Общие сведения о коротких замыканиях. Методы преобразования схем замещения. Определение переходного и сверхпереходного тока КЗ. Практические методы расчета токов КЗ

возникает электрический разряд в виде электрической дуги. В цепи ~ тока, ток  в Эл. дуге каждые пол.  периода проходит через ноль в эти моменты дуга гаснет самопроизвольно , но  в следующий полпериод она может возникнуть вновь. Если разомкнуть контакты в бестоковую паузу и развести их с достаточной скоростью на такое расстояние , что бы не произошёл эл.пробой, то цепь будет отключена очень быстро.  Вовремя бестоковой паузы интенсивность ионизации сильно падает, т.к. не происходит термоионизации.

Основные способы гашения дуги.

1.Гашение дуги в масле. Дуга приводит к интенсивному газообразованию и испарению масла. Вокруг дуги образуется газовый пузырь, состоящий в основном из водорода (70-80%), быстрое разложение масла приводит к повышеню давления в пузыре, что способствует его лучшему охлаждению и деионизации.

2. Газовоздушное дутьё. Охлаждение дуги улучшается , если создать направленное движение газов – дутьё. Дутьё вдоль или поперёк дуги способствует проникновению газовых частиц в её ствол, интенсивной диффузии и охлаждению дуги. Газ создаётся при разложении масла дугой или твёрдых газогенерирующих материалов(автогазовое дутьё). Более эффективно дутьё холодным не ионизированным воздухом . поступающим из специальных баллонов со сжатым воздухом (воздушные выключатели)

3. Многократный разрыв цеп тока. Чтобы облегчить гашение дуги, восстанавливающиеся напряжение должно равномерно распределятся между разрывами, для чего параллельно главным контактам, выключателя включается ёмкости

ЭЛ.СТАНЦИИ  6

6. ИЗМЕРИТЕЛНЫЕ ТР-РЫ ТОКА.

ТТ предназначены для уменьшения первичного тока до значений наиболее удобных, для измерительных

приборов и реле, а так же для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения. ТТ имеют замкнутый магнитопровод и две обмотки: --- первичную (включается последовательно цепь измерения) и вторичную (к ней присоединяются измерительные приборы). ТТ характеризуются номинальным коэффициентом трансформации.

. Значения I_2ном=5 и 1 А.

Токовая погрешность . В зависимости от требований выпускают следующие классы точностей ТТ: 0,2; 0,5; 1; 3; 10.

0,2 – для присоединения точных лабораторных приборов.

0,5 – для счётчиков денежного расчёта.

1—для технических измерительных приборов.

3,10 – для релейной защиты.

Выпускают так же ТТ со вторичными обмотками типов Д (для диффер. защиты) и З (для земляной защиты), Р (для прочих релейных защит). Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление , поэтому ТТ нормально работает в режиме близком к к.з. Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастает, т.к. он будет определятся только м.д.с. первичной обмотки.

ЭЛ.СТАНЦИИ  7.

7. МЕТОДИКА ВЫБОРА ВВ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

I_{выкл.ном}>=I_{откл.ном.} ;i_{выкл.ном}>=1,8I_{откл.ном.}

-- по напряжению: U_уст >U_ном.

-- по длительному току:   I_max<=I_ном.   I_норм<=I_ном.                                        

-- по отключающей способности. В первую очередь проводится проверка на симметричный ток отключения по условию: I_п.τ=<I_{отткл.ном.}.

Затем проверяется возможность отключения периодической составляющей тока к.з.

i_a.τ.=<i_a.ном.=β_номI_{откл.ном.}

где  i_a.ном --- номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени τ;

β_ном – номинальное значение относительного содержания апериодической составляющей в отключаемом токе ;

i_a.τ – апериодическая составляющая тока к.з. в момент расхождения контактов.

Если условие I_п.τ=<I_{отткл.ном.} выполняется, а i_a.τ.>i_a.ном  , то допускается проверку по отключающей способности производить по полному току к.з.  .

На злектродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельному сквозному току к.з.:

где действующее значение предельного сквозного тока кз.

-- амплитудное значение предельного сквозного тока к.з.

ЭЛ.СТАНЦИИ  8.

8. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОП. СИСТЕМАТИЧЕС-

КИХ ПЕРЕГРУЗОК СИЛОВЫХ ТР-РОВ.

Нагрузочная способность тр-ров – это совокупность допустимых нагрузок и перегрузок. Допустимая нагрузка  это не ограниченная во времени длительная нагрузка при которой износ изоляции обмоток о нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Перегрузка тр-ра -- режим вызывающий ускоренный износ изоляции. Такой режим возникает, если нагрузка на данный тр-тр окажется больше его номинальной мощности или температура охлаждающей среды больше принятой расчётной (+20⁰ С).  Перегрузки могут быть аварийными и систематическими. Систематические перегрузки тр-ров возможна за счёт неравномерной нагрузки в течении суток. При недогрузке износ изоляции мал, при перегрузке износ изоляции значительно усиливается. Допустимая систематическая перегрузка определяется из условия, что износ за время мах. Нагрузки и предшествующей недогрузки такой же, как и при работе тр-ра при постоянной номинальной нагрузке, когда температура наиболее нагретой точки обмотки не превышает +98 ⁰С.

Коэффициент допустимой систематической перегрузки определяется  по:  , где I_{эк. мах.} – эквивалентный максимальный ток нагрузки, который определяется за период максимальной нагрузки, когда I>I_ном.

Допустимая систематическая перегрузка зависит от начальной нагрузки, длительности перегрузки, системы охлаждения и мощности тр-ра и температуры охлаждающей среды.

С учётом всех перечисленных факторов построены графики нагрузочной способности по которым можно определить

ЭЛ.СТАНЦИИ  9.

9. СПОСОБЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКОВ КЗ.

Максимальный уровень токов к.з. для сетей 35 кВ и выше ограничивается параметрами выключателей, трансформаторов, проводников и др. Эл. Оборудовании, условиями обеспечения устойчивости энергосистемы, в сетях генераторного напряжения, в сетях собственных нужд и в распределительных сетях 3-20 кВ – параметрам Эл. Аппаратов и токопроводов, термической стойкостью кабелей, устойчивостью двигательной нагрузки. 

Наиболее распространенными и действенными способами ограничения токов к.з. являются: секционирование Эл. Сетей.;  установка токоограничивающих реакторов., широкое использование трансформаторов с расщеплёнными обмотками низшего напряжения.

Секционирование является эффективным способом, который позволяет уменьшить уровень токов к.з. в реальных Эл. Сетях в 1,5-2 раза.

Реакторы служат для ограничения токов к.з. в мощных установках , а так же позволяют поддерживать на шинах определённый уровень напряжения при повреждениях за реакторами. Реактор представляет собой индуктивную катушку, не имеющую сердечника из магнитного материала, благодаря этому он обладает постоянным индуктивным сопротивлением, не зависящим от протекающего тока. Поддержание более высокого уровня  остаточного напряжения благоприятно сказывается на потребителях Эл. Энергии, питающихся от того же источника, что и повреждённая цепь. С учётом этого в режиме к.з. целесообразно иметь возможно большее значение индуктивного сопротивления , однако по условию работы Эл установки в норм режиме черезмерно увеличивать сопротивление реактора нельзя из-за одновременного увеличения потери напряжения в реакторе при протекании рабочего тока.

Наибольшее распространение получили бетонные реакторы с алюминиевой обмоткой марки РБ. Применяются так же сдвоенные реакторы.

ЭЛ.СТАНЦИИ  10.

10. СИЛОВЫЕ АВТОТР-РЫ.

Силовые автотр-ры получили широкое распространение для сетей смежных напряжений, например 110 и 220 кВ; 220 и 500 кВ. Автотр-ры автотр-ты могут применятся в сетях с большими токами замыкания на землю, имеющих глухое заземление нейтрали при напряжениях выше 35  кВ, так как без указанного заземления замыкание на землю одной фазы высшего напряжения ВН на землю приведёт к недопустимому повышению напряжения на двух других фазах среднего напряжения.

Достоинства: автотр-ры по сравнению с тр-рами той же мощности имеют меньший расход материалов (меди стали изоляции), имеют меньшую массу, меньшие габариты, что позволяет создавать автотр-ры больших номинальных мощностей, чем тр-ры; меньшее потери большиё КПД; более лёгкие условия охлаждения.

Недостатки: необходимость глухого заземления нейтрали, что приводит к увеличению токов однофазного к.з.; сложность регулирования напряжения; опасность перехода атмосферных перенапряжений  в следствии электрической связи обмоток ВН и СН.

ЭЛ.СНАБЖЕНИЕ  1.

1. ГРАФИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК.

Кривые изменения во времени активной, реактивной мощности или тока назвываются графиками Эл. Нагрузок по P, Q или I.

Различают индивидуальные и групповые графики (при n>1).

Индивидуальные различают: Периодические (поточное пр-во); цикличные (t_п=var).

Нецикличные – характеризуют технологический процесс отдельные операции которого строго не регламентированы, однако расход энергии за цикл W_ц=const.

Нерегулярные (отдельные технологические операции носят случайный характер).

Групповые как правило строятся суточные и годовые графики. Суточные: ;

Годовые:; ; .

ЭЛ.СНАБЖЕНИЕ  2.

2. НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ ЭЛ. ПРИЁМНИКА.

Номинальная (установленная) мощность – является основной для определения эл. нагрузок. Сумма номинальных мощностей рабочих эл. приёмников – установленная мощность .

,

Для группы элприёмников:;

 ;  .

Эквивалентируя E₁ и E₃ c ЭДС схемы можно определить ток I₂. Аналогично можно определить I₁ и I₃. Тогда I_к⁽³⁾=I₁+I₂+I₃.

5) Метод коэффициентов потокораспределений.

с – коэф. токов распределения.

Определяем x_экв=x₁ // x₂ // x₃.

ми размерами окна находят среднюю длину витка, сопротивление обмотки и потери в ней после чего проверяют обмотку на нагрев.

3) Расчет обмотки напряжения электромагнита переменного тока

Дано: (I_w)_m; Ф_m; U.

; .

Сечение провода определяют задавшись плотностью тока q=I/j.

Выбрав стандартный диаметр и способ намотки находят коэффициент заполнения по мели и площадь окна катушки:

.

После этого находят геометрические размеры окна, определяют среднюю длину витка l_ср и затем сопротивление витков катушки: .

Из за плохого охлаждения обмотки переменного тока через сердечник в обмотке стремятся развивать поверхность торцов, через которые отдается значительная часть тепла вот почему обмотки переменного тока чаще всего бывают малой высоты и большого диаметра.

4) Пересчет обмоток с одного напряжения на другое

Пересчет сечения провода: U₁q₁=U₂q₂.

Пересчет числа витков: U₁/U₂=W₁/W₂.

Однако пользование этими кривыми затруднительно из-за необходимости интерполяции, поэтому они были перестроены и представлены в виде:

Зная x_*расч можно определить относительное значение периодической составляющей тока КЗ дл ялюбого момента времени КЗ. При этом при расчете сверхпереходного режима берется кривая при t=0, а для установившегося режима – кривая t=¥.

При построении расчетных кривых x_*расч=x¢¢_г+ x¢¢_к. Как видно из этого выражения в величину x_*расч не входит нагрузка. Она учтена при построении самих расчетных кривых. Из анализа расчетов токов КЗ было установлено что при x_*расч=3 или более