Практическая работа №8 Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением выше 1 кВ
учебно-методический материал

Практическая работа №8

Тема: «Расчет токов короткого замыкания в электроустановках напряжением выше 1 кВ.»

Цель работы- произвести расчёт токов КЗ, используя точное приведение элементов

схемы замещения в относительных единицах.

ЗАДАНИЕ

Произвести расчёт тока короткого замыкания и мощность в точке К указанной схемы (см. ниже). Данные для расчёта указаны в таблице «Исходные данные» (см. ниже). Расчёт производится в соответствии с выданным вариантом.

Письменно ответить на вопрос согласно своему варианту:

1. Что такое короткое замыкание?

2. Какие виды КЗ вам известны?

3. Перечислить причины КЗ?

4. Перечислить последствия КЗ?

5. Из каких составляющих рассматривается (теоретический) ток КЗ?

6. Какие элементы учитываются при расчёте токов КЗ в цепях ВН?

7. Какой ток называется ударным током?

8. В чём заключается электродинамическое действие токов КЗ?

9. В чём заключается термическое действие токов КЗ?

10. Какие допущения предполагаются при расчёте токов КЗ?

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАСЧЁТАМ

Коротким замыканием (КЗ) называется преднамеренное или случайное, не предусмотренное нормальными условиями работы соединение двух точек электрической цепи, находящихся под напряжением друг относительно друга, при котором токи в ветвях, примыкающих к месту замыкания, резко возрастают. КЗ является одним из основных видов аварий систем электроснабжения. Расчет токов КЗ в системе электроснабжения промышленных предприятий производится упрощенным способом с рядом допущений.

Расчет токов КЗ выполняем для:

• определения максимально возможных токов КЗ для проверки токоведущих частей и электрических аппаратов на термическую и динамическую стойкость, а также для выбора мероприятий по ограничению токов КЗ.

• определения минимально возможных токов КЗ для проверки чувствительности защиты, правильного выбора установок срабатывания релейной защиты и автоматики.

Определение сопротивления элементов системы

Расчет токов КЗ выполняем в следующем порядке: по расчетной схеме электроснабжения составляем схему замещения, в которой указываются сопротивления всех элементов и намечаются точки для расчета токов КЗ. Путем постепенного преобразования схему замещения приводят к наиболее простому виду так, чтобы каждый источник питания был связан с точкой КЗ одной эквивалентной линией, характеризуемой своим результирующим сопротивлением (Xрез или Zрез). Затем по закону Ома определяем токи КЗ.

Расчет токов КЗ в установках напряжением выше 1000 В выполняют как правило, в относительных единицах. Для расчета в относительных единицах все величины сравнивают с базисными, в качестве которых принимают базисную мощность (Sб) и базисное напряжение (Uб). За базисную мощность для удобства подсчетов принимаем 1000 МВА. За базисное напряжение принимают среднее номинальное напряжение той ступени, где производится расчет токов КЗ. Шкала

средних номинальных напряжений: 115; 37; 10,5; 6,3; 0,69; 0,4 кВ. Базисный ток  базисное напряжение и базисная мощности связаны уравнением:  .

Для генераторов, мощных трансформаторов, высоковольтных воздушных линий, реакторов при расчете токов КЗ принимаются во внимание только их индуктивные сопротивления, так как активные сопротивления во много раз меньше индуктивных