короткого замыкания уменьшается и отпадает надобность в установке реакторов и усилении выключателей.  [42]

Соответственно разрывной мощностью называется мощность короткого замыкания, которую способен отключить предохранитель.  [43]

При определении оптимального значения мощности короткого замыкания, кроме основного критерия — минимума расчетных затрат, необходимо учитывать также ряд технических требований, связанных с током КЗ, которые в некоторых случаях имеют существенное значение, а в отдельных случаях являются решающими.  [45]

Страницы:      1    2    3    4    5

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

В этой статье мы ниже рассмотривает пример расчет из курсового проекта тока КЗ. Скажем сразу, расчетов токов КЗ целое исскуство, и если Вам необходимо рассчитать токи КЗ для реальных электроустановок, то лучше скачать следующие методические пособия разработанные Петербурским энергетическим университетом повышения квалификации и всё сделать по ним.

И так:

1. И.Л. Небрат. Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кв — скачать;

2.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 1 — скачать;

3.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 2 — скачать.

Так же полезно будет иметь под рукой программы, которые помогут Вам точно расчитать токи КЗ. Данных программ в настоящее время много и Вы можете найти большое количество различного софта в интернете, на который Вы можете потратить от часа до нескольких дней, чтобы разобраться как в нём работать. Ниже я выложу перечень программ в файле ворд, в котором указаны производители программ и как и где их можно получить (ссылок на скачивание в файле нет). А также выложу одну программу для расчета токов КЗ в сетях 0.4кВ. Данная программа очень древняя, но и такая же надежная как весь совеский аэрофлот. Работает из под DOSa. Эмулятор в файле скачивания. И так:

1. Переченьпрограмм расчетов ТКЗ и уставок РЗ (если Вы знаете какие-то другие программы, то пишите на pue8(г а в)mail.ru). Мы их включим в перечень.;

2. Программа для расчета токов КЗ в сетях 0.4 кВ.

Если Вам необходим расчет для курсового проекта или учебного задания, то ниже приведен не большой расчет, который в этом Вам поможет.

В задании к курсовому проекту приводятся данные об эквивалентных параметрах сети со стороны высшего напряжения рабочих трансформаторов СН (ТСН) и со стороны высшего напряжения резервных трансформаторов СН (РТСН). В соответствии с рис.2.1, приводятся: ток КЗ на ответвлении к ТСН (3) по I , кА при номинальном напряжении генератора Uгн, кВ или эквивалентное сопротивление сети со стороны ВН ТСН ТСН э X , Ом. Имеет место следующая зависимость:

Рис.2.1. Расчетная схема для определения токов КЗ при расположении точек КЗ на секциях СН 6(10) кВ и 0,4(0,69) кВ.
Для резервных трансформаторов СН задается ток к.з. на шинах ОРУ в точке включения РТСН (3) по I , кА при среднеэксплуатационном напряжении ОРУ ср U , кВ или эквивалентное сопротивление системы в точке включения РТСН РТСН э Х , Ом:

Учитывается возможность секционирования с помощью токоограничивающих реакторов секций РУСН-6 кВ. Это дает возможность применить на секциях за реактором более дешевые ячейки КРУ с меньшими токами термической и электродинамической стойкости и меньшим номинальным током отключения, чем на секциях до реактора, и кабели с меньшим сечением токопроводящих жил.

 Расчет ведется по среднеэксплуатационным напряжениям, равным в зависимости от номинального напряжения 1150; 750; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,66; 0,525; 0,4; 0,23, и среднеэксплуатационным коэффициентам трансформации. В учебном пособии расчеты по определению токов КЗ в относительных (базисных) единицах применительно к схеме Ленинградской АЭС с тремя системами напряжения (750, 330, 110 кВ) и напряжением 6,3 кВ проводились с учетом как действительных, так и среднеэксплуатационных коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов.

Показано, что расчет по среднеэксплуатационным напряжениям не вносит существенных корректировок в уровни токов КЗ. В то же время требуется серьезная вычислительная работа методом последовательных приближений, чтобы связать уровни напряжения генераторов, значения их реактивных мощностей с учетом коэффициента трансформации АТ связи, рабочих и резервных ТСН и напряжений на приёмных концах линий. При сокращении числа переключений трансформаторов и АТ связи с РПН из соображений надежности работы блоков задача выбора отпаек РПН становится менее актуальной.

Схемы замещения для точек КЗ на напряжениях 6,3 и 0,4 кВ приведены на рис.2.2.
Все сопротивления приводятся к базисным условиям и выражаются либо в относительных единицах (о. е.) либо в именованных (Ом). В начале расчета необходимо определиться, в каких единицах будут производиться вычисления, и сохранять данную систему единиц до конца расчетов. Методики определения токов КЗ с использованием относительных и именованных единиц равноправны.

В работе приводятся методики расчетов в относительных и в именованных единицах, как с учетом действительных коэффициентов трансформации, так и по среднеэксплуатационным напряжениям.

В работе приводятся расчеты как в относительных, так и в именованных единицах для простейших схем 0,4 кВ, где нужно учесть не только индуктивное, но и активное сопротивления.

Рис.2.2. Схема замещения в случае наличия реактора при питании секций 6(10) кВ СН: а – от рабочего ТСН; б – от резервного ТСН Для расчета в относительных единицах задают базисную мощность Sбаз, базисное напряжение Uбаз и вычисляют базисные токи Iбаз. В качестве базисной целесообразно принять номинальную мощность трансформатора СН: Sбаз = SТСН, МВА. Базисное напряжение принимают, как правило, равным для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ. Заметим, что при расчете в относительных единицах можно выбрать любые другие значения Sбаз, Uбаз.

Базисные токи в точках короткого замыкания К1 – К4, кА:

При расчетах в именованных единицах задают только базисное напряжение Uбаз – напряжение той точки, для которой рассчитываются токи КЗ: для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ.
Сопротивления сети в точках включения рабочего хсист1 и резервного хсист2 трансформаторов СН приводятся к базисным условиям по формулам:
в относительных единицах:
где uкв-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмоткой ВН и обмотками НН, включенными параллельно, о.е.;
uкн-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмотками НН, приведенное к половинной мощности ТСН, о.е.;
SТСН – номинальная мощность ТСН, МВА.

При использовании справочников для определения напряжения короткого замыкания uкн-н следует обращать внимание на указанный в примечаниях смысл каталожных обозначений. Если напряжение короткого замыкания uк НН1-НН2 отнесено в каталоге к номинальной мощности трансформатора, то данное uк НН1-НН2 необходимо пересчитать для половинной мощности, разделив на 2. В случае неверной подстановки в формулы (2.5), (2.5′) зачастую сопротивление хв получается отрицательным. Например, для ТСН марки ТРДНС-63000/35 в табл.3.5 справочника uкв-н = 12,7% и uкн-н = 40% отнесены к полной мощности трансформатора – см. примечание к таблице.

В этом случае в скобках формул (2.5), (2.5′) должно стоять выражение (0,127 – 20,2 ). Например, для РТСН марки ТРДН-32000/150 в табл.3.7 справочника uкв-н = 10,5% и uкн-н = 16,5% отнесены к половинной мощности трансформатора. При этом в скобках формул (2.5), (2.5′) должно быть (0,105 – 20,165 ). На блоках мощностью до 120 МВт используются двухобмоточные трансформаторы собственных нужд без расщепления. В этом случае сопротивление ТСН или РТСН вычисляется по формулам:

в относительных единицах:
где uкв-н – напряжение короткого замыкания трансформатора между обмотками высшего и низшего напряжений, о.е.;
Sбаз, SТСН, SРТСН имеют тот же смысл, что и в формулах (2.5), (2.5′), (2.6),(2.6′).

Сопротивление участка магистрали резервного питания:

в относительных единицах:

где Худ – удельное сопротивление МРП, Ом/км;
МРП – длина МРП, км;
Uср – среднеэксплуатационное напряжение на первой ступени трансформации, кВ.

Сопротивление трансформатора собственных нужд 6/0,4 кВ:

в относительных единицах:
где SТ 6/0,4 – номинальная мощность трансформатора, МВА.
Аналогично рассчитывается сопротивление трансформатора 10,5/0,69 кВ.

Сопротивление одинарных токоограничивающих реакторов Хр задается в Омах и для приведения к базисным условиям используют формулы:

в относительных единицах:
В некоторых каталогах сопротивление токоограничивающих реакторов Хр приводится в процентах и для приведения к базисным условиям используют формулы:

в относительных единицах:

где Iрн – номинальный ток реактора, кА, определяемый по мощности тех электродвигателей, которые предполагается включить за реактором.

Индуктивное сопротивление реактора Хр определяют по допустимому току КЗ за реактором Iп0доп. Значение Iп0доп связано с номинальным током отключения предполагаемых к установке за реактором выключателей (Iп0доп — Iоткл.н). 

