Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования и науки Республики Казахстан


Скачать 431.41 Kb.
НазваниеМетодические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования и науки Республики Казахстан
страница3/4
Дата публикации17.03.2013
Размер431.41 Kb.
ТипМетодические указания
referatdb.ru > Физика > Методические указания
1   2   3   4
^

3 Расчет параметров элементов сети 0,4 кВ и токов короткого замыкания


В зависимости от цели расчёта учитывают различные режимы работы электрической схемы. При выборе аппаратуры расчётным считается максимальный режим, при котором токи КЗ имеют максимальные значения. При проверке чувствительности защит расчётным является минимальный режим, при котором токи КЗ имеют минимальные значения.

При расчётах металлических КЗ определяют следующие значения токов:

  • – максимальный ток трёхфазного металлического КЗ при максимальном режиме работы питающей энергосистемы, используется для выбора аппаратуры и защит, проверки селективности их действия;

  • – минимальный ток двухфазного металлического КЗ при минимальном режиме работы энергосистемы, используется для проверки чувствительности защит;

  • – минимальный ток однофазного металлического КЗ, определяется для проверки чувствительности и селективности действия защит.

Все расчёты токов выполняются обычно для металлического КЗ, т. е. когда токоведущие части фаз соприкасаются между собой или заземлённым токопроводящим предметом (корпус электродвигателя, нулевой провод) непосредственно, без учёта переходного сопротивления. Принято это вследствие трудности определения значения переходного сопротивления, хотя все переходные сопротивления уменьшают ток КЗ, что учитывается введением определённых запасов по чувствительности защиты.

В четырёхпроводных сетях 0,4 кВ с заземлённым нулём приходится выполнять расчёт токов как трёхфазного, так и однофазного КЗ. Вызвано это тем, что ток однофазного КЗ в таких сетях очень сильно зависит от схемы соединения обмоток питающего трансформатора.

Расчет токов КЗ удобнее вести в именованных единицах, поскольку все данные в справочниках приводятся в именованных единицах, расчётные уравнения также приводятся в именованных единицах.

Для расчёта токов КЗ составляют схему замещения, в которую входят все сопротивления цепи КЗ. Значения этих сопротивлений выражают в миллиомах (мОм). При расчётах токов КЗ в электроустановках до 1000 В в общем случае необходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, в том числе:

а) активное и индуктивное сопротивление питающей энергосистемы. Для практических расчётов допустимо не учитывать активное сопротивление энергосистемы, а индуктивное сопротивление принимать равным полному сопротивлению энергосистемы, определяя его значение по известному току КЗ, кА, или мощности КЗ, МВА, на зажимах высокого напряжения понижающего трансформатора (6/0,4 или 10/0,4 кВ):

, (3.1)
где – напряжение энергосистемы со стороны высокого напряжения трансформатора, при котором определялись ток и мощность КЗ системы, кВ

Сопротивление системы должно быть приведено к стороне низшего напряжения по выражению [1,2]:

, (3.2)
где – индуктивное сопротивление энергосистемы, приведённое к стороне низкого напряжения трансформатора, мОм;

– соответственно номинальные напряжения обмоток низкого и высокого напряжений понижающего трансформатора, кВ.

б) активное и индуктивное сопротивления понижающего трансформатора, приведённые к стороне низкого напряжения:
, (3.3)
, (3.4)
, (3.5)
где – номинальная мощность трансформатора, кВА;

– номинальное линейное напряжение обмотки НН, кВ;

– мощность потерь КЗ в трансформаторе, кВт;

– напряжение КЗ трансформатора, %.

в) активное и индуктивное сопротивление кабелей определяют по выражениям:

, (3.6)

где – соответственно индуктивное и активное удельные сопротивления кабелей, мОм/м;

– длина кабеля, м.

Активные сопротивления кабелей условно принимаются при температуре +20оС, поскольку невозможно учесть изменение сопротивления от окружающей температуры, времени года, времени суток, нагрева током нагрузки, током КЗ.

При расчете минимального значения тока КЗ в произвольный момент времени необходимо учитывать увеличение активного сопротивления кабеля вследствие его нагрева током КЗ. В соответствии с [2] величина активного сопротивления кабеля с учетом его температуры рассчитывается по формуле

, (3.7)

где - активное сопротивление кабеля при начальной температуре, мОм;

- коэффициент увеличения активного сопротивления кабеля.

Активное сопротивление кабеля при начальной температуре определяется по формуле

, (3.8)
где - активное удельное сопротивление кабеля при нормированной температуре , мОм/м;

- длина кабеля до места КЗ, м;

- условная температура, равная: для меди , для алюминия .

Начальная температура кабеля, т.е. температура кабеля до КЗ, определяется по формуле:

, (3.9)
где - расчетный ток нормального режима, А;

- допустимый ток продолжительного режима для кабеля данного сечения, А;

- соответственно допустимая температура кабеля в продолжительном режиме и нормированная температура окружающей среды, ;

- температура окружающей среды, .

