Расчет токов однофазных КЗ в установках до 1000 В

Режим однофазного КЗ возможен только в сети с эффективно заземленной (глухо-заземленной) нейтралью. В рамках курсовой работы необходимо рассчитать режимы однофазного короткого замыкания на землю в характерных точках ступени напряжения до 1000 В. Минимальный ток однофазного короткого замыкания используется для проверки чувствительности и селективности действия релейной защиты.

Он рассчитывается для нормального состояния схемы электроснабжения, т. е. схема представлена в виде двух независимых частей, одна из которых содержит энергосистему и питается по линии Л1, другая также содержит энергосистему и питается по линии Л2; выключатель отключен (см. пояснения в пункте 4.2).

Влияние двигательной нагрузки при расчете не учитывается. Активное сопротивление контактных соединений и коммутационных аппаратов в цепи короткого замыкания необходимо учесть, принимая для каждого QF сопротивление равное .

На рис.5.4 для однофазного короткого замыкания на землю в сети с глухо заземленной нейтралью приведены: а – комплексная схема замещения и б – векторная диаграмма токов. При считаем, что замкнула на землю фаза А; фазы В и С не замыкали и токи КЗ в них равны нулю. Непосредственно из комплексной схемы замещения следует, что токи прямой, обратной и нулевой последовательностей для особой фазы А связаны простым соотношением:

, (5.7)

a	б

Рис.5.4 Однофазное КЗ: а) – комплексная схема замещения;

б) – векторная диаграмма токов

а току прямой последовательности фазы и полному току КЗ фазы А соответствуют выражения:

, , (5.8)

где – результирующая фазная ЭДС схемы прямой последовательности.

Принимая , имеем:

. (5.9)

При КЗ на выводах обмотки трансформатора, соединенной в звезду с заземленной нейтралью () и обмоткой высокого напряжения соединенную в или схема нулевой последовательности состоит собственно из трансформатора с сопротивлением . Для этих условий формулу (5.9) можно представить в виде:

, (5.10)

где – эквивалентное сопротивление внешней системы электроснабжения до трансформатора плюс собственно сопротивление трансформатора и сопротивление расцепителя QF при ; определяется результирующими сопротивлениями схемы прямой, обратной и нулевой последовательности и рассчитывается по выражению:

, (5.11)

в котором:

, – соответственно суммарное активное и реактивное сопротивления в схеме прямой последовательности от ЭДС источника питания до трансформатора, на низкой стороне которого произошло КЗ; в (5.11) учтено, что и ; в схему нулевой последовательности указанные элементы не входят;

, – активное и реактивное сопротивления трансформатора; в (5.11) учтено, что для любых трансформаторов и ;

, – сопротивления нулевой последовательности трансформаторов; эти сопротивления для рассматриваемой точки КЗ определяют собственно схему нулевой последовательности; отметим, что для трансформаторов со схемами соединения обмоток справедливо: и ; однако для трансформаторов со схемами соединения обмоток и эти соотношения не выполняются: , и сопротивления , определяются экспериментально и приведены в табл. П1.5;

– активное сопротивление контактных соединений и коммутационного аппарата QF в цепи трансформатора (входит трижды: в схему прямой, обратной и нулевой последовательностей).

Считаем, что в схеме рассмотренной выше, к шинам низкого напряжения трансформатора подключена кабельная линия, питающая асинхронный двигатель. Рассмотрим в конце кабельной линии (точка на рис.2.1). В расчетной схеме необходимо дополнительно учесть сопротивление кабельной линии и автоматического выключателя QF.

На базе (5.10) расчетное выражение для рассматриваемого случая запишется так:

, (5.12)

где – эквивалентное сопротивление линии для режима однофазного замыкания, называемое сопротивлением петля фаза–нуль. Оно определяется опытным путем и приводится в справочной литературе; для КР приведено в табл. П1.11. Для параллельных линий имеем:

.

В выражении (5.12) – эквивалентное сопротивление внешней системы электроснабжения до трансформатора плюс собственно сопротивление трансформатора и сопротивление двух расцепителей QF; в отличие от по (5.11) в данном случае необходимо дополнительно учесть сопротивление второго расцепителя так что:

(5.13)

Напоминаем, что для системы именованных единиц на ступенях 0,4; 0,66 кВ рекомендуется следующая размерность параметров: – В; – мОм; ток получается в КА;

При переходе через трансформатор токи прямой и обратной последовательностей претерпевают фазовые изменения; токи нулевой последовательности за пределами обмотки высокого напряжения соединенной в или не протекают. Трансформацию токов можно рассчитать в соответствии с правилом, изложенным в разделе 5.2. Результаты трансформации токов для приведены в табл.5.2.

Таблица 5.2

Значения токов на ступени, отделенной от места КЗ трансформатором , при однофазном КЗ фазы «A»

Схема соединения обмоток, за которыми произошло КЗ	Векторные диаграммы токов со стороны источника питания	Значения токов после перехода через трансформатор на стороне обмотки, соединенной в треугольник
Y0		: ; ;

Дата добавления: 2014-11-25