С неограниченной мощностью

Короткое замыкание при питании от системы

Виды коротких замыканий

КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ

План

ЛЕКЦИЯ 5.

ТЕМА 5 (2 часа).

1.1. Виды коротких замыканий

1.2. Координация токов КЗ

Наиболее распространенным аварийным режимом в системах электроснабжения являются короткие замыкания. Коротким замыканием (КЗ) называется всякое, не предусмотренное нормальными условиями работы установки соединение между любыми точками разных фаз, фазы и нулевого провода или фазы с землей. К3 бывают 3-фазные, 2-фазные, 2-фазные на землю и 1-фазные - наиболее распространенные (их доля 65 %).

Короткое замыкание при питании от системы с неограниченной мощностью (рис. 4.1) характеризуется постоянством напряжения на шинах системы.

Если до КЗ ток в фазе А

, (4.1)

то при КЗ

. (4.2)

Рис. 4.1. 3-фазное короткое замыкание в системе с неограниченной мощностью: Z _сA = Z _сB = Z _сС - сопротивление сети;

Z _нА = Z _нВ = Z _нС - сопротивление нагрузки

Но поскольку в соответствии с первым законом электромагнитной инерции ток в индуктивностях не может изменяться скачком, то значение I _АК достигается плавно, что искажает синусоидальность тока. Это искажение равносильно наведению апериодической составляющей тока, уравновешивающей его прибавку в момент КЗ и затухающей с электромагнитной постоянной времени

, (4.3)

где

. (4.4)

В электроэнергетике условно принимают ток в переходных режимах состоящим из периодической I _п и апериодической I _а составляющих.

Если в момент КЗ ток проходит через нуль, то уравновешивать какой-либо скачок не требуется, ток не искажается, апериодическая составляющая отсутствует.

Она будет максимальна в том случае, когда ток в момент КЗ максимален. Как правило, , при КЗ сдвиг между током и напряжением близок к и максимум тока имеет место при переходе напряжения через нуль.

Скачок тока обусловлен также величиной предшествующего тока нагрузки: чем он больше, тем меньше скачок. Так как от значения I _а зависят последствия КЗ, в расчетах токов КЗ принимают, что до КЗ нагрузки не было, а периодический ток I _п в момент КЗ в расчетной фазе максимален

Рис. 4.2. Переходный процесс КЗ в системе с неограниченной мощностью

Рис.4.3. Кривая изменения ударного коэффициента k_y в зависимости от постоянной времени Т _а или отношения

(рис. 4.2). Максимальным будет и начальное значение апериодической составляющей I _{а 0} = I _{п 0} , которая будет затухать по экспоненте с постоянной времени Т_а, равной подкасательной к этой экспоненте, и с течением времени t = (3-5)Т _а практически затухнет.

Установившийся ток КЗ после затухания I _а будет I _¥ = I _{п 0} .

Через полупериод (0,01 с) от начала КЗ имеет место максимум тока, он называется ударным током КЗ, амплитуду которого определяют по формуле

, (4.5)

где k_y - ударный коэффициент увеличения суммарного тока за счет апериодической составляющей

. (4.6)

Значение k_y в зависимости от соотношений сопротивлений сети х _с и r _c изменяется в пределах

(4.7)

и может быть найдено по кривой (рис. 4.3).

Дата добавления: 2015-05-08