46. Назначение и порядок выполнения расчетов

Расчеты токов K3 необходимы:

1.для сопоставления, оценки и выбора главных схем электрических станций, сетей и подстанций;

2.выбора и проверки электрических аппаратов и проводников;

3.проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики;

4.определения влияния токов нулевой последовательности линий электропередачи на линии связи;

5.проектирования заземляющих устройств;

6.анализа аварий в электроустановках и электрических системах;

7.оценки допустимости и разработки методики проведения различных испытаний в электрических системах;

8.анализа устойчивости работы энергосистем.

При расчетах токов K3 допускается не учитывать:

1.сдвиг по фазе ЭДС и изменение частоты вращения роторов синхронных генераторов, компенсаторов и электродвигателей, если продолжительность КЗ не превышает 0 5 с;

2.ток намагничивания силовых трансформаторов и автотрансформаторов; насыщение магнитных систем электрических машин;

3.поперечную емкость воздушных линий электропередачи напряжением 110 — 220 кВ, если их длина не превышает 200 км, и напряжением 330 — 500 кВ, если их длина не превышает 150 км;

4.при расчете периодической составляющей тока КЗ — активные сопротивления элементов электроэнергетической системы, в частности воздушных и кабельных линий электропередачи, если результирующее эквивалентное активное сопротивление относительно точки K3 не превышает 30% результирующего эквивалентного индуктивного сопротивления. Однако активное сопротивление необходимо учитывать при определении постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ Т_a.

Указанные допущения приводят к некоторому увеличению токов K3 (погрешность расчетов не превышает 5 — 10 %).

Расчет токов трехфазного K3 выполняется в следующем порядке.

1.Составляется расчетная схема рассматриваемой электроустановки, намечаются расчетные точки КЗ.

2.На основании расчетной схемы составляется эквивалентная схема замещения, все сопротивления на ней нумеруются.

3.Определяются величины сопротивлений всех элементов схемы замещения в относительных или именованных единицах и указываются на схеме замещения; обозначаются расчетные точки K3.

4.Путем постепенного преобразования относительно расчетной точки K3 приводят схему замещения к наиболее простому виду, чтобы каждый источник питания или группа источников, характеризующаяся определенными значениями эквивалентной ЭДС Е^’’_экв и ударного коэффициента k_уд, были связаны с точкой K3 одним результирующим сопротивлением.

5.Определяют по закону Ома начальное действующее значение периодической составляющей тока K3 I_п.о., а затем ударный ток i_уд, периодическую и апериодическую составляющие тока K3 для заданного момента времени t (I_п.t, i_a.t).

47. Способы преобразования схем замещения.Особенности расчета токов кз в с.Н.

1.Метод последовательного и параллельного соединения проводников.

2.Преобразования «звезда» в «треугольник» и наоборот.

3.Метод перегиба/наложения: если схема симметрична онтносительно какой-то оси, то её можно перегнуть по этой оси, сложив параллельно сопротивления , которые накладываются друг на друга.

4.Метод коэффициентов участия. Если в схеме необходимо несколько генераторных ветвей перенести в т. КЗ, то применяют этот метод, который заключается в следующем:

1) Определяют эквивалентное сопротивление, сложив параллельно переносимые сопротивления: Х_экв=Х₁|Х₂|Х₃

2) Определяют результирующее сопротивление, сложив последовательно Х_экв и то сопротивление, через которое нужно перепрыгнуть: Х_рез=Х₁+Х_экв

3) Определяют коэффициенты участия, разделив Х_экв на каждое переносимое сопротивление:

С_G1=Х_экв/Х₂,

С_G2=Х_экв/Х₃,

С_G3=Х_экв/Х₄.

4) Проверяют правильность сделанных преобразоваий: С_G1+С_G2+С_G3=1

5) Определяют переносимые в т. КЗ сопротивления, разделив Х_рез на каждый коэффициент участия:Х₅=Х_экв/С_G1,Х₆=Х_экв/С_G2,Х₇=Х_экв/С_G3.

При КЗ в системе собственных нужд электростанций существенное влияние на характер процесса и значение тока КЗ оказывают двигатели, включенные вблизи места повреждения. Наиболее существенно это проявляется в сетях собственных нужд (с.н.) 6 кВ крупных ТЭС и АЭС. Для привода механизмов с.н. применяют в основном асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. При близком КЗ напряжение на выводах двигателей снижается и оказывается меньше их ЭДС. Электродвигатели переходят в режим генератора, посылающего ток в место повреждения. Синхронные двигатели тоже подпитывают место КЗ.

Расчет токов при K3 на сборных шинах собственных нужд электростанций производится в следующей последовательности.

1. На основании исходных данных составляется расчетная схема электроустановки.

2. Составляется схема замещения для определения токов K3 от внешних источников (энергосистемы, включая электростанцию) и определяется результирующее сопротивление их до т. КЗ, а затем рассчитываются составляющие тока КЗ I_п0С=I_пtС, i_at, i_удС со стороны системы.

1.Определяется суммарная номинальная мощность всех электродвигателей , подключенных к системе сборных шин с.н. 6 кВ, где рассматривается K3. Рассчитывается начальное значение периодической составляющей тока двигателей

или если рассматривается КЗ за ТСН с расщепленной обмоткой НН.

2.Определяется периодическая составляющая тока КЗ от двигателей в момент

3.Рассчитывается апериодическая составляющая тока КЗ от двигателей в момент :

4.Находится ударный ток КЗ от двигателей: