Расчет сопротивлений элементов цепи при коротком замыкании в относительных и именованных единицах, расчет токов и мощности

1.

Преподаватель
Двораковская
Светлана Анатольевна
1

2.

ПМ
Организация электроснабжения
электрооборудования по
отраслям
МДК
Устройство и техническое
обслуживание электрических
подстанций
2

3.

11.09.2020г.
Тема урока
Расчет сопротивлений элементов цепи при к.з. в
относительных и именованных единицах, расчет
токов и мощности к.з.
Электродинамическое и термическое действие токов
к.з., порядок проверки электрооборудования на
электродинамическую и термическую стойкость.
Ограничения токов к.з.
Реакторы, способы их включения.
3

4.

Расчет токов и мощности к.з. выполняют в следующей
последовательности:
– определяют базисный ток по формуле
– определяют действующее значение тока к.з., формула для определения
которого выводится из выражений:
4

5.

Произведя в полученном выражении необходимые преобразования, будем
иметь
– определяют ударный ток iу и его действующее значение Iу по формулам :
Iу = 2,55 Iк, Iу = 1,52 Iк;
– определяют мощность к.з. по выражению:
5

6.

Метод именованных единиц чаще применяется при расчете токов к.з. в
простых неразветвленных сетях и установках напряжением до 1 кВ.
Расчет обычно производится по полному сопротивлению цепи к.з., так как
суммарное активное сопротивление оказывается соизмеримым с
индуктивным и должно быть учтено.
При вычислении удобно выражать расчетные параметры в следующих
единицах: напряжение в вольтах; ток в килоамперах, мощность в
киловаттах и киловольт-амперах, сопротивления в миллиомах.
6

7.

Расчет сопротивлений элементов цепи к.з. обычно сводится к определению
сопротивлений силовых трансформаторов и линий электропередачи.
Порядок расчета токов к.з. в установках напряжением до 1 кВ аналогичен
порядку расчета токов к.з. с использованием системы относительных
единиц.
7

8.

Электродинамическое действие токов короткого замыкания
Токи к.з. в токоведущих частях и аппаратах вызывают
динамические (механические) усилия, которые могут
разрушить оборудование.
В нормальных условиях токи в аппаратах невелики и их
механические усилия незначительны, но при к.з. токи
увеличиваются в десятки раз и их воздействие может
достигнуть опасных значений.
Правильно выбранные токоведущие части и аппараты
должны обладать достаточной электродинамической
стойкостью против ударного действия токов к.з., чтобы
обеспечить надежную работу электроустановок.
8

9.

При токе трехфазного к.з. и параллельном расположении проводников
трех фаз в одной плоскости в наиболее тяжелых условиях находится
средняя фаза, на которую действует сила
Рассматривая проводник как равномерно нагруженную многопролетную
балку, получим изгибающий момент (Н·м), создаваемый ударным током:
9

10.

Электродинамическая стойкость проводников прямоугольной формы,
закрепленных на изоляторах, определяется по механическому
напряжению, возникающему при протекании ударного тока:
10

11.

Момент сопротивления при расположении прямоугольных проводников на
ребро (рис.1.1,а)
при расположении плашмя
(рис.1.1,б)
где b — толщина проводника, мм;
h — ширина (высота) проводника, мм.
Рисунок 1.1
11

12.

Условие механической стойкости проводников при протекании ударного
тока:
Допустимое напряжение при изгибе принимают для медных шин — 170
МПа, алюминиевых —80 МПа, стальных — 190 МПа.
12

13.

Термическое действие токов короткого замыкания
Различают два основных режима нагрева элементов электроустановок
токами: длительный нормальный режим работы и кратковременный
режим короткого замыкания.
Полный тепловой импульс Вк
Минимальное допустимое сечение (
)
По qмин подбирают ближайшее большее стандартное сечение проводника
по соответствующим справочным таблицам.
13

14.

Если сечение проводника предварительно выбрано по рабочему режиму, то
он будет термически стоек, если выполняется условие
где q — выбранное сечение проводника, мм 2.
14

15.

Ограничение токов короткого замыкания.
В мощных электроустановках применяют
искусственные меры ограничения токов к.з., что
позволяет применять более дешевое
электрооборудование.
Для ограничения токов к.з. применяют методы,
связанные с увеличением сопротивления цепи к.з.
или с осуществлением раздельной работы
источников питания (пассивные методы), либо
путем включения последовательно в цепь
специальных токоограничивающих сопротивлений
(активные методы).
15

16.

Пассивные методы ограничения токов к.з. не связаны с
дополнительными капитальными затратами и сводятся
к отказу от параллельной работы генераторов
электростанций, понижающих трансформаторов
подстанций, линий питающей электросети и
применению трансформаторов с расщепленными
обмотками.
Активные методы ограничения токов к.з. основаны на
применении реакторов, представляющих собой
однофазную индуктивную катушку без сердечника с
постоянной индуктивностью. Реакторыивключаются
последовательно во все три фазы.
16

17.

Реакторы могут включаться между секциями шин распределительных
устройств (секционные) и на отходящих от шин кабельных линиях
( линейные).
На воздушных линиях реакторы не устанавливаются из-за большого
индуктивного сопротивления линий.
17

18.

18

19.

19

20.

20

21.

На рис. 1.2 показаны схемы включения секционного (рис. 1.2, а) и линейного
(рис.1.2, б) реакторов. Такие реакторы называют одинарными. Наряду с
ними, получили применение сдвоенные реакторы (рис. 1.2, в), которые
имеют две катушки на фазу, включенные согласно, и имеющие третий вывод
от средней точки обмотки.
Средним выводом реактор LR присоединяется к источнику энергии G. У
сдвоенного реактора благодаря глубокой индуктивной связи между ветвями
результирующее индуктивное сопротивление в нормальном режиме
существенно меньше, чем при к.з. Это свойство сдвоенного реактора обычно
используют для уменьшения падения напряжения в нормальном режиме и
ограничения токов при к.з.
Рисунок 1.2 Схема включения реакторов:
а-секционного; б-линейного; в-сдвоенного
21

22.

Задание на дом:
1.Составить конспект лекций.
2.Почаевец В.С., стр.44-67.
22