Лекция Короткие замыкания в электрических установках

Лекция

Короткие замыкания в электрических установках.

1. Виды к. з., их особенности

- симметричное 3-х фазное 5%

- двухфазное 10%

- однофазное 65%

- 2-х фазное на землю 20%

- 3-х фазное на землю

- двойное замыкание на землю

К. З.- называется всякое замыкание между фазами, а также замыкание одной или нескольких фаз на землю.

- ухудшение изоляции, атмосферные и внутренние перенапряжения, механические повреждения, попадание птиц и животных, неправильные действия оперативного персонала.

Опасность к. з. в том, что они сопровождаются большими повреждениями оборудования по двум основным факторам: термическим и электродинамическим.

Поэтому оборудование должно быть устойчиво к этим факторам. Кроме этого нарушается нормальная работа токоприёмников вследствие понижения напряжения в крупных системах при больших токах к. з. возможны развалы системы.

Для того, чтобы снизить последствия к. з. необходимо с учётом этого режима выбирать оборудование, поэтому необходимо знать, т. е. уметь рассчитывать величину токов к. з.

Процесс к. з. в электрических сетях

Переходный процесс к. з. можно условно разделить на два типа:

1. Короткое замыкание в цепи источника бесконечной мощности (источник у которого напряжение на зажимах практически не меняется, или ) к ним можно отнести удаление к. з.

2. к. з. вблизи генератора ограниченной мощности, т. е. близкие к. з. при которых внутреннее сопротивление генератора влияет на процесс.

Следует иметь в виду, что в месте к. з. происходит не чисто металлическое замыкание, а через переходное сопротивление, обычно это дуга. Электрическая дуга имеет преимущественно активное сопротивление и зависит от длины дуги и тока к. з.

Поэтому величина и фаза т. к.з. зависит от полного сопротивления, как элементов сети, так и дуги.

Рассмотрим процесс 3-х фазного к. з.

Для одной фазы можем записать по закону Кирхгофа для мгновенных значений

Решение этого уравнения имеет вид

- момент к. з.

- угол сдвига установившегося тока относительно напряжения

- постоянная времени цепи к. з.

Начальное значение составляющей определяется для момента t=0 при этом значении тока = величине мгновенного тока предшествовавшему к. з. или нагрузки (или нулю при х. х.)

Если был режим х. х. то

Представляет интерес определения максимально возможного значения тока.

Т. к , то необходим максимум обоих и чем меньше - т. е. до к. з., тем больше . Возьмём х. х. , что допустимо т. к. .

Если пренебречь r то то при , т. е. к. з. в момент перехода напряжения через 0

Тогда через? поступают наибольшие значения которые называются ударным током

рассмотрим в каком диапазоне может изменяться

1.

2.

Для близкого к. з. такое упрощение недопустимо, т. к. необходимо учитывать изменение индуктивного сопротивления генератора

Для близких к. з. учитываются сверхпереходные сопротивления, переходные.

Влияние АРВ на переходный процесс - для далёких к. з. приближает режим к источнику бесконечной мощности, т. к. в системе все АРВ генераторов работают в режиме постоянства напряжения;

- для близких к. з. при АРВ наступает через некоторое время увеличения т. к.з. вследствие? систем регулирования

Допущения и порядок расчёта

При расчётах для х. х. упрощения принимают допущения (при этом погрешность расчётов не превышает 5-15%).

1.Напряжение всех фаз не изменяется

2.Насыщения не учитываются

3.Система 3-х фаз симметрична

4.При x>3r принимают r=0, иногда x>10r

5.Частота постоянна

6.Ток накапливается трансформаторов=0

7.Расчётное напряжение ступени на 5% более номинального

Порядок

1.Составляется однолинейная упрощённая расчётная схема

2.По расчётной составляется схема замещения

3.Используя? приведения упрощают схему по одноконтурной

4.Определяют периодические, апериодические, ударные токи в ветвях

5.При необходимости определяются т. к.з. в различные моменты времени.