Введение. В процессе эксплуатации СЭС одной из основных причин нарушения нормального режима работы отдельных электроустановок и системы в целом являются возникающие КЗ

В процессе эксплуатации СЭС одной из основных причин нарушения нормального режима работы отдельных электроустановок и системы в целом являются возникающие КЗ, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или с землей.

Замыкание в глухо- или эффективно-заземлённых сетях через дугу либо непосредственные соединения электроустановки называют коротким замыканием.

Короткие замыкания возникают в результате нарушения изоляции электроустановок, являющихся следствием различных причин: старение изоляции в процессе эксплуатации электрооборудования; перенапряжений, прямых ударов молнии; механических повреждений, набросов посторонних предметов на токоведущие части; неудовлетворительного ухода за электрооборудованием; ошибочного действия обслуживающего персонала.

Последствием КЗ является:

- недопустимый нагрев электрооборудования и его термическое повреждение из-за значительного увеличения токов;

- появление больших усилий между токоведущими частями, которые могут привести к их механическому повреждению и разрушению;

- снижение напряжения и искажение его симметрии;

- нарушение устойчивости отдельных элементов и режима СЭС в целом, приводящие к возникновению аварийных ситуаций с отключением большого количества потребителей.

Расчёт короткого замыкания в СЭС сводится к определению токов, напряжений в той или иной короткозамкнутой цепи при заданных условиях. Этот расчёт имеет важное значение для проектирования и эксплуатации СЭС. Для соответствующего момента времени находят значения токов и напряжений. При этом рассчитывают токи КЗ в отдельных ветвях или точках цепи с целью определения наиболее характерного для электрооборудования расчетного аварийного режима.

Расчёт токов КЗ необходим для следующих конечных целей:

- выяснение условий работы потребителей при возможных КЗ и определить допустимости того или иного режима;

- выбора электрических аппаратов электроустановок по условиям термической и электродинамической стойкости;

- проектирования и настройки средств релейной защиты и автоматики СЭС;

- определения влияния токов КЗ на линии связи;

- выбора разрядников;

- анализа аварий в электроустановках.

Точность расчёта КЗ зависит от целевого назначения. При решении большинства практических задач, связанных с расчётами токов КЗ, принимают ряд допущений, не вносящих единственных погрешностей в точность расчётов. Применительно к сетям напряжением выше 1 кВ основные допущения следующие:

- пренебрегают насыщением магнитных систем всех элементов цепи КЗ (генераторов, трансформаторов и электродвигателей);

- все нагрузки представляют постоянными индуктивными сопротивлениями;

- пренебрегают активными сопротивлениями элементов схемы, если не требуется условие . И если не требуется определить постоянную времени затухания свободных токов;

- считают, что все элементы СЭС симметричные, а нарушение симметрии происходит только в месте КЗ, поэтому схема замещения может быть составлена только для одной фазы;

- пренебрегают ёмкостными проводимостями на землю ВЛ напряжением до 220 кВ (для КЛ напряжением 110 кВ и выше ёмкостные проводимости необходимо учитывать);

- пренебрегают намагничивающими токами силовых трансформаторов.

На начальном этапе расчёта составляют расчётную схему. На этой схеме показывают источники СЭС, точки КЗ и все силовые элементы, по которым возможно протекание тока КЗ и его составляющих, т.е. генераторы, синхронные компенсаторы, источники реактивной мощности, малоудаленные от точки КЗ обобщенные нагрузки, силовые трансформаторы, реакторы, ВЛ, КЛ, связывающие источники питания с точками КЗ.

Удаленность точки КЗ от источника можно оценить отношением тока источника в начальный момент времени КЗ к его номинальному току:

точка КЗ малоудаленная ¾

точка КЗ удаленная ¾

Исходная расчётная схема и расчётные условия определяются целевым назначением проводимого расчёта токов КЗ.

Под выбором расчётных условий понимают:

- расчётную схему СЭС;

- режим КЗ;

- место и вид КЗ;

- момент времени, для которого находят токи КЗ;

Каждый элемент расчётной схемы характеризуется соответствующими параметрами (паспортные данные).

Схемой замещения называют электрическую схему, которая соответствует расчётной схеме и все магнитные связи заменяют электрическими. Схему замещения составляют для одной фазы, как совокупность схем замещения её отдельных элементов, соединенных между собой в той же последовательности, что и на расчётной схеме. Сопротивления обозначают в виде дроби: в числителе - порядковый номер элемента, в знаменателе - значение его сопротивления.

Расчёт параметров схемы замещения можно вести в относительных единицах либо именованных, с использованием точного приведения либо приближенного. Таким образом существует четыре основных метода:

- ИТ - именованные единицы по точному приведению;

- ОТ - относительные единицы по точному приведению;

- ИП - именованные единицы по приближенному приведению;

- ОП - относительные единицы по приближенному приведению.

При точном приведении параметров используют действительные коэффициенты трансформации трансформаторов между ступенями напряжений расчётной схемы СЭС, а в приближенном - используют среднее значение ступени напряжения, выбирая из шкалы средних номинальных линейных напряжений.

На расчётной схеме также определяют ступени напряжения в пределах электрически связанных элементов (между трансформаторами). На одной ступени выбирают базисное напряжение, а эту ступень называют основной.

При расчёте в именованных единицах по точному приведению (ИТ) осуществляются приведение всех параметров к основной ступени напряжения, и величины этих параметров получаем в именованных единицах.

При расчёте в относительных единицах выполняют приведение параметров к базисным условиям на основной ступени: базисной мощности S_б и базисному напряжению U_б. Этот расчёт означает, что параметры выражены по отношению к некоторой базисной системе величин.

Если расчёт ведется по приближенному приведению, то заменяют действительные номинальные напряжения элементов оной ступени средним номинальным напряжением. При расчёте в ОП необходимо значение в именованных единицах отнести к базисным величинам.

Дата добавления: 2015-08-31