Лекция 1 Короткие замыкания в электрических установках Ставрополь, 2010 1. Виды к.з., их особенности I (3) - симметричное 3-х фазное КЗ I (2) - двухфазное КЗ I (1) - однофазное КЗ I - 2-х фазное на землю КЗ(11) I КЗ(111) - 3-х фазное на землю I 5% 10% 65% 20% ÇÇ- двойное замыкание на землю К.З.- называется всякое замыкание между фазами, а также замыкание одной или нескольких фаз на землю. Причины К.З.- 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. l r 1050 д д I д l r 370 д д I 0,87 д 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 di U ir L К К dt Решение этого уравнения имеет вид Um i К Z К sin( t ) i e К ао t Ta - момент к.з. Ê - угол сдвига установившегося тока относительно напряжения L x К T К a r rК К T a - постоянная времени цепи к.з. i i п a Начальное значение составляющей определяется для момента t=0 при этом значении тока i ÊÎ = величине мгновенного тока предшествовавшему к.з. или нагрузки (или нулю при х.х.) i i i ао ко пл i I sin( ) по пm К 0 i i êî ао по Если был режим х.х. то i Представляет интерес определения максимально возможного значения тока. х токов i 2 Т.к , то необходим максимум К обоих и чем меньше iпо - т.е. до к.з., тем больше iàî . Возьмём х.х. i 0, что допустимо по I I т.к. . К нагр 900 то при Если пренебречь r то z x К К К 0, т.е. к.з. в момент перехода напряжения через 0 i I ао пm Тогда через ? поступают наибольшие значения которые называются ударным током 0,01 0,01 T T 0 0 0 а i I sin(180 0 90 ) I I (1 e а ) I К у пm пm nm пm у 0,01 T а К 1 е у рассмотрим в каком диапазоне может изменяться К у L T 0 К у 1 1. L 0 T а а r 2. r 0 Tа 0 К у 2 Для близкого к.з. такое упрощение недопустимо, т.к. необходимо учитывать изменение индуктивного сопротивления генератора 1 x x а 1 1 1 x x x а в у 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 наьагничивания 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 законы приведения упрощают схему до одноконтурной 4.Определяют периодические, апериодические, ударные токи в ветвях 5.При необходимости определяются т.к.з. в различные моменты времени.