Одновременно происходит и снижение теплового импульса тока КЗ за реактором Вдоп, что благоприятно для выбора сечения кабелей по условиям термической стойкости и невозгорания. При определении Iп0доп и Вдоп следует учитывать, что реактор не в состоянии ограничить подпитку точки КЗ от двигателей за реактором Iпд0 и ухудшает условия их пуска и самозапуска, т.е.

где Iпс – периодическая составляющая тока подпитки точки КЗ от ветви, в которую предполагается включить реактор;

Iпд0 – ток подпитки от двигателей за реактором.
Потеря напряжения U в одинарном реакторе при протекании токов рабочего режима I:

Сопротивление эквивалентного двигателя на каждой секции определяется через его мощность или через коэффициент загрузки Кзгр и номинальную мощность трансформатора СН. При отсутствии токоограничивающего секционного реактора и использовании на первой ступени трансформатора с расщепленными обмотками имеем: 

В случае различия расчетных мощностей двигательной нагрузки Sд1, Sд2, в дальнейшем расчете сопротивления эквивалентного двигателя будет участвовать максимальная из них, вне зависимости от способа питания секций 6,3 кВ (от рабочего и резервного ТСН).

При использовании секционного токоограничивающего реактора определяется его проходная мощность Sр по формуле (2.12) и далее – мощности двигателей:

при использовании РТСН для замены рабочего ТСН энергоблока, работающего на мощности. Наличие предварительной нагрузки РТСН характерно для блоков генератор-трансформатор без генераторных выключателей. При наличии выключателя в цепи генераторного токопровода, что предусмотрено действующими нормами технологического проектирования, пуск и останов энергоблока обычно осуществляется от рабочего ТСН и надобности в использовании РТСН в этих режимах не возникает. Поэтому для схем с генераторными выключателями можно принимать ТСН згр к = РТСН згр к = 0,7. При отсутствии выключателей в цепи генераторного токопровода РТСН згр к возрастает.

Наличие секционного токоограничивающего реактора приводит к изменению распределения двигателей по сравнению с вариантом без реактора и к изменению доли подпитки ими точек КЗ до и после реактора. При КЗ в точке К2 не следует учитывать подпитку от двигателей, включенных до реактора, а при КЗ в точке К1 не следует учитывать подпитку от двигателей, включенных за реактором.

По вычисленным мощностям двигателей Sд определяют приведенные сопротивления двигательной нагрузки в вариантах при отсутствии реактора и при его наличии:

в относительных единицах:

Расчет токов КЗ (Страница 1) — Учимся делать расчёты — Советы бывалого релейщика

retriever пишет:

1. потому что мега это 1000 000,  а кило это 1000. делим миллион на тысячу получаем что? тысячу.
2. смотрите от чего запитана пс.  если это понижающий трансформатор,  то считаете его сопротивление,  это сопротивление системы.  если это кабель от другой пс,  ищете питающую гпп на схеме,  берете сопротивление тамошнего трансформатора и прибавляете к нему сопротивление кабеля.  по-моему,  активную составляющую сопротивления кабеля лучше учесть,  она большая

Спасибо!
Но я всё равно недопонимаю.
Вот приложен мой расчет, подскажите где я ошибаюсь. Вроде все по «книге» делаю

Добавлено: 2018-09-28 12:25:57

Добавлено: 2018-09-28 12:27:01

Доброго времени суток!
Все таки нашел я часть книг которые искал, а начал изучать. По стечению обстоятельств я единственный «релейщик» в этой конторе. Начальство дало задание, мол строится новая ГПЭС, ты ее будешь обслуживать, тебе и уставки считать! Честно признаюсь что кроме как в техникуме нигде токи коротких замыканий мне считать не приходилось, за исключением нескольких попыток которые на этом форуме были изложены (но так ничего и не вышло).
Посмотрел я на однолинейную схему и решил начать расчеты с самой просто ячейки (на мой взгляд), это ячейка питающая ТСН. На вскидку прикинул набор необходимых защит (отсечка, мтз, перезагрузка, землянка) решил, что сделал верный выбор.
Открыл книжку М.А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ», и начал погружаться в мир «высоких материй». Ладно отойдем от лирики, и начну излагать суть моих расчетов (забегая вперед скажу что проблема возникла уже на второй формуле).
Из книги М.А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ»
«Вычисление тока трехфазного КЗ по значению напряжения КЗ трансформатора. Наиболее просто максимально значение тока (в амперах) трехфазного КЗ за трансформатором вычисляется по значению напряжения КЗ трансформатора:
I(3)к=100*Iном. тр/Uк+р;
где Uк — напряжение кз из паспорта в %;
Iном.тр — ном. ток тр-ра на стороне НН или ВН из паспорта;
p=100*Sном/Sk
где Sном — ном. мощность тр-ра
Sк — мощность трехфазного КЗ питающей энергосистемы в той точке, где подключается трансформатор, т.е. на его выводах ВН, если мощность энергосистемы относительно велика, то p=0.»
Дальше в книжке идут примеры расчетов, но во всех примерах он использует значение Sк =100 МВА (видимо произвольная величина).
Я начал искать где же взять эту величину, как ее рассчитать ну или спросить у кого).
Наткнулся я на учебное пособие «Расчет токов коротких замыканий и проверка электрооборудования» С.В. Хавроничев, И. Ю. Рыбкина (не знаю реклама это или нет), так вот там написано что: » Для практических расчетов важно определить, можно ли в данном конкретном случае считать питающую систему системой неограниченной мощности. 2/100*1000=0.00238
I(3)=Uср/(1,73*Zтр)=6300/(1,73*0,00238)=1536585 А
По идеи  расчеты I(3)= 1536585 А и I(3)к=1529,17А должны быть равны, но сами видите!
Дальше идет расчет КЗ в минимальном режиме, но это уже совсем другая история…

Прошу помочь мне разобраться во всем этом! Я понимаю конечно, что писать мол «читай учебник» проще всего, но думаю все здесь присутствующие (ну или большинство) перенимали опыт у своих наставников и коллег, но вот так сложилось, что мне не у кого принимать опыт, а сухой текст из «учебника» не всегда легко воспринимается.
В общем не судите строго, я просто хочу научится!

Post’s attachments

IMG_20180401_093818.jpg 3.11 Мб, 3 скачиваний с 2018-04-01 

You don’t have the permssions to download the attachments of this post.

не судите строго), я только учусь!

Измерение сопротивления и тока короткого замыкания цепи фаза нуль »

Зачем измерять сопротивление фаза-нуль

 

Сопротивления цепи фаза нуль это полное сопротивление проводников тока от места измерения до трансформаторной подстанции. Для измерения сопротивления петли использовали прибор ИФН-300 с заводской поверкой. Чем меньше сопротивление тем лучше, тем больший ток может протекать от подстанции до потребителя. На сопротивление фаза нуль влияет качество затяжки проводов в клемниках, сечение проводов, сопротивление на автоматах, длина проводов, сопротивление обмотки трансформатора на подстанции. Сравнивая сопротивление в розетках, можем определить, где проводка и соединение качественное, а где нужно проверить проводку.

    

Второе главное назначение измерения сопротивления цепи фаза нуль это вычисление предполагаемого тока короткого замыкания. Ток короткого замыкания вычисляется по формуле: напряжение делить на полное сопротивления цепи, в современных приборах вычисляется автоматически. Знать ток нужно, чтобы понять правильно ли выбран автоматический выключатель. Например в частном доме далеко от подстанции сопротивление линии большое, ток короткого замыкания будет около 100 А. Если установлен автомат на 25 А типа С, то мгновенный (электромагнитный) расцепитель сработает только при пяти кратном превышении тока равным 125 А. А максимальный ток при коротком замыкании только 100 А, тогда при замыкании проводка будет греться, может загореться пока в автомате не сработает биметаллический размыкатель. Автомат в данном случае должен стоять на 16 А типа B и C.

 

Буквы в названии модульных автоматов которые крепятся на din рейку время-токовая характеристика автоматического выключателя означает, что мгновенный электромагнитный расцепитель сработает:

• B при 3…5 кратном превышении номинального тока;
• С при 5…10 кратном превышении номинального тока;
• D при 10…20 кратном превышении номинального тока.

 

В электрических сетях до 1000 В с глухозаземленной нейтралью ток короткого замыкания должен быть больше тока отключения мгновенного расцепителя автоматического выключателя в 3 раза согласно ПТЭЭП пункт 3.6. Время отключения автоматического выключателя в сетях 220 В должно быть не более 0,4 с.

 

 

Измерив предполагаемый ток короткого замыкания в удлинителе получили, что ток короткого замыкания через удлинитель меньше, чем в розетке на 100 А. Это говорит о низкой мощности удлинителя из-за малого сечении проводов и некачественных контактов.

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7

1.4.9. В электроустановках до 1 кВ и выше при определении токов КЗ для выбора аппаратов и проводников и определения воздействия на несущие конструкции следует исходить из следующего:

1. Все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, работают одновременно с номинальной нагрузкой.

2. Все синхронные машины имеют автоматические регуляторы напряжения и устройства форсировки возбуждения.

3. Короткое замыкание наступает в такой момент времени, при котором ток КЗ будет иметь наибольшее значение.

4. Электродвижущие силы всех источников питания совпадают по фазе.

5. Расчетное напряжение каждой ступени принимается на 5% выше номинального напряжения сети.

6. Должно учитываться влияние на токи КЗ присоединенных к данной сети синхронных компенсаторов, синхронных и асинхронных электродвигателей. Влияние асинхронных электродвигателей на токи КЗ не учитывается при мощности электродвигателей до 100 кВт в единице, если электродвигатели отделены от места КЗ одной ступенью трансформации, а также при любой мощности, если они отделены от места КЗ двумя или более ступенями трансформации либо если ток от них может поступать к месту КЗ только через те элементы, через которые проходит основной ток КЗ от сети и которые имеют существенное сопротивление (линии, трансформаторы и т. п.).

1.4.10. В электроустановках выше 1 кВ в качестве расчетных сопротивлений следует принимать индуктивные сопротивления электрических машин, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий, а также токопроводов. Активное сопротивление следует учитывать только для ВЛ с проводами малых сечений и стальными проводами, а также для протяженных кабельных сетей малых сечений с большим активным сопротивлением.

1.4.11. В электроустановках до 1 кВ в качестве расчетных сопротивлений следует принимать индуктивные и активные сопротивления всех элементов цепи, включая активные сопротивления переходных контактов цепи. Допустимо пренебречь сопротивлениями одного вида (активными или индуктивными), если при этом полное сопротивление цепи уменьшается не более чем на 10%.

1.4.12. В случае питания электрических сетей до 1 кВ от понижающих трансформаторов при расчете токов КЗ следует исходить из условия, что подведенное к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению.

1.4.1З. Элементы цепи, защищенной плавким предохранителем с токоограничивающим действием, следует проверять на электродинамическую стойкость по наибольшему мгновенному значению тока КЗ, пропускаемого предохранителем.

Высшие гармоники и мощность короткого замыкания питающей сети.

Для выбора параметров системы электроснабжения и для приближенной оценки влияния обычных (линейных) нагрузок на напряжение часто используют значение «мощности короткого замыкания» , которое представляет собой условную характеристику полной трёхфазной мощности ( S _к.з ), равной произведению номинального напряжения сети ( U _c ) на значение тока установившегося трёхфазного короткого замыкания ( Iк. з. ) в данной точке сети:

При определении такого значения мощности короткого замыкания его значение обратно пропорционально полному значению эквивалентного сопротивления сети со стороны источника питания ( ΔU _c ) под некоторой полной мощности ( S _н ) симметричной трёхфазной нагрузки:

(1)

Неточности таких расчётовлены, во-первых, тем, что в значении S _к.з не учитывается влияние сопротивлений пассивных элементов электрической сети (т. е. элементов на стороне потребителей), и, во-вторых, тем, что в выражении (1) не учитываются соотношения активных и реактивных составляющих в значениях полной мощности S _н и S _к.з.

В большинстве случаев погрешность приближенных расчётов с использованием S _к.з для токов основной частоты не выше 15 — 20%. Для высших гармонических составляющих тока и использование расчётов в общем случае неприемлемо из-за возбратных изменений значения полного эквивалентного сопротивления сети (и особенно — его реактивной составляющей) для разных частот частоты гармоник тока.

Спектр гармоник при питании «от сети» и «от электростанции».

Отправить запрос.

Расчёт трёхфазного короткого замыкания

а) Изменение тока при коротком замыкании

Рассчитать трёхфазное короткое замыкание — это значит определить токи и напряжение, имеющее место при этом виде повреждения как в точке к. з., так и в отдельных ветвях схемы.

Ток в процессе короткого замыкания не остаётся постоянным, а изменяется, как показано на рис. 1-23. Из этого рисунка видно, что ток, увеличившийся в первый момент времени, затухает до некоторой величины, а затем под действием автоматического регулятора возбуждения (АРВ) достигает установившегося значения.

Промежуток времени, в течение которого происходит изменение величины тока к. з., называется переходным процессом. После того как изменение величины тока прекращается и до момента отключения короткого замыкания продолжается установившийся режим к. з. В от того, производится ли выбор параметров релейной защиты или проверка электрооборудования термической и динамической устойчивости, могут интересовать значения тока в разные моменты времени к. з.

Всякая сеть обладает определенным индуктивным сопротивлением, препятствующим мгновенному изменению тока при возникновении короткого замыкания, величина его не изменяется, а нарастает по определенному закону от нормального до аварийного значения.

Для упрощения расчёта и анализа, проходящий во время переходного процесса к. з., рассматривают как состоящий из составляющих: апериодической и периодической.

Апериодическая называется постоянная по знаку составляющая тока i _a , которая возникает в момент короткого замыкания и сравнительно быстро затухает до нуля (рис. 1-23).

Периодическая составляющая тока к. з. в начальный момент времени I _nmo называется начальным током короткого замыкания.Величину начального тока к. з. используйте, как правило, для выбора уставок и проверки чувствительности релейной защиты. Начальное ток короткого замыкания называют также сверхпереходным, так как для его подсчёта в схеме за нарушение вводится так называемое сверхпереходное сопротивление генератора и сверхпереходная э. д. с.

Установившийся ток к. з. представляет собой периодический ток после окончания переходного процесса, обусловленного как затуханием апериодической составляющей, так и действием АРВ.Полный ток к. з. представляет собой сумму периодической и апериодической составляющей в любой момент переходного процесса. Максимальное мгновенное значение полного тока называется ударным током к. з. и вычисляется при проверке электротехнического оборудования на динамическую устойчивость.

Как уже отмечалось выше, для выбора уставок и проверки чувствительности релейной защиты используется обычно начальный или сверхпереходный ток к. з., расчёт величины которого наиболее просто.Используя начальный ток при оценке быстродействующих защитных и защитных, имеющих небольшие выдержки времени, пренебрегают апериодической составляющей. Допустимость этого очевидна, так как апериодическая составляющая в сетях высокого напряжения затухает очень быстро, за время 0,05-0,2 с, что обычно меньше времени действия рассматриваемых защит.

При к. з. в сети, питающей от мощной энергосистемы, обеспечивающие генераторы АРВ, поддерживающими постоянным напряжением на ее шинах, периодическая составляющая тока в процессе к.з. не меняется (рис. 1-23, б). Поэтому расчётное значение начального тока к. з. в этом случае можно использовать для анализа поведения релейной защиты, любой выдержкой времени.

В сети же, питающейся от генератора или системы установленной ограниченной мощности, напряжение на шине, которая используется в процессе к. з. не остаётся постоянным, а изменяется в значительных пределах, начальный и установившийся ток к. з. не равны (рис. 1-23, а). При этом для расчёта защитный, имеющий специальный ток порядка 1—2 с и более следовало бы использовать установившийся к.з. Однако поскольку расчёт установившегося тока к. з. сравнительно в большинстве случаев использовать начальный ток к. з. Такое допущение, как правило, не приводит к большой погрешности. Объясняется это следующим образом. На установившегося тока к. з. значительно большее влияние, чем на начального тока, оказывают влияние переходного сопротивления в месте повреждения, токи нагрузки и другие факторы, не учитываемые обычно при расчёте токов к. з. Поэтому расчёт установившегося тока к.з. может иметь весьма большую погрешность.

Принимая во внимание всё сказанное выше, можно считать целесообразным и в большинстве случаев вполне допустимым использованием для анализа релейных защит, действующих с любой выдержкой времени, начального тока к. з. При этом снижении тока в течение короткого замыкания следует учитывать для защиты, имеющей выдержку времени, введением в расчёт повышенных коэффициентов надёжности по с быстродействующими защитами.

б) Определение начального тока к.з. в простой схеме

при трёхфазном к. з. (рис. 1-24) э. д. с. и сопротивление во всех фазах равны, все три фазы находятся в одинаковых условиях. Векторная диаграмма такого короткого замыкания, которое, как известно, называется симметричным, приведена на рис. 1-18, б. Расчёт симметричной цепи может быть упрощён. Так как все три фазы находятся в одинаковых условиях, достаточным расчёт для одной фазы и результаты его затем распространить на две другие.Расчётная схема при этом будет иметь вид, показанный на рис. 1-24, б. Совершенно очевидно, что даже в рассматриваемом простейшем случае последняя схема значительно проще, чем показанная на рис. 1-24, а.

В сложных же электрических цепях, имеющих много параллельных и последовательных ветвей, разница будет ещё более очевидной.

Итак, в симметричной системе расчёт токов и напряжений можно выполнить только для одной фазы. Расчёт начинается с составления схемы за ущерб, в которой отдельные элементы расчётной схемы заменяются на сопротивление, а для источников питания указывается их э.д. с. или напряжение на зажимах. Каждый элемент вводится в схему за ущерб своим активным и реактивным сопротивлением. Сопротивления генераторов, трансформаторов, реакторов на основании паспортных данных и вводятся в расчёт, как указано ниже.

Реактивные линии сопротивления рассчитываются по специальным формулам или принимают приближенно по следующему выражению:

где л — длина участка линии, км; х _уд — удельное реактивное сопротивление линии, Ом / км, которое можно принимать равным:

Активные сопротивления медных и алюминиевых проводов могут быть подсчитаны по известному выражению

Допускается при расчётах токов к.з. если суммарное реактивное сопротивление больше чем в 3 раза большее активное активное сопротивление

Для дополнительного упрощения рассуждений будем считать условие (1-23), которое, как правило, выполняется для сети напряжением 110 кВ и выше, действительно, и в расчёты будем вводить только реактивные сопротивления расчётной схемы.

Определение тока к.з. при питании от неограниченной мощности. Ток к. з. в расчётной схеме (рис. 1-25) определится согласно следующему выражению, кА:

где x _рез — результирующее сопротивление до точки к. з., равное в рассматриваемом случае сумме сопротивлений трансформатора и линии, Ом;

У _с — междуфазное напряжение на шинах системы неограниченной мощности, кВ.

Под определенная система неограниченной мощности подразумевается мощный источник питания, напряжение на шинах которого остаётся постоянным мощным от места к.з. во внешней сети. Сопротивление системы неограниченной мощности принимается равным нулю. Хотя в системе неограниченной мощности быть не может, это понятие широко используется при расчетах коротких замыканий. Можно считать, что рассматриваемая система имеет неограниченную мощность в тех случаях, когда её внутреннее сопротивление много меньше сопротивления внешних элементов, включенных между шинами системы и точкой к. з.

Пример 1-1. Определить ток. проходящий при трёхфазном к.з. за реактором сопротивлением 0,4 Ом, который подключен к шинам генераторного напряжения 10,5 кВ мощной электростанции.

Решение. сопротивление реактора значительно больше, чем сопротивление системы, можно считать, что он подключен к шинам неограниченной мощности.

Тогда

Определение тока к. з. при питании от системы ограниченной мощности. Если сопротивление системы, питающей точку короткого замыкания, сравнительно велико, его необходимо учитывать при определении тока к.з. В этом случае в схеме за этим сопротивлением находится дополнительное сопротивление х _спст и принимается, что за этим сопротивлением находится шины неограниченной мощности.

Величина тока к. з. определяется по следующему выражению (рис. 1-26):

где x _вн — сопротивление цепи короткого замыкания между шинами и точкой к. з .; х _сист — сопротивление системы, приведенное к шинам источника.

Сопротивление системы можно определить, если задан ток трёхфазного к.з. на её шинах I _к.з.зад .:

Пример 1-2. Определить ток трёхфазного к. з. за сопротивлением 15 Ом линии 110 кВ, питающейся от шин подстанции. Ток трёхфазного к. з. на шинах подстанции, приведенный к напряжению 115 кВ, равенство 8 кА.

Решение. Согласно (1-26) определяется х _сист :

Определяется ток в месте к. з. в соответствии с (1-25):

Сопротивление системы при расчётах к.з. может быть задано не током, мощностью короткого замыкания на шинах подстанции. Мощность короткого замыкания — условная величина, равная

где I _{к. з .} — ток короткого замыкания; U _cp — среднее расчётное напряжение на ступени трансформации, где вычисляется ток короткого замыкания.

Пример 1-3. Определить ток трёхфазного к. з. за реактором сопротивлением 0,5 Ом. Реактор питается от шин 6,3 кВ подстанции, мощность к.з. на которых равна 300 MB • А.

Решение. Определим сопротивление системы:

в) Определение остаточного напряжения

В схеме, приведенной на рис. 1-26, величина остаточного напряжения на шинах определяется согласно следующим выражениям:

где x _{к.з .} — сопротивление от шин подстанции, на которое задается остаточное напряжение, до места к. з., или

х — сопротивление от шин источника питания до точки, в котором определяется остаточное напряжение.

Устойчивость рассматриваемой цепи принимается чисто реактивным, в выражении (1-27) и (1-28) входят абсолютные величины, а не вертикальным.

Пример 1-4. Определить остаточное междуфазное напряжение на шинах подстанции на примере 1-2.

Решение. По первому выражению (1-27):

г) Расчёты токов короткого замыкания и напряжений в разветвлённой сети

В сложной разветвлённой сети, для того, чтобы определить ток в месте к.з., необходимо создать преобразовать схему замещения так, чтобы она простой вид, по возможности с одним источником питания и одной ветвью сопротивления. С этой целью происходит последовательное обратное включение, треугольник сопротивлений преобразует в звезду и параллельных ветвей.

Пример 1-5. Преобразовать схему за ущерб, приведенную на рис. 1-27, определить результирующее сопротивление и ток в месте к. з. Значения сопротивлений указаны на рис.1-27.

Решение. Преобразование схемы за ущерб производим в следующую последовательность.

Для распределения тока к. з. по ветвям схемы можно использовать формулами, приведенными в табл. 1-1. Распределение токов в обратном порядке начиная с последнего этапа преобразования схемы за ущерб.

Пример 1-6. Распределить ток к. з. по ветвям схемы, приведенной на рис. 1-27.

Решение. Определим токи в параллельных ветвях 4 и 7 в соответствии с формулами (табл. 1-1):

Ток I ₇ проходит по сопротивлению х ₅ и разветвляется по параллельным ветвям х ₂ и х ₃ :

Остаточное напряжение в любой точке разветвлённой схемы может быть определёно путём последовательного суммирования и вычитания падений напряжения в её ветвях.

Пример 1-7. Определить остаточное напряжение в точках а и б схемы, приведенной на рис. 1-27. Решение.

Если в схеме за ущерб входят две или несколько э. д. с, точки их приложения объединяются и они заменяются одной эквивалентной э. д. с. (рис. 1-28).

Если э. д. с. источников равны по величине, то эквивалентная э. д. с. будет иметь такую ​​же модель

Если же э. д. с. не равны, эквивалентная э. д. с.подсчитывается по следующей формуле:

д) Расчёт токов короткого замыкания по паспортным данным реакторов и трансформаторов

Во всех примерах, рассмотренных выше, отдельных элементов схемы задавались в омах. Сопротивления же реакторов и трансформаторов в паспортах и ​​каталогах не задаются в омах.

Параметры реактора обычно задаются в процентах как относительная величина падения напряжения в нём при прохождении номинального тока х _P ,%.

Сопротивление реактора (Ом) можно определить по следующему выражению:

гле U _HOM и I _HOM — номинальное напряжение и ток реактора.

Сопротивление трансформатора также задает в процентах как относительная величина падения напряжения в его обмотках при прохождении тока, равного номинальному, и _K ,%.

Для двухобмоточного трансформатора можно записать сопротивление (Ом):

где u _K ,%, и U _HOM , к _В , — указаны выше, а S _HOM — номинальная мощность трансформатора, MB • А.

При коротком подключении за реактором или трансформатором, к шинам системы неограниченной мощности, ток и мощность к. з. занимают по следующим вопросам:

где I _HOM — номинальный ток соответствующего реактора или трансформатора.

Пример 1-8. Вычислить максимально возможный ток трёхфазного к. з. за реактор РБА-6-600-4. Реактор имеет следующие параметры: U _H = 6 кВ, I _H = 600 А, х _P = 4%.

Решение. требуется максимально возможный ток к. з., считаем, что реактор подключен к шинам системы неограниченной мощности.

В соответствии с (1-33) ток к. з. за реактором определится как

Пример 1-9. Определить максимально возможный ток и мощность трёхфазного к. з. за понизительный трансформатор: S _H = 31,5MB • А, U _Н1 = 115 кВ, U _Н2 = 6,3 кВ, u _K = 10,5%

Решение. Принимая, как и в примере, что трансформатор подключен со стороны 115 кВ к шинам системы неограниченной мощности, определяем ток к. з.

Номинальный ток обмотки 6,3 кВ трансформатора равенство:

Мощность короткого замыкания

Нормальный рабочий режим в системе электроснабжения может внезапно прерваться в результате аварийной ситуации, в частности, короткого замыкания.Такое возникает состояние из-за поврежденной изоляции элементов сети и электрооборудования. Для того чтобы эффективно противостоять этому явлению, хорошо знать его основные параметры, в том числе — мощность короткого замыкания. Этот параметр позволяет вычислить формула, используемая для вычислений тока КЗ.

Виды коротких замыканий

Понятие короткого замыкания заключается в непосредственном непреднамеренном соединении любых двух точек, имеющихся на различных фазах, нулевом проводе или земле.Вариантов таких соединений может быть очень много, и все они не предусмотрены нормальными условиями эксплуатации установок, оборудования и сетей.

Среди основных видов КЗ следует отметить однофазное и трехфазное. В первом случае одна из фаз замыкается и взаимодействует с нулевым проводом или землей. Аналогичные явления наблюдаются время обрывов проводов и одновременных замыканий двух разных фаз.

При трехфазном коротком замыкании хорошо заметна определенная симметрия, так как все фазы находятся в одних и тех же условиях.Поэтому токи в каждой из них будут одинаковыми. Другие виды КЗ к несимметричным, поскольку фазы попадают в неодинаковые условия. В результате токи напряжения и получаются с искаженной амплитудой, в зависимости от конкретных условий аварии.

Следует учесть, что при коротком замыкании происходит заметное снижение электрического сопротивления в системах. Это приводит к резкому увеличению токов во всех ветвях сетей и одновременному снижению напряжения на отдельных участках.

Среди основных причин вызывающих аварийные ситуации подобного рода, можно следующие:

• Нарушенная изоляция в токоведущих частях. Причинами становится ее неудовлетворительное состояние, естественное старение, механические повреждения, постоянное воздействие перенапряжений.
• Поврежденные опоры и провода ЛЭП из-за неудовлетворительного состояния, негативного влияния ураганных ветров, гололеда, раскачивания проводов и т.д.
• Ошибочные действия персонала при выполнении различных операций.Например, разъединители отключаются, находясь под нагрузкой или включаются на оставленное по ошибке заземление.

Причинами повреждения конструктивных нарушений, несовершенное оборудование, ошибки, допущенные при проектировании и в процессе монтажа. Отрицательная роль играет оборудования в ненормативных режимах, неправильный и неудовлетворительный уход за ним.

Изменение тока в аварийном режиме

В аварийном режиме ток теряет свои постоянные характеристики и подвергается заметным изменениям.В первое мгновение он увеличивается, после чего происходит его затухание до размера. Далее в работу вступает АРВ — автоматический регулятор возбуждения, под которым проходит ток до установленного уровня. Этот период известен под названием переходного процесса. Временные рамки наступившего короткого замыкания начинаются со времени изменений токового уровня и заканчиваются отсоединением КЗ.

Различные показатели тока на протяжении всего периода используются для исследований динамической и термической устойчивости аппаратуры, использования нужных уставок релейной защиты.

В любой сети присутствуют различные типы сопротивлений индуктивного типа. В момент возникновения КЗ они создают препятствия и не позволяют себе мгновенно переменяться. То есть, изменения все-таки происходят, но не скачкообразно, а в нарастающем порядке от обычного показателя до аварийного.

Для того, чтобы упростить расчетную и аналитическую работу, ток в период перехода условно разделяется на две составные части — апериодическую и периодическую.Первая вставка предназначена для токовой составной части. Она появляется в самом начале КЗ и скоро снижается до нулевой отметки.

Периодическая токовая часть в начальном периоде получила такое же название тока КЗ. Он тоже сверхпереходным, называется для его вычислений схема дополняется сверхпереходным сопротивлением генераторной установки и сверхпереходной ЭДС. Данная функция при назначении уставок или, когда требуется проверить восприимчивость к току релейной защиты.

По завершении переходного периода периодический ток постоянно становится действующим током короткого замыкания. В этот момент как раз затухает апериодическая компонента, и вступает в действие АРВ. Таким образом, полная величина КЗ будет состоять из энергии переходного потока, работает в каждом временном отрезке тока процесса. Полный ток мгновенным показателем известен как ударный ток короткого замыкания, рассчитываемый анализ динамической устойчивости электрооборудования.

Испытания и выбор нужных уставок для защитных устройств

Использование сверхпереходного или начального тока короткого замыкания уже было сделано, выбор наиболее подходящих уставок релейной защиты и уставок. В первую очередь это связано с простотой расчетов данной величины.

Анализируя варианты с быстродействием или небольшими выдержками времени, с использованием начального тока, специалисты обычно не принимают во внимание апериодическую составляющую.Использовать ее в расчетах не имеет смысла, поскольку затухание происходит очень быстро — в течение 0,05-0,2 секунды. Этот промежуток времени ниже времени с рассмотрением рассматриваемых защитных устройств.

Если питание осуществляется от мощной энергетической системы, ее генераторы оснащаются автоматическим регулятором возбуждения — АРВ, обеспечивающим поддержку на шинах постоянного напряжения. Когда на этом участке возникает КЗ, величина периодической токовой составляющей остается без изменений.Это дает возможность анализировать с помощью начального тока работу релейной защиты и ее поведение при задержках по времени.

В сетях, получающих от генераторных установок или систем с установленной ограниченной мощностью, при наступлении КЗ напряжение на шинах уже не будет постоянным, а подвергнется изменениям в широком диапазоне. Величины начального и установившегося токов не будут равны между собой. Теоретически, для расчетов защитных систем можно было бы воспользоваться установившимся током короткого замыкания.В большинстве случаев используются методы начального тока, приводящие к неуместным погрешностям.

Подобная ситуация объясняется такими факторами. В первую очередь, это увеличенное переходное сопротивление в аварийном месте, оказывающее более сильное влияние на установившийся ток, нежели на начальный. Кроме того, нельзя вызвать воздействие нагрузочных токов и других расчетов, обычно не принимаемых во внимание при расчетах.В связи с этим, данные по установившемуся току довольно условные, что приводит к большой погрешности в результате.

Мощность КЗ и начальный ток

При возникновении трехфазного КЗ сопротивление и ЭДС в каждой фазе будут совпадать друг с другом, поскольку для всех фаз соблюдаются совершенно одинаковые условия. Такое замыкание называется симметричным, а его расчеты довольно простые. Вполне достаточно рассчитать одну фазу, а полученный результат к двум остальным.

Расчет токов и напряжений в симметричных системах со схемой за ущерб, составляющей с заменых ее отдельных компонентов, начинается активными и реактивными сопротивлениями. Источники питания отмечаются с указанием ЭДС или напряжения на выходных клеммах. Трансформаторы, генераторы и другие устройства сопротивлениями, определяемыми в их технических паспортах. Эти данные также вводятся в расчеты.

Особый порядок расчетов токов КЗ применя при подключении к системам с неограниченной мощностью.В этом случае мощные источники питания, у которых напряжение на шинах не изменяется, вне зависимости от места возникновения короткого замыкания. Показатели сопротивления в таких системах условно принимаются за нулевое значение.

На практике с неограниченной мощностью просто не существует, тем не менее, она широко применяется расчетов коротких замыканий. Понятие неограниченной мощности актуально лишь когда величина ее внутреннего сопротивления будет значительно ниже сопротивления внешних деталей и компонентов, между шиной и местом КЗ.

Системы питания с ограниченной мощностью высоким сопротивлением в точке короткого замыкания. Поэтому его обязательно учитывается при расчетах тока КЗ. В некоторых случаях сопротивления системы не ток, а мощность короткого замыкания. Присутствующая на шинах подстанции и представляющая собой условную характеристику.

Негативные последствия коротких замыканий

При возникновении аварийной ситуации, не с коротким замыканием, заметно возрастает ток и снижается напряжение.Подобные изменения чаще всего приводят к опасным последствиям:

• Повышение тока и активное сопротивление цепи способствуют выделению большого количества тепла в течение короткого времени. В комплекте с электрической дугой, высокая температура наносит большие повреждения окружающей обстановки. Чем выше ток и время его действия, тем больше размеры разрушений. Достигая неповрежденного оборудования, поражающие факторы наносят повреждения изоляции и токоведущим частям.
• Пониженное напряжение вызывает сбой в работе потребителя. Особенно это касается асинхронных двигателей, у которых заметно снижается частота вращения. В некоторых случаях они просто остановлены и перестают работать. Перестают нормально функционировать системы освещения, при работе которых расходуется значительный объем электроэнергии.
• Увеличенное скольжение мощности приводит к росту потребления реактивной асинхронными агрегатами. После отключения возникает ее дефицит, и напряжение в сети начинает лавинообразно снижаться, до полного прекращения работы.
• Спад напряжения нарушает устойчивую параллельную работу генераторов. В результате система питания распадается, электроснабжение потребителей прекращается.

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методическое пособия

В этой статье мы ниже рассмотривает пример расчетного из курсового проекта тока КЗ. Скажем сразу, расчетов токов КЗ целое исскуство, и если вам необходимо рассчитать токи КЗ для реальных электроустановок, чтобы скачать следующие методические пособия разработанные Петербургским энергетическим университетом повышения квалификации и всё сделать по ним.

И так:

1. И.Л. Небрат. Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кв — скачать;

2.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 1 — скачать;

3.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 2 — скачать.

Так же полезно будет иметь под рукой программы, которые помогут Вам точно расчитать токи КЗ. Данных программ в настоящее время много и Вы можете найти большое количество различного софта в интернете, на котором Вы можете потратить от часа до нескольких дней, чтобы разобраться как в нём работать.Ниже я выложу перечень программ в файле ворд, в котором указаны производители программ и как и где их можно получить (ссылки на скачивание в файле нет). А также выложу одну программу для расчета токов КЗ в сетях 0. 4кВ. Данная программа очень древняя, но и такая же надежная как весь совеский аэрофлот. Работает из под DOSa. Эмулятор в файле скачивания. И так:

1. Переченьпрограмм расчетов ТКЗ и уставок РЗ (если Вы знаете какие-то другие программы, то пишите на pue8 (г а в) mail.ru). Мы их включим в перечень.;

2. Программа для расчета токов КЗ в сетях 0.4 кВ.

Если Вам необходим расчет для курсового проекта или учебного задания, то ниже приведен не большой расчет, который в этом Вам поможет.

В задании к курсовому проекту приводятся данные об эквивалентных параметрах сети со стороны высшего напряжения трансформаторов СН (ТСН) и со стороны высшего резервных трансформаторов СН (РТСН). В соответствии с рис.2.1, приводятся: ток КЗ на ответвлении к ТСН (3) по I, кА при номинальном напряжении генератора Uгн, кВ или эквивалентное сопротивление сети со стороны ВН ТСН ТСН э X, Ом.Имеет место следующая зависимость:

Рис.2.1. Расчетная схема определения токов КЗ при расположении точек КЗ на секциях СН 6 (10) кВ и 0,4 (0,69) кВ.
Для резервных трансформаторов СН задается ток к.з. на шинах ОРУ в точке включения РТСН (3) по I, кА при среднеэксплуатационном напряжении ОРУ ср U, кВ или эквивалентное сопротивление системы в точке включения РТСН РТСНограничение Х, Ом:

Учитывается возможность секционирования с помощью токоющих реакторов секций РУСН-6 кВ .Это дает возможность применить на секциях для более дешевых КРУ с меньшими токами термической и электродинамической стойкости и меньшим номинальным током отключения, чем на секциях до реактора, и кабели с меньшим сечением токопроводящих жил.

Расчет ведется по среднеэксплуатационным напряжением, равным в зависимости от номинального напряжения 1150; 750; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,66; 0,525; 0,4; 0,23, и среднеэксплуатационным коэффициентам трансформации.В учебном пособии расчеты по определению токов КЗ в относительных (базисных) единицах применительно к схеме Ленинградской АЭС с тремя системами напряжения (750, 330, 110 кВ) и напряжением 6,3 кВ проводились с учетом действующих, так и среднеэксплуатационных коэффициентов трансформации трансформаторов и трансформаторов. автотрансформаторов.

Показано, что расчет по среднеэксплуатационным напряжением не вносит существенных корректировок в уровни токов КЗ. В то же время серьезная вычислительная работа требуется последовательных уровней напряжения генераторов, значения их реактивных мощностей с учетом коэффициента трансформации АТ связи, рабочих и резервных ТСН и напряжений на приёмных концах линий.При сокращении числа переключателей трансформаторов и АТ связи с РПН из соображений надежности работы блоков задача выбора отпаек РПН становится менее актуальной.

Схемы за ущерб для точек КЗ на напряжениях 6,3 и 0,4 кВ приведены на рис.2.2.
Все сопротивления приводятся к базисным условиям и выражаются либо в относительных единицах (о.е.) либо в именованных (Ом). В начале расчета необходимо определиться.Методики определения токов КЗ с использованием относительных и именованных равноправны.

В работе приводятся методики расчетов в относительных и именованных единицах, как с учетом действующих коэффициентов трансформации, так и по среднеэксплуатационным напряжением.

В работе приводятся расчеты как в относительных, так и в именованных единицах для простейших схем 0,4 кВ, где нужно учесть не только индуктивное, но и активное сопротивление.

Рис.2.2. Схема за ущерб в случае наличия реактора при питании секций 6 (10) кВ СН: а — от рабочего ТСН; б — от резерв ТСН Для расчета в относительных единицах задают мощность Sбаз, базисное напряжение Uбаз и вычисляют базисные токи Iбаз. В качестве базисной целесообразно принять номинальную мощность трансформатора СН: Sбаз = SТСН, МВА. Базисное напряжение принимают, как правило, равным для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ. Заметим, что при расчете в относительных единицах можно выбрать любые другие значения Sбаз, Uбаз.

Базисные токи в точках короткого замыкания К1 — К4, кА:

При расчетах в именованных единицах задают только базисное напряжение Uбаз — напряжение той точки, для которой рассчитываются токи КЗ: для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ.
Сопротивления сети в точках включения рабочего хсист1 и резервного включения хсист2 трансформаторов СН приводятся к базисным условиям по формулам:
в относительных:
где uкв-н — напряжение короткого замыкания ТСН между обмоткой ВН и обмотками НН, соответствующими параллельными, о.е .;
uкн-н — напряжение короткого замыкания ТСН между обмотками НН, приведенное к половинной мощности ТСН, о.е .;
SТСН — номинальная мощность ТСН, МВА.

При использовании справочников для определения напряжения короткого замыкания uкн-н следует обращать внимание на примечаниях смысл каталожных обозначений. Если напряжение короткого замыкания uк НН1-НН2 отнесено в каталоге к номинальной мощности трансформатора, то данное uк НН1-НН2 необходимо пересчитать для половинной мощности, разделив на 2.В случае неверной подстановки в формулы (2.5), (2.5 ′) сопротивление хвого отрицательного сопротивления. Например, для ТСН марки ТРДНС-63000/35 в табл.3.5 справочника uкв-н = 12,7% и uкн-н = 40% отнесены к полной мощности трансформатора — см. примечание к таблице.

В этом случае в скобках формул (2.5), (2.5 ′) должно стоять выражение (0,127 — 20,2). Например, для РТСН марки ТРДН-32000/150 в табл.3.7 справочника uкв-н = 10,5% и uкн-н = 16,5% отнесены к половинной мощности трансформатора.При этом в скобках формул (2.5), (2.5 ′) должно быть (0,105 — 20,165). На блоках мощности до 120 МВт используютсяобмоточные трансформаторы собственных нужд без расщепления. В этом случае сопротивления ТСН или РТСН вычисляется по формулам:

в относительных единицах:
где uкв-н — напряжение короткого замыкания трансформатора между обмотками высшего и низшего напряжений, о.е .;
Sбаз, SТСН, SРТСН имеют тот же смысл, что и в формулах (2.5), (2.5 ′), (2.6), (2.6 ′).

Сопротивление участка магистрали резервного питания:

в относительных единицах:

где Худ — удельное сопротивление МРП, Ом / км;
МРП — длина МРП, км;
Uср — среднеэксплуатационное напряжение на первой ступени трансформации, кВ.

Сопротивление трансформатора потребностей 6 / 0,4 кВ:

в относительных единицах:
где SТ 6 / 0,4 — номинальная мощность трансформатора, МВА.
Аналогично рассчитывается сопротивление трансформатора 10,5 / 0,69 кВ.

Сопротивление одинарных токоограничивающих реакторов. Хр задает в Омах и для приведения к базисным условиям используются формулы:

в относительных единицах:
В некоторых каталогах сопротивление токоограничивающих реакторов. Используется формулы:

в относительных единицах. :

где Iрн — номинальный ток реактора, кА, рассчитываемый по мощности тех электродвигателей, которые должны включить за реактор.

Индуктивное сопротивление реактора Хр определяет по допустимому току КЗ за реактор Iп0доп. Значение Iп0доп связано с номинальным током предполагаемой установки реактора выключателей (Iп0доп — Iоткл.н).

Одновременно происходит и снижение теплового импульса тока КЗ за реактором Вдоп, благоприятно для выбора сечения по условиям термической стойкости и невозгорания. При оценке Iп0доп и Вдоп следует учитывать, что реактор не в состоянии ограничить подпитку точки КЗ от двигателей за реактор Iпд0 и плохие условия их пуска и самозапуска, т.е.

где Iпс — периодическая составляющая тока подпитки точки КЗ от ветви, в которую включить реактор;

Iпд0 — ток подпитки от двигателей за реактором.
Потеря напряжения U в одинарном реакторе при протекании токов рабочего режима I:

Сопротивление эквивалентного двигателя на каждую часть определяет через его мощность или через коэффициент мощности Кзгр и номинальную мощность трансформатора СН. При отсутствии токоограничивающего секционного реактора и использования на первой ступени трансформатора с расщепленными обмотками имеем:

В случае сравнения расчетных мощностей двигательной нагрузки Sд1, Sд2, в соответствующем расчете сопротивления эквивалентного двигателя будет участвовать максимальным из них, вне зависимости от способа питания секций 6 , 3 кВ (от рабочего и резерв ТСН).

При использовании секционного токоограничивающего реактора определяется его проходная мощность Sр по формуле (2.12) и далее — мощности двигателей:

при использовании РТСН для замены рабочего ТСН энергоблока, работающего на мощность. Наличие предварительной нагрузки РТСН характерно для блоков генератор-трансформатор без генераторных выключателей. При наличии выключателя в цепи генераторного токопровода, предусмотренных действующими нормами технологического проектирования, пуск и останов энергоблока обычно выполняется от рабочего ТСН и надобности в использовании РТСН в этих режимах не возникает.Поэтому для с генераторными выключателями можно принимать схем ТСН згр к = РТСН згр к = 0,7. При отсутствии выключателей в цепи генераторного токопровода РТСН згр к возрастает.

Наличие секционного токоограничивающего реактора приводит к изменению распределения двигателей по сравнению с увеличенным без реактора и изменением доли подпитки ими точек КЗ до и после реактора. При КЗ в точке К2 не следует учитывать подпитку двигателей, включенных до реактора, а при КЗ в точке К1 не следует учитывать подпитку двигателей, включенных до реактора.

По вычисленным мощностям двигателей S определяет сопротивление двигательной нагрузки в вариантах при отсутствии реактора и при его наличии:

в относительных единицах:

Ток короткого замыкания. Виды и работа. Применение и особенности

Нормальным установившимся режимом работы электроустановки считается такой режим, параметры которого находятся в пределах нормы. Ток короткого замыкания (ток КЗ) при аварии в работе электроустановки.Он чаще всего появляется из-за повреждений изоляции токоведущих частей.

В результате короткого замыкания происходит бесперебойное питание потребителей, и в результате возникает неисправность и выход из строя. Вследствие этого при подборе токоведущих элементов и аппаратов необходимо выполнить их расчет не только для нормальной работы, но и выполнить условия предполагаемого аварийного режима, который может быть вызван коротким замыканием.

Виды коротких замыканий

Понятие короткого замыкания подразумевает электрическое соединение, которое не предусмотрено условий эксплуатации оборудования между точками фаз, либо нейтрального проводника с фазой или земли с фазой (при наличии контура заземления нейтрали источника питания).

При эксплуатации напряжение питания может подключаться различными способами:

• По схеме трехфазной сети 0,4 киловольта.
• Однофазной сетью (фазой и нолем) 220 В.
• Источником постоянного напряжения выводами положительного и отрицательного отрицательного вывода.

В каждом отдельном случае может возникнуть нарушение изоляции в некоторых точках, возникновение ток короткого замыкания.

Для 3-фазной сети переменного тока разновидности короткого замыкания:

1. Трехфазное замыкание.
2. Двухфазное замыкание.
3. Однофазное замыкание на землю.
4. Однофазное замыкание на землю (Изолированная нейтраль).
5. Двухфазное замыкание на землю.
6. Трехфазное замыкание на землю.

При выполнении проекта снабжения электрической энергией оборудования или подобных режимов требуют определенных расчетов.

Причины повреждения изоляции

• Воздействие на изоляцию механическим путем.
• Электрический пробой токоведущих частей чрезмерных нагрузок или перенапряжения.
• Подобно нарушение изоляции можно считать повреждения схлест неизолированных проводов воздушных линий от сильного ветра.
• Наброс металлических предметов на линию.
• Воздействие животных на проводники, находящиеся под напряжением.
• Ошибки в работе обслуживающего персонала в электроустановках.
• Сбой в функционировании защит и автоматики.
• Техническое старение оборудования.
• Умышленное действие, направленное на повреждение изоляции.

Последствия короткого замыкания

Ток короткого замыкания во много раз больших ток при нормальной работе оборудования. Возможными последствиями такого замыкания могут быть:

• Перегрев токоведущих частей.
• Чрезмерные динамические нагрузки.
• Прекращение подачи электрической энергии потребителям.
• Нарушение нормального функционирования других взаимосвязанных приемников, подключенных к исправным участкам цепи, из-за резкого снижения напряжения.
• Расстройство системы электроснабжения.

Принцип действия короткого замыкания

До начала короткого замыкания величина тока в электрической цепи имел установившееся значение i _п . При резком коротком замыкании в этой цепи из-за сильного уменьшения общего сопротивления цепи электрический ток значительно повышается до значения i _к .Вначале, когда время t равно нулю, электрический ток не может резко измениться до другого установившегося значения, так как в замкнутой цепи кроме активного сопротивления R, есть еще и индуктивное сопротивление L. Увеличивает во времени процесс возрастания тока при переходе на новый режим.

В результате начального периода короткого замыкания электрический ток сохраняет собственное значение i K = i _но . Чтобы ток изменился, некоторое количество время. В первые мгновения этого времени ток повышается до значений, снижается, а затем через период времени устанавливается режим.

Период времени от начала замыкания до установившегося режима считается переходным процессом. Ток короткого замыкания можно рассчитать для любого момента в течение переходного процесса.

Ток КЗ при режиме перехода рассматривать в виде суммы составляющих: периодического тока i _пt с наибольшей периодической составляющей I _пт и апериодического тока i _на (его наибольшее значение — I _am ).

Апериодическая составляющая тока КЗ во время замыкания постепенно затухает до нулевого значения.При этом ее изменение происходит по экспоненциальной зависимости.

Возможный максимальный ток КЗ считают ударным током i _у . Когда нет затухания в начальный момент замыкания, ударный ток определяется:

I _у — i _{п m} + i

6

7

6

6 t = 0 ‘, где i _{п м} является амплитудой периодической токовой составляющей.

Полезное короткое замыкание

Считается, что короткое замыкание является отрицательным и нежелательным явлением, от которого произошли разрушительные последствия в электроустановках. Оно может создать условия для пожара, отключения защитной аппаратуры, обесточиванию объектов и другим последствиям.

Однако ток короткого замыкания может принести реальную пользу на практике. Есть немало устройств, функционирующих в режиме повышенных значений тока.Для примера можно рассмотреть сварочный аппарат. Наиболее ярким примером для этого послужит электродуговая сварка, при работе которой накоротко замыкается сварочный электрод с заземляющим контуром.

Такие режимы короткого замыкания быстро кратковременно. Мощность сварочного трансформатора обеспечивает работу при таких значительных перегрузках. Во время сварки в точке соприкосновения возникает очень большой ток. Обладает достаточным запасом прочности в месте применения.

Способы защиты

Еще в начале развития электротехники появилась проблема электрических устройств от чрезмерных токовых нагрузок, в том числе и короткого замыкания. Наиболее стандартным решением является установка плавких предохранителей.

Такие плавкие вставки функционируют и в настоящее время. Их большим достоинством является надежность, простота и невысокая стоимость.Однако имеются и недостатки. Простая конструкция предохранителя побуждает человека после сгорания плавкого элемента заменить его своими подручными материалами в виде скрепок, проволочек и даже гвоздей.

Такая защита не способна обеспечить необходимую защиту от короткого замыкания, так как она не рассчитана на определенную нагрузку. На производстве для цепей, в возникло замыкание, используйте электрические автоматы. Они намного удобнее замены обычных плавких предохранителей, не требуют сгоревшего элемента.После устранения причин замыкания и остывания тепловых элементов, автомат можно просто включить, тем самым напряжением в цепи.

Существуют также более сложные системы защиты в виде дифференциальных автоматов. Они имеют высокую стоимость. Такие устройства отключают напряжение цепи в случае наименьшей утечки тока. Такая утечка может возникнуть при поражении работника током.

Другим способом защиты от короткого замыкания является токоограничивающий реактор. Он служит для защиты цепей в сетях высокого напряжения, где невозможен ток, способный обеспечить достижение такого размера, при котором подобрать защитные устройства, выдерживающие большие электродинамические силы.

Реактор представляет собой катушку с индуктивным сопротивлением. Он подключен в цепь по последовательной схеме. При нормальной работе на реакторе имеется падение напряжения около 4%. В случае возникновения КЗ основная часть напряжения на реактор. Существует несколько видов реакторов: бетонные, масляные. Каждый из них имеет свои особенности.

Закон Ома при КЗ

В основе расчета замыканий цепи лежит принцип, который определяет вычисление силы тока по напряжению, путем его деления на подключенное сопротивление.Такой же принцип работает и при определении номинальных нагрузок. Отличие в следующем:

• При возникновении аварийного режима процесс протекает случайным образом, стихийно. Однако он поддается некоторым расчетам по разработанным специалистам методикам.
• В процессе нормальной работы электрической цепи сопротивление и напряжение находится в уравновешенном режиме и могут изменяться в рабочих диапазонах в пределах нормы.

Мощность источника питания

По этой мощности достигаются возможности разрушительного действия, которое может осуществить ток короткого замыкания, провести анализ времени протекания, размер.

Для примера рассмотрим что отрезок медного проводника площадью сечения 1,5 мм ² длиной 50 см сначала подсоединили непосредственно к батарее «Крона». А в другом случае этот же кусок вставили в бытовую кусок розетку.

В случае с «Кроной» по проводнику будет протекать ток КЗ, который нагреет эту батарею до выхода ее из строя, так как мощности батареи не достаточно для того, чтобы нагреть и расплавить подключенный проводник для разрыва цепи.

В случае с бытовой розеткой сработают защитные устройства.Представим, что эти защиты вышли из строя, и не сработали. В этом случае ток короткого замыкания будет протекать по бытовой проводке, затем по проводке всего подъезда, дома, и далее по воздушной линии или кабеля. Так он дойдет до трансформатора питания на подстанции.

В результате к трансформатору подсоединяется длинная цепь с множеством кабелей, проводов, различных соединений. Они намного повысят электрическое сопротивление нашего опытного отрезка провода. Однако даже в таком случае остается большая вероятность того, что этот кусок провода расплавится и сгорит.

Сопротивление цепи

Участок линии электропередач от источника питания до места короткого замыкания обладающего электрическим сопротивлением. Его значение влияет на ток короткого замыкания. Обмотки трансформаторов, катушек, дросселей, пластин конденсаторов вносит свой вклад в сопротивление цепи в виде емкостных и индуктивных сопротивлений. При этом отображающие апериодические составляющие искажают симметричность основных форм формальных колебаний.

Существует множество различных методик, с помощью которых производится расчет ток короткого замыкания. Они рассчитывают с необходимой ток короткого замыкания по имеющейся. Практически можно измерить сопротивление имеющейся схемы по методике «фаза-ноль». Это сопротивление делает расчет более точным, вносит соответствующие коррективы при подборе защиты от короткого замыкания.

Похожие темы:

мощность короткого замыкания трансформатора это — Prix

Offres spéciales sur les мощность короткого замыкания трансформатора это на aliexpress

Quel que soit l’objet de votre désir, la plateforme d’AliExpress est une véritable mine d’or. Une envie de мощность короткого замыкания трансформатора это? N’allez pas plus loin! Nous Proposons des milliers de produits dans toutes les catégories de vente, afin de удовлетворительно, кому вы завидуете. Des grandes marques aux vendeurs plus originaux, du luxe à l’entrée de gamme, vous Trouverez TOUT sur AliExpress, avec un service de livraison rapide et fiable, des mode de paiement sûrs et pratiques, quel que soit le montant et la Quantité de votre командовать.

Sans oublier les économies dont vous pouvez bénéficier grâce aux prix les plus bas du marché et à des remises sensationnelles.Вот мощность короткого замыкания трансформатора это va faire envie à tous vos proches, croyez-nous! «

AliExpress для сравнения, чтобы узнать о разных ценностях и рекламных акциях. Notre site regroupe également des commentaires de véritables client, chaque produit étant noté selon plusieurs commerciaux.Tous les éléments sont réunis pour vous aider à prendre la meilleure décision, en fonction de vos besoins et de vos envies. Il vous suivre de suivre les consils des миллионы клиентов удовлетворяет услуги по номинальной стоимости «.

Alors n’attendez plus, offrez-vous votre / vos мощность короткого замыкания трансформатора это! Qualité et petits prix garantis, il ne vous reste plus qu’à valider votre panier et à cliquer sur «Acheter maintenant».C’est simple comm bonjour. Et parce que nous adorons vous faire plaisir, nous avons même prevu des coupons pour rendre votre achat encore plus avantageux. Pensez à les récupérer pour obtenir ce (s) мощность короткого замыкания трансформатора это à un prix imbattable. «

Chez AliExpress, rien ne nous rend plus fier que la lecture des retours positifs de notre chère clientèle, c’est pourquoi nous nous Engagementons à leur offrir le meilleur.

Расчет токов КЗ (Страница 1) — Учимся делать расчёты — Советы бывалого релейщика

ретривер пишет:

1. потому что мега это 1000 000, а кило это 1000. делим миллион на тысячу получаем что? тысячу.
2. смотрите от чего запитана пс. если это понижающий трансформатор, то считайте его сопротивление, это сопротивление системы. если это кабель от другой пс, ищите питающую гпп на схеме, найдите сопротивление тамошнего трансформатора и прибавляете к сопротивлению кабеля.по-моему, активную составляющую сопротивления кабеля лучше учесть, она большая

Спасибо!
Но я всё равно недопонимаю.
Вот приложен мой расчет, подскажите где я ошибаюсь. Вроде все по «книге» делаю

Добавлено: 28.09.2018 12:25:57

Добавлено: 28.09.2018 12:27:01

Доброго времени суток!
Все таки нашел я часть книг которые искал, а начал изучать. По стечению обстоятельств я единственный «релейщик» в этом конторе.Начальство дало задание, мол строится новая ГПЭС, ты ее будешь обслуживать, тебе и уставки считать! Честно признаюсь, что кроме как в техникуме нигде токи коротких замыканий мне не приходилось, за исключением нескольких попыток, которые на этом языке были изложены (но так ничего и не вышло).
Посмотрел я на однолинейную схему и решил начать расчеты с самой просто ячейки (на мой взгляд), это ячейка питающая ТСН. На вскидку прикинул набор необходимых защит (отсечка, мтз, перезагрузка, землянка) решил, что сделал верный выбор.
Открыл книжку М.А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ», и начал погружаться в мир «высоких материй». Ладно отойдем от лирики, и начну излагать суть моих расчетов (забегая вперед скажу что проблема возникла уже на второй формуле).
Из книги М.А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ»
«Вычисление тока трехфазного КЗ по значению напряжения КЗ трансформатора. Наиболее просто максимально значение тока (в амперах) трехфазного КЗ за трансформатором вычисляется по значению напряжения КЗ трансформатора:
I (3) к = 100 * Iном. тр / Uк + р;
где Uк — напряжение кз из паспорта в%;
Iном.тр — ном. ток тр-ра на стороне НН или ВН из паспорта;
p = 100 * Sном / Sk
где Sном — ном. мощность тр-ра
Sк — мощность трехфазного КЗ питающей энергосистемы в той точке, где подключается трансформатор, т.е.
Дальше в книжке идут примеры расчетов, во всех примерах он использует значение Sк = 100 МВА (видимо произвольная величина). значение, как ее рассчитать ну или спросить у кого).2 <= 3;
сбн / ст (3) <= 3;
где U — междуфазное напряжение системы, кВ;
S (3) — мощность трехфазного КЗ на шинах подстанции, МВА;
Sc — мощность системы, МВА;
Xc — проверить систему системы, Ом,
принимаю систему неограниченной мощности
Ну думаю вот оно, сейчас циферки подставлю и все, дело в шляпе.
Присмотрелся к формулам, S (3) неизвестно, значит второе неравенство не получится,
Установлено 11 ГПА мощностью 2148 КВА, номинальным напряжением 6,3 кВ.2 = 0,095 <3
Получается мы что система бесконечной мощности ?! (это правильно?)
Возвращаемся обратно к книге М. А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ»
Iном.вн = S / (1,73 * U) = 1000 / (1,73 * 6,3) = 91,75 А
Iном.нн = S / (1,73 * U) = 1000 / (1,73 * 0, 4) = 1445,1 А
I (3) к = 100 * Iном. тр / Uк + р = I (3) к = (100 * 91,75) / (6 + 0) = 1529,17А;
I (3) к = 100 * Iном. тр / Uк + р = I (3) к = (100 * 1445,1) / (6 + 0) = 24085А;
Меня смущают слишком большие цифры!
Но в книжке предусмотрен второй способ расчета:
Из книги М.2/100 * 1000 = 0,00238
I (3) = Uср / (1,73 * Zтр) = 6300 / (1,73 * 0,00238) = 1536585 А
По идеи расчеты I (3) = 1536585 А и I (3) к = 1529,17А должны быть равны, но сами видите!
Дальше идет расчет КЗ в минимальном режиме, но это уже совсем другая история …

Прошу помочь мне разобраться во всем этом! Я понимаю конечно, что писать мол «читай учебник проще» всего, но думаю все здесь присутствующие (ну или большинство) перенимали опыт у своих наставников и коллег, но вот так сложилось, что мне не у кого принимать опыт, а сухой текст из » учебника «не всегда воспринимается.