Коэффициент увеличения активного сопротивления кабеля в соответствии с [2] определяется по формуле

, (3.10)
где - конечная температура кабеля.

Расчет нагрева кабелей с учетом теплоотдачи в изоляцию согласно [2,11] необходимо выполнять, если . Критическая продолжительность КЗ определяется по формулам:

- для кабелей с алюминиевыми жилами
; (3.11)
- для кабелей с медными жилами
, (3.12)
где - площадь поперечного сечения кабеля, мм2.

Конечная температура нагрева кабеля при КЗ с учетом теплоотдачи в изоляцию определяется по формуле
, (3.13)
где - коэффициент, учитывающий теплоотдачу в изоляцию и определяемый по кривым, приведенным в [2];

- конечная температура нагрева кабеля без учета теплоотдачи, которая определяется по формуле

, (3.14)
где - ток металлического КЗ в момент отключения, А;

- постоянный коэффициент, зависящий от материала кабеля и равный:

- для меди ;

- для алюминия ;

- величина обратная температурному коэффициенту сопротивления при и равная:

- для меди ;

- для алюминия ;

- коэффициент, учитывающий отвод тепла в изоляцию и определяемый по формуле
, (3.15)
где - коэффициент, принимается равным 0,7;

- время отключения тока КЗ;

- эмпирические постоянные, значения которых приведены в [2].

При дуговом КЗ коэффициент увеличения активного сопротивления кабеля необходимо определять с учетом взаимного влияния изменения активного сопротивления кабеля вследствие нагрева током КЗ и активного сопротивления электрической дуги в месте КЗ [2].

Кривые для определения коэффициента при дуговом КЗ для кабелей с алюминиевыми жилами приведены в [2].

г) активные и индуктивные сопротивления шин и шинопроводов находят аналогично.

Сопротивление шин и шинопроводов длиной менее 10 м можно не учитывать, т. к. их влияние на ток КЗ невелико.

д) активные и индуктивные сопротивления первичных обмоток измерительных трансформаторов тока при расчёте токов КЗ учитываются только для многовитковых трансформаторов тока. В практических расчётах сопротивления трансформаторов тока, ввиду почти незаметного влияния на ток КЗ, для упрощения расчётов можно не учитывать.

е) активные и индуктивные сопротивления электрических аппаратов и переходные сопротивления контактов отключающих аппаратов принимают по справочникам и каталогам. Эти сопротивления часто не учитывают, поскольку их влияние на значение тока КЗ не превышает 5% вблизи трансформатора и ещё меньше при удалении точки КЗ. При выборе автоматических выключателей, отключающих КЗ, их сопротивление не учитывают, т. к. определение его отключающей способности рассчитывается из токов, которые были в цепи при отсутствии этого выключателя.

ж) активные переходные сопротивления неподвижных контактных соединений кабелей и шинопроводов принимаются также по справочникам и каталогам.

Активные сопротивления контактов и контактных соединений, для практических расчетов с соответствии с ГОСТ 28249-93 [3], можно принимать равными:

- для контактных соединений кабелей;

- для шинопроводов;

- для коммутационных аппаратов.

Для болтовых контактных соединений .

з) активное сопротивление электрической дуги в месте КЗ целесообразно учитывать, поскольку, как показывает опыт, оно возникает практически при любом КЗ, и лишь в 2% случаев КЗ остаётся металлическим.

Среднее значение активного сопротивления электрической дуги в начальный момент КЗ, согласно [2] можно определять по формуле
, (3.16)
где - начальное значение периодической составляющей тока в месте КЗ, при трехфазном металлическом КЗ, кА;

- суммарное активное и индуктивное сопротивления цепи КЗ, мОм;

- поправочный коэффициент, учитывающий снижение тока в начальный момент дугового КЗ по сравнению с током металлического КЗ.

Поправочный коэффициент в соответствии с [2,11] определяется по формуле

, (3.17)
где - полное сопротивление цепи КЗ, зависящее от вида КЗ:

при трехфазном КЗ ;
при двухфазном КЗ ;
при однофазном КЗ

.

Среднее значение активного сопротивления электрической дуги в произвольный момент времени согласно [2] определяется по формуле
, (3.18)
где - действующее значение периодической составляющей тока металлического КЗ в произвольный момент времени с учетом увеличения активного сопротивления цепи КЗ, за счет нагрева кабелей, кА;

- активное сопротивление прямой последовательности цепи КЗ, без учета сопротивления кабельной линии и сопротивления электрической дуги, мОм;

- активное сопротивление прямой последовательности кабельной линии к моменту времени , с учетом нагрева ее током КЗ, мОм;

- поправочный коэффициент, учитывающий снижение тока дугового КЗ по сравнению с током металлического КЗ.

Значение поправочного коэффициента согласно [2,11] можно рассчитывать по формуле

, (3.19)
где - сопротивление цепи КЗ, зависящее от вида КЗ:

при трехфазном КЗ

; (3.20)

при двухфазном КЗ

(3.21)

при однофазном КЗ

. (3.22)

При расчете максимального и минимального значений тока дугового КЗ в начальный момент времени, необходимо в формулу (3.16) подставлять соответственно коэффициенты и рассчитанные по выражениям:

; (3.23)
. (3.24)
При определении максимального и минимального значений тока дугового КЗ в произвольный момент времени необходимо в формулу (3.18) подставлять соответственно коэффициенты и рассчитанные по выражениям [2]:

; (3.25)

. (3.26)
Часто при определении минимального тока КЗ с учётом токоограничивающего действия дуги в месте повреждения, в схему замещения вводится активное сопротивление , учитывающее совокупно все переходные сопротивления (рубильников, автоматов, болтовых соединений, неразъёмных контактных соединений) и сопротивление электрической дуги в месте повреждения, согласно инструкции по проектированию силового и осветительного оборудования промышленных предприятий.

и) активное суммарное сопротивление асинхронного электродвигателя в начальный момент КЗ можно рассчитывать по формуле [2]:
, (3.27)
где - активное сопротивление статора, мОм;

- активное сопротивление ротора, приведенное к статору, мОм.

Сопротивление статора асинхронного электродвигателя определяется по формуле

, (3.28)
где - номинальное скольжение асинхронного электродвигателя, %;

- номинальное напряжение электродвигателя, В;

- номинальный коэффициент мощности электродвигателя;

- коэффициент полезного действия электродвигателя;

- номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Сопротивление ротора согласно [2] определяется по формуле
, (3.29)
где - кратность пускового момента электродвигателя;

- механические потери в электродвигателе, включая добавочные потери, кВт;

– кратность пускового тока;

- номинальный ток электродвигателя, А;

- номинальное скольжение электродвигателя, о. е.

Механические потери в электродвигателе определяются по выражению
. (3.30)
Сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного двигателя допускается определять по формуле:
. (3.31)
Начальное действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного металлического КЗ от источника питания в радиальной схеме определяется по формуле

, (3.32)
где – среднее номинальное напряжение сети, где произошло КЗ, кВ;

- соответственно активные и реактивные суммарные сопротивления прямой последовательности всех элементов сети, по которым протекает ток КЗ, мОм.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока металлического КЗ от асинхронных электродвигателей определяется по выражению:

, (3.33)
где – сверхпереходная ЭДС электродвигателя, кВ;

– индуктивное и активное сопротивления электродвигателя, мОм;

– индуктивное и активное сопротивления, которыми электродвигатель связан с точкой КЗ, мОм.

Сверхпереходная ЭДС асинхронного электродвигателя рассчитывается по формуле
, (3.34)
где , - соответственно фазное напряжение и ток электродвигателя в предшествующем КЗ режиме;

- угол между векторами тока и напряжения в предшествующем КЗ режиме;

и - активное и индуктивное сопротивления электродвигателя.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока однофазного металлического КЗ определяется по формуле:
, (3.35)
где – среднее номинальное напряжение сети, кВ;

- активные и реактивные сопротивления схемы замещения прямой последовательности относительно точки КЗ, мОм;

- активные и реактивные сопротивления схемы замещения нулевой последовательности относительно точки КЗ, мОм.

Сопротивление нулевой последовательности трансформатора принимаются по таблицам. Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности шин в практических расчётах принимают , а в большинстве случаев допустимо считать, что . Для шинопроводов сопротивление нулевой последовательности можно принимать и ; для трёхжильных кабелей и .

Ударный ток КЗ от источника питания определяется с учётом ударного коэффициента:

, (3.36)
где - ударный коэффициент, который определяется по кривым , приведенным [2].

Ударный ток от электродвигателей определяется по формуле [2]:
, (3.37)
где - расчетная постоянная времени затухания периодической составляющей тока статора электродвигателя, с;

- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока статора электродвигателя, с.

Постоянные времени и рассчитываются по формулам
; (3.38)
, (3.39)
где - синхронная угловая частота, рад/с.

Ток двухфазного металлического КЗ определяется из выражения:
(3.40)
где - соответственно активные и реактивные суммарные сопротивления прямой последовательности всех элементов сети, по которым протекает ток КЗ, мОм.

Токи коротких дуговых замыканий определяются по формулам:

(3.41)

(3.42)
(3.43)
1   2   3   4

Похожие рефераты:

Методические указания Форма со пгу 18. 1-07 Министерство образования...
Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Кафедра географии...
Методические указания Форма со пгу 18. 1-07 Министерство образования...
Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Кафедра географии...
Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования...
Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им, С. Торайгырова
Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования...

Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования...

Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования...

Методические указания Форма ф со пгу 18 / 05 Министерство образования...

Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования...

Методические указания Форма ф со пгу 18. 3/40 Министерство образования...

Методические указания Форма ф со пгу 18. 2/05 Министерство образования...


Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза