Eng Ru
Отправить письмо

Ударный ток короткого замыкания. Действующие значения полных величин и отдельных слагающих. Ударный ток короткого замыкания


Ударный коэффициент Ку - Токи короткого замыкания

Отношение ударного тока короткого замыкания iy к амплитуде периодической составляющей iпm называется ударным коэффициентом Ку:

Ку = iу/ iпm

Заменяя в формуле выше амплитуду iпm действующим током, получим

Ку =iV√2Iпm

откуда iy =- Ку√2Iпm.

В расчетах ударный коэффициент Ку принимается равным: 1,8 — при к. з. в установках выше 1 кВ; 1,3 — при к. з. за протяженным участком кабельных сетей, на вторичной стороне понижающих трансформаторов общей мощностью не более 1000 кВ*А, а также в сетях напряжением до 1000 В.

Если бы цепь не имела активного сопротивления (R = 0 и Тк = ∞), то периодическая составляющая вообще не затухала бы и сохраняла свою первоначальную величину в течение всего периода короткого замыкания до отключения поврежденного участка аппаратом защиты, а величина Ку была бы максимальной, равной двум (Ку=2).

При к. з. в местах, находящихся на значительном удалении от источников питания, например в распределительных сетях 6—10 кВ или на стороне низкого напряжения ТП, токи, возникающие в месте повреждения, невелики по сравнению с номинальными токами источников питания. При этом токи источников питания изменяются в процессе к. з. незначительно, а напряжения на зажимах этих источников принимаются постоянными.

Следовательно, величина периодической составляющей токов iпt считается неизменной по амплитуде в течение всего режима к. з., а ток короткого замыкания iкt изменяется только вследствие затухания апериодической составляющей.

При указанных условиях периодический т. к. з. рассчитывается по результирующему сопротивлению Zpeз цепи к. з.:

Формула

где Uср среднее напряжение участка цепи, для которого рассчитывается т. к. з.

Zрез, Xрез, Rрез — результирующие сопротивления цепи к. з.

Величина амплитуды т. к. з. iу

iy = Ку√2Iк (смотрите рисунок ниже).

Зависимость ударного коэффициента Ку от постоянной времени Tк (для отношения X/R)

Зависимость ударного коэффициента К у от постоянной времени Tк (для отношения X/R)

В случае приближенного определения величины т. к. з. на стороне низкого напряжения ТП можно пренебречь результирующим сопротивлением от станции до рассматриваемой подстанции, поскольку это сопротивление значительно меньше полного сопротивления обмоток трансформатора понизительной подстанции.

При этом условии

Формула

Напряжение к. з. трансформатора UK %, определяется как

Формула

Поэтому, решая 2 формулы выше совместно относительно Iк получим

Формула

где Uк — 5,5% для двухобмоточных трансформаторов при напряжении до 10 кВ. Если работает параллельно несколько трансформаторов, то в качестве IN принимается суммарный номинальный ток.

Подставляя в формуле выше UK % = 5,5%, определяем, что ток к. з. на шинах низкого напряжения превышает номинальный ток трансформаторов примерно в 18 раз.

«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков

Термическое действие токов короткого замыкания

Токи к. з. вызывают дополнительный нагрев токоведущих частей электрических аппаратов, шин и жил электрических кабелей. Длительность т. к. з. определяется временем, необходимым для отключения цепи защитными устройствами. Для того чтобы повреждения от термического действия т. к. з. были наименьшими, стремятся отключить к. з. возможно быстрее (время срабатывания защиты не должно превышать 0,1 — 1 с)….

Ударный ток к. з.

iy = √2Ку Iк, где Ку — ударный коэффициент определяется из графика Ку = f (X/R) Расчетная схема для X/R = 24/50 = 0,48. Из графика имеем Ку =1 iу = 1,41*1*4,15 = 5,9 кА. Наибольший действующий ток к. з., по которому проверяется аппаратура на динамическую стойкость за время первого периода к. з., составляет: Iу=…

Сопротивление системы Хс

Сопротивление системы Хс определяем по формуле Хc=Uc//√3I(30)  Сопротивление воздушной линии: индуктивное Хл =x0l; активное Rл = r0l где х0, r0 — удельные индуктивное и активное сопротивления линии, Ом/км (см. справочник). l — длина линии, км. Индуктивное сопротивление обмоток силового трансформатора: Хт = Uk%U1N/√3I1N100%. Результирующее индуктивное сопротивление Хрез — хс+хл+хт Если Хрез >1/3rл, то активным сопротивлением…

Определение полного сопротивления цепи к. з.

Однако для более точного расчета полное сопротивление цепи к. з. следует определять не путем арифметического сложения модулей полных сопротивлений участков этой цепи (II-5), а как в выражении на рисунке: Пример расчета. По расчетной схеме, приведенной на рис. II-4; определение сопротивлений элементов схемы — на рис. II-6. Сопротивления силового трансформатора ТМ 630/10, приведенные к напряжению 0,4…

Процесс короткого замыкания

Если до момента наступления к. з. в электрической цели был установившийся ток iп, то при внезапном к. з. в этой цепи вследствие значительного уменьшения полного сопротивления цепи, ток резко возрастает до величины iк. В начальный момент (t=0) возникновения к. з. ток не может мгновенно измениться до новой установившейся величины, так как в короткозамкнутой цепи помимо…

www.ktovdome.ru

2.1.1. Ударный ток короткого замыкания

Ударным током короткого замыкания называют максимальное мгновенное значение полного тока при наиболее неблагоприятных условиях.

Для электрических схем с преобладанием индуктивности таковые имеют место, если доаварийным режимом был холостой ход, а короткое замыкание происходит в момент прохождения напряжения через нуль (рис. 2.4).

При этом периодическая составляющая тока КЗ начинается с амплитудного значения. Согласно законам коммутации в первый момент КЗ начальное значение апериодической составляющей оказывается максимально возможным и равным амплитуде периодической составляющей тока КЗ

Ia(0) = Inm

Рис. 2.4. Ударный ток КЗ

Наибольшее мгновенное значение полного тока короткого замыкания –ударный ток возникает при первом наибольшем значении апериодической составляющей, совпадающей по знаку с периодической составляющей тока короткого замыкания. Этот момент наступает примерно через полпериода после появления короткого замыкания. При этом условии ударный ток

I

(2.9)

у = Iп m + Iп m e –0,01/Ta = Iп m ( 1 + e—0,01/Ta ) = Iп mkу.

(2.10)

Величинуназывают ударным коэффициентом, характеризующим превышение ударного тока над амплитудой периодической составляющей тока КЗ

.

Ударный коэффициент зависит от постоянной времени затухания апериодической составляющей Ta = xk / (314rk). При хк./rk  0 ky  1, а при хк./rk   ky  2, т.е. значения ударного коэффициента изменяются в пределах

1<ку<2.

Зависимость ударного коэффициента от отношения хк./rk (постоянной времени Та) изображена на рис. 2.5. За интервал 3Та апериодическая составляющая тока КЗ практически затухает.

(2.11)

В практических расчетах ударный ток определяют по формуле

,

где I" - сверхпереходный ток КЗ (действующее значение периодической составляющей в первый момент КЗ).

Рис. 2.5. Зависимость ударного коэффициента от отношения хк./rk

и постоянной времени короткозамкнутой цепи

2.1.2. Действующее значение тока кз и его составляющих

Действующее значение полного тока КЗ в произвольный момент времени t переходного процесса можно определить как среднеквадратичное значение тока за период Т, в середине которого находится рассматриваемый момент, т.к. в течение всего переходного процесса полный ток представляет собой несинусоидальную кривую. При этом считают, что за рассматриваемый период амплитуда периодической составляющей и апериодическая составляющие неизменны и равны их среднему значению в рассматриваемый момент времени.

(2.12)

.

Наибольшее действующее значение полного тока КЗ Iy приходится на первый период переходного процесса. Оно определяется в предположении, что апериодическая составляющая в течение этого периода равна ее мгновенному значению в середине периода, т.е. через 0,01 с после возникновения короткого замыкания, а периодическая составляющая - своему начальному значению.

(2.13)

.

(2.14)

Считая, что, получаем

.

(2.15)

Так как, действующее значение полного тока КЗ

.

При изменении ударного коэффициента в пределах 1<ky<2 отношение Iy/I" остается в пределах

и имеет максимальное значение при ку = 1,5.

studfiles.net

Ударный ток к. з. - Токи короткого замыкания

iy = √2Ку Iк,

где Ку — ударный коэффициент определяется из графика

Ку = f (X/R)

Расчетная схема

Расчетная схема

для

X/R = 24/50 = 0,48.

Из графика имеем Ку =1

iу = 1,41*1*4,15 = 5,9 кА.

Наибольший действующий ток к. з., по которому проверяется аппаратура на динамическую стойкость за время первого периода к. з., составляет:

Iу= Iк√ 1+2 (Ку — 1 )2 = 4,15 кА.

В схеме замещения все сопротивления нами выражались в именованных единицах (Ом), однако часто расчеты ведутся в относительных единицах (обозначаются «*»). При этом методе все расчетные данные приводят к базисному напряжению и базисной мощности. За базисное напряжение Uб принимаются номинальные напряжения UN в кВ, за базисную мощность Sб может выбираться мощность, принимаемая при расчетах за единицу (например, мощность системы, (мощность подстанции или удобное для расчетов число, кратное 10).

Реактивное и активное сопротивление в относительных единицах представляет собой отношение падения напряжения на данном сопротивлении при номинальном токе к номинальному напряжению:

Формула

Исходя из этого, относительное базисное сопротивление определяется как

Формула

Так же определяются базисные сопротивления генераторов, трансформаторов.

Электродинамические и термические действия токов короткого замыкания

Выбор токоведущих частей и аппаратуры по условиям короткого замыкания

Наличие токов в проводниках приводит к возникновению между ними механических усилий. Бели эти усилия незначительны ори нормальных условиях работы установки, то при; к. з. они могут достигнуть величин, опасных для аппаратуры и шин, и вызвать их остаточную деформацию.

Из общего курса электротехники известно, что сила взаимодействия между двумя параллельными проводниками с токами i1 и i2 равна:

Формула

где

l — длина проводников, см;F — сила взаимодействия,i1 и i2 — токи, А;а — расстояние между параллельными проводниками или шинами, см.

Электродинамические действия ударного т. к. з. при трехфазном коротком замыкании определяются наибольшей силой F(3)(H), действующей на шину средней фазы при расположении шин в одной плоскости:

Формула

где i 2у(3) — ударный ток, кА.

Рассматривая шину как равномерно нагруженную многопролетную балку, определяем изгибающий момент, создаваемый ударным током:

M = F(3)l

где М в H*см.

Тогда наибольшее напряжение в металле при изгибе (в МПа) составит:

Формула

где l — расстояние между опорными изоляторами, см; W — момент сопротивления, см3.

Расчетное напряжение в шине σ должно быть меньше допустимого напряжения σдоп для соответствующего материала.

«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков

Термическое действие токов короткого замыкания

Токи к. з. вызывают дополнительный нагрев токоведущих частей электрических аппаратов, шин и жил электрических кабелей. Длительность т. к. з. определяется временем, необходимым для отключения цепи защитными устройствами. Для того чтобы повреждения от термического действия т. к. з. были наименьшими, стремятся отключить к. з. возможно быстрее (время срабатывания защиты не должно превышать 0,1 — 1 с)….

Сопротивление системы Хс

Сопротивление системы Хс определяем по формуле Хc=Uc//√3I(30)  Сопротивление воздушной линии: индуктивное Хл =x0l; активное Rл = r0l где х0, r0 — удельные индуктивное и активное сопротивления линии, Ом/км (см. справочник). l — длина линии, км. Индуктивное сопротивление обмоток силового трансформатора: Хт = Uk%U1N/√3I1N100%. Результирующее индуктивное сопротивление Хрез — хс+хл+хт Если Хрез >1/3rл, то активным сопротивлением…

Определение полного сопротивления цепи к. з.

Однако для более точного расчета полное сопротивление цепи к. з. следует определять не путем арифметического сложения модулей полных сопротивлений участков этой цепи (II-5), а как в выражении на рисунке: Пример расчета. По расчетной схеме, приведенной на рис. II-4; определение сопротивлений элементов схемы — на рис. II-6. Сопротивления силового трансформатора ТМ 630/10, приведенные к напряжению 0,4…

Расчет т. к. з. в установках напряжением до 1000 В

При расчете т. к. з. в установках напряжением до 1000 В учитывается, что электрические сети имеют большую протяженность и большое количество аппаратуры: трансформаторы тока, контакторы, автоматы и т. д., которые оказывают значительное влияние на т. к. з. На величину т. к. з. могут влиять также электродвигатели, если они непосредственно присоединены к месту к. з. короткими…

Ударный коэффициент Ку

Отношение ударного тока короткого замыкания iy к амплитуде периодической составляющей iпm называется ударным коэффициентом Ку: Ку = iу/ iпm Заменяя в формуле выше амплитуду iпm действующим током, получим Ку =iV√2Iпm откуда iy =- Ку√2Iпm. В расчетах ударный коэффициент Ку принимается равным: 1,8 — при к. з. в установках выше 1 кВ; 1,3 — при к….

www.ktovdome.ru

Расчет ударного тока короткого замыкания

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЗАДАЧА 1

1.1 Расчет начального значения периодической составляющей тока при трехфазном КЗ для точки короткого замыкания К3

1.2 Расчёт ударного тока трёхфазного короткого замыкания в точке К3

1.3 Расчет действующего значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания для точки К3

1.4 Расчет начального значения периодической составляющей тока при трехфазном КЗ для точки короткого замыкания К3 в именованных единицах

2. ЗАДАЧА 2

2.1 Расчет тока в точке К1 при однофазном КЗ

2.2 Расчет тока в точке К1 при двухфазном замыкании на землю

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

При изучении переходных процессов различают электромагнитные и электромеханические процессы, хотя это деление условно. Под электромагнитными процессами в электроэнергетической системе понимают процессы, вызванные возмущениями в ней (короткие замыкания, сброс и наброс нагрузки, отключения ЛЭП) и связанные с перераспределением электрической и электромагнитной энергии в электрических и электромагнитных цепях.

Под электромеханическими переходными процессами понимают процессы, вызванные возмущениями, которые вызывают изменение взаимного положения роторов синхронно вращающихся электрических машин, значительное изменение скольжения асинхронных двигателей. Электромеханическим переходным процессам предшествуют электромагнитные процессы, которые протекают значительно быстрее электромеханических, поскольку их электромагнитные инерционные постоянные в несколько раз меньше электромеханических инерционных постоянных времени.

Задание по первой части курсовой работы связано с расчетом электромагнитных переходных процессов – токов коротких замыканий в электроустановках свыше 1 кВ, а по второй – электромеханических переходных процессов.

Существующая нормативная документация регламентирует выбор электрических аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания (ПУЭ), методы расчета токов короткого замыкания (ГОСТ 27514-87, ГОСТ 29176-91, ГОСТ2825-91).

Расчеты токов КЗ проводятся с целью выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания; выбора установок и оценки возможного действия релейных защит; влияния токов нулевой последовательности линий электропередачи на линии связи; выбора заземляющих устройств. Общие положения при расчете токов КЗ состоят в следующем.

Регламентированы 4 вида коротких замыканий – трехфазное КЗ (обозначение – К(3)), двухфазное КЗ – К(2), двухфазное КЗ на землю – К(1,1), однофазное КЗ – К(1). При выборе оборудования расчетным принимается такой вид КЗ в анализируемой схеме, при котором токи КЗ наибольшие.

Токи КЗ допускается определять путем аналитических расчетов с использованием эквивалентных схем замещения. При расчете токов КЗ должны быть учтены все синхронные генераторы и компенсаторы, а также синхронные и асинхронные электродвигатели мощностью 100 кВт и более, если эти электродвигатели не отделены токоограничивающими реакторами или силовыми трансформаторами.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Рисунок 1.1. Схема системы электроснабжения.

Таблица 1.1 - Технические данные воздушных линий.

Таблица 1.2 - Технические данные синхронного двигателя.

Таблица 1.3 - Технические данные трансформатора Т1.

Таблица 1.4 - Технические данные трансформатора Т2.

Таблица 1.5 - Технические данные статической нагрузки.

Таблица 1.6 - Технические данные асинхронного двигателя.

Таблица 1.7 - Технические данные синхронного генератора.

В курсовой работе для схемы системы электроснабжения, представленной на рис.1.1, типе электрооборудования и других параметрах схемы, указанных в индивидуальном задании, необходимо:

Задача 1. Рассчитать:

начальное значение периодической составляющей тока при трехфазном коротком замыкании в точке К3;

ударный ток трехфазного короткого замыкания в точке К3.

значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания для времени t = 0,1 с

Задача 2. Рассчитать для трёх видов несимметричных к.з. в точке К1 начальное значение периодической составляющей тока к.з. аварийных фаз в точке к.з.

1. ЗАДАЧА 1

Рисунок 1.1 - Схема замещения системы.

На рис. 1.1 изображена схема замещения системы. Параметры элементов схемы замещения определяются в именованных или в относительных единицах с приведением значений параметров расчетных схем к выбранной основной (базисной) ступени напряжения сети с учетом фактических коэффициентов трансформации трансформатора.

Теперь непосредственно приступим к расчету параметров схемы замещения системы. Для расчета параметров сразу в базисных величинах, рассчитаем базисные напряжения каждой ступени:

Для расчетов примем

МВА. кВ (на 5% больше номинального). кВ. кВ. кВ. кА. кА кА. кА.

Система.

Ом о.е. о.е.

Воздушные линии. При расчете начального значения трехфазного тока КЗ учитывается только реактивное сопротивление линии:

Ом Ом о.е. о.е.

Трансформатор Т1. Реактивность трансформатора задается напряжением короткого замыкания в % от номинального напряжения. При расчете начального значения трехфазного тока КЗ реактивность трансформатора принимают численно равной напряжению короткого замыкания в о.е.

ХВ = 0,00125∙uкВ-Н = 0,00125∙10,5= 0,013Ом

ХН1 = ХН2 = 0,0175∙uкВ-Н = 0,0175∙10,5= 0,184Ом

Трансформатор Т2.

Ом о.е.

Асинхронный двигатель. Сопротивление асинхронного двигателя при расчете токов КЗ обычно задается сверхпереходным сопротивлением, приведенным к номинальным параметрам двигателя

: Ом о.е.

Сверхпереходную фазную ЭДС асинхронного двигателя определяем:

где

- фазное напряжение асинхронного двигателя кВ:

mirznanii.com

Ударный ток короткого замыкания - это... Что такое Ударный ток короткого замыкания?



Строительный словарь.

  • Угольная дуговая лампа
  • Удельная длина пути утечки электроустановок

Смотреть что такое "Ударный ток короткого замыкания" в других словарях:

  • УДАРНЫЙ ТОК КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ — наибольшее мгновенное значение силы тока в электрической цепи при возникновении короткого замыкания. Сила тока в цепи достигает этого значения примерно через половину периода (для переменного тока) после возникновения короткого замыкания. При… …   Российская энциклопедия по охране труда

  • ударный ток короткого замыкания — Наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания, определяемое как сумма мгновенных значений вынужденного тока и свободного тока в процессе короткого замыкания [ГОСТ 16110 82] Тематики трансформатор Классификация >>> Обобщающие… …   Справочник технического переводчика

  • Ударный ток короткого замыкания — 1.2.6. Ударный ток короткого замыкания Is наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ударный ток короткого замыкания — Наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • ударный ток короткого замыкания синхронной машины — ударный ток короткого замыкания Максимальное значение тока в обмотке якоря синхронной машины, в течение первого полупериода после его короткого замыкания, когда апериодическая составляющая наибольшая. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические …   Справочник технического переводчика

  • наибольший ударный ток короткого замыкания — Ударный ток короткого замыкания при наибольшем вынужденном токе и наибольшем возможном или установленном нормативным документом свободном токе [ГОСТ 16110 82] Тематики трансформатор Классификация >>> Обобщающие термины общие параметры …   Справочник технического переводчика

  • Наибольший ударный ток короткого замыкания — 9.1.15. Наибольший ударный ток короткого замыкания Ударный ток короткого замыкания при наибольшем вынужденном токе и наибольшем возможном или установленном нормативным документом свободном токе Источник: ГОСТ 16110 82: Трансформаторы силовые.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Номинальный ударный ток короткого замыкания — 1.3.3. Номинальный ударный ток короткого замыкания ударный ток короткого замыкания, динамическое действие которого должна выдерживать электроустановка без повреждений, нарушающих ее работоспособность Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Номинальный ударный ток короткого замыкания — English: Rated blow short current Ударный ток короткого замыкания, динамическое действие которого должна выдерживать электроустановка без повреждений, нарушающих ее работоспособность (по СТ СЭВ 2726 80) Источник: Термины и определения в… …   Строительный словарь

  • Защита от короткого замыкания — 7.11 Защита от короткого замыкания Пункт 7.11 изложить в новой редакции: «7.11 Шинопроводы класса III должны иметь средства для предотвращения случайных коротких замыканий между токоведущими частями различной полярности в выходной цепи». 7.11.1… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

dic.academic.ru

7. Аналитический метод расчетов токов КЗ

7. Аналитический метод расчетов токов КЗ

Категория: И.Л. Небрат "Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ"

7.1 Расчет металлических коротких замыканий, основанный на методе симетричных составляющих

   Для проверки аппаратуры, кабельных линий, шинопроводов и выбора уставок устройств релейной защиты рассчитываются следующие токи КЗ :

-         начальное значение периодической составляющей тока КЗ, т.е. действующее значение сверхпереходного тока КЗ;

-         ударный ток, т.е. максимальное амплитудное значение полного тока КЗ с учетом апериодической составляющей.

   В дальнейшем для упрощения оба эти тока будем именовать как ток КЗ и ударный ток КЗ

    Трехфазное короткое замыкание.

 

 

   Ток трехфазного металлического КЗ от питающей сети определяется в килоамперах по формуле:

 

       (14)

 

   где UН НН – среднее номинальное междуфазное напряжение, принятое за базисное; для сетей 0,4 кВ за базисное напряжение принимают напряжение 400 В;

         - полное суммарное сопротивление цепи до точки трехфазного КЗ, которое является сопротивлением прямой последовательности и определяется по формуле в миллиомах:

 

       (15)

 

где R1å - суммарное активное сопротивление цепи до точки КЗ, мОм;

     X1å - суммарное индуктивное сопротивление до точки КЗ, мОм.

   Суммарное активное сопротивление включает сопротивления следующих элементов:

 

 

   Суммарное индуктивное сопротивление содержит сопротивления следующих элементов:

 

 

   где XС - эквивалентное индуктивное сопротивление питающей системы до шин ВН понижающего трансформатора, приведенное к UН НН, т.е. к базисному напряжению, мОм;

R1Т , X1Т - активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности (понижающего) трансформатора, мОм;

R1р , X1р - активное и индуктивное сопротивления реактора, мОм;

R1ТТ , X1ТТ - активное и индуктивное сопротивления первичных обмоток трансформатора тока, мОм;

R1КВ , X1КВ - активное и индуктивное сопротивления токовых катушек а втоматических выключателей, мОм;

R1Ш , X1Ш - активное и индуктивное сопротивления шинопровода,мОм;

R1каб , X1каб - активное и индуктивное сопротивления кабеля, мОм;

R1ВЛ , X1ВЛ - активное и индуктивное сопротивления воздушных линий, мОм;

       RК - суммарное активное сопротивление различных крнтактов и контактных соединений, мОм.

 

   Ударный ток КЗ iу представляет собой сумму амплитудного значения периодической составляющей сверхпереходного (начального) тока КЗ и апериодической составляющей этого тока в тот же момент времени, т.е. является мгновенным значением полного тока КЗ. Максимальное мгновенное значение полного тока КЗ (ударный ток) наступает примерно через полпериода (0,01 сек.) с момента начала КЗ.

   Ударный ток трехфазного металлического КЗ от питающей сети определяется в килоамперах по формуле :

 

       (16)

 

 

 

Рис. 5 Кривая зависимости Ку=ƒ(X/R) для определения ударного тока К3

Учет подпитки от асинхронного двигателя. Ток трехфазного К3 от электродвигателей, подключенных непосредственно к сборным шинам 0,4 кВ, определяется в килоамперах по формуле:

,       (17)

 

где RАД и X²АД – активное и индуктивное сопротивления асинхронного двигателя, мОм;

Е²АД – ЭДС электродвигателя, В;

Rкаб, Xкаб - активное и индуктивное сопротивления кабеля, которым двигатель подключен к шинам, мОм.

Значение ударного тока от асинхронных двигателей определяется по формуле:

,

где - амплитудное значение тока подпитки места К3 от электродвигателя, кА;

         *  - ударный коэффициент, значение которого для практических расчетов может быть принято примерно равным 1 из-за быстрого затухания апериодической составляющей тока К3 от асинхронных электродвигателей [5].

 

Двухфазное короткое замыкание

Из метода симметричных составляющих следует, что при двухфазном К3 необходимо составить две схемы замещения расчетной сети прямой и обратной последовательностей. В практических расчетах сопротивления элементов схем обеих последовательностей принимается одинаковыми. ЭДС обратной последовательности для синхронных и асинхронных машин равна нулю.

Ток двухфазного К3 определяется в километрах по следующей формуле:

,       (19)

где *- среднее номинальное междуфазное напряжение, принятое за базисное, В;

*  и - полные суммарные сопротивления прямой и обратной последовательностей, причем и равно ,мОм.

Выражение (19) можно записать следующим образом

= ,       (20)

где - полное сопротивление цепи до места К3 при двухфазном коротком замыкании, мОм.

,       (21)

Однофазное короткое замыкание

При расчете однофазного К3 составляются три схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Ток однофазного короткого замыкания определяется по формуле:          

* (22)

где ,       (23)

* , - суммарные активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности до места К3 соответственно, мОм.

Суммарные сопротивления нулевой последовательности включают сопротивления следующих элементов расчетной схемы:

,

,

, - активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательностей трансформатора, мОм;

, - активное и индуктивное сопротивления реактора, мОм;

, - активное и индуктивное сопротивления трансформаторов тока нулевой последовательности, мОм;

, - активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности шинопровода, мОм;

, - активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности кабеля, мОм;

, - активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности воздушной линии, мОм;

, - активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности токовых катушек автоматических выключателей, мОм;

*         - суммарное активное сопротивление различных контактов и контактных сопротивлений, мОм.

         При расчетах однофазных К3 вспомогательные проводники зануления (алюминиевые оболочки кабелей, стальные полосы), если таковые имеются, в расчетную схему не вводятся. Также в схему не включаются свинцовые оболочки кабелей, т.к. их не разрешается использовать в качестве заземляющих проводников.

             В таблице 1 приводятся формулы для определения суммарных сопротивлений Zå и токов трехфазных, двухфазных, однофазных металлических КЗ, составленные на основании метода симметричных составляющих.

Таблица 1

Расчетные формулы для определения суммарных сопротивлений и токов в сети 0,4 кВ для металлических КЗ

Вид КЗ

Суммарное сопротивление Zå, мОм

Суммарный ток IКå, кА

Трехфазное, К(3)

Двухфазное, К(2)

Однофазное, К(1)

 

rza001.ru

Ударный ток короткого замыкания. Действующие значения полных величин и отдельных слагающих.

Поэтому в практических расчетах мгновенного значение полного тока короткого замыкания, которое называют ударным током короткого замыкания. iу обычно находят при наибольшем значении апериодической слагающей, считая, что он наступает приблизительно через ½ периода, что при f=50Гц составляет 0,01сек.

 

 

Рис.3. Осциллограмма тока короткого замыкания при наибольшей апериодической слагающей.

 

Таким образом, выражение для ударного тока короткого замыкания можно записать в следующем виде:

(12)

где — ударный коэффициент. Показывает превышение ударного тока над амплитудой … периодической слагающей, его величина находится в пределах:

,

что соответствует предельным значениям Та, т.е. , (при ) и , (при ).

Естественно, чем меньше Та, тем быстрее затухает апериодическая слагающая, и тем меньше ударный коэффициент. Влияние этой слагающей сказывается лишь на начальной стадии переходного процесса; в сетях высокого напряжения она практически исчезает через 0,1-0,3сек, а в установках низкого напряжения она практически незаметна.

Ударный ток определяет электродинамические действия тока короткого замыкания. Для оценки теплового действия вводится понятие о действующем значении тока короткого замыкания, под которым в переходных процессах понимают среднеквадратическое значение за один период, в середине которого находится рассматриваемый момент времени. Пренебрегая изменениями составляющих тока за один период, можно действующее значение полного тока в момент времени t записать в виде:

(13)

Действующее значение слагающей в расчетный момент времени равно:

(14)

Т.к. Iп – синусоидально, а Iа – за период не меняется, т.е. остается постоянным.

Соответственно, действующее значение апериодической слагающей за один период при принятом допущении, равно ее мгновенному значению в расчетный момент времени (в середине периода).

Поэтому

(15)

Наибольшее действующее значение полного тока короткого замыкания Iу имеет место в первом периоде переходного процесса. При α=0 следовательно, (t=0.01сек).

(16)

В сложных разветвленных схемах нахождение тока в любой ветви требует решения дифференциальных уравнений. При отсутствии емкостей порядок характеристического уравнения системы определяется числом ветвей, содержащих индуктивности. Все корни характеристического уравнения, каждый из которых определяет затухание соответствующей составляющей тока в любой ветви, являются вещественными отрицательными числами. Для практических расчетов суму экспонент заменяют одной эквивалентной экспонентой.

(17)

где — эквивалентная постоянная времени;

(18)

Полагая все активные сопротивления сложной схемы равными нулю, определяют результирующее индуктивное сопротивление, а приравнивая к нулю все реактивные сопротивления, находят результирующее активное сопротивление rΣ.

Часто для определенных условий бывает известен ударный коэффициент. Тогда эквивалентная постоянная времени определяется через Ку. Например, Ку=1,8 соответствует Та=0,045с.

| следующая страница ==>
Трехфазное короткое замыкание в простейшей неразветвленной цепи.Составляющие тока короткого замыкания. | Нормативные документы по стандартизации. Виды стандартов.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 1.

Поделиться с ДРУЗЬЯМИ:

refac.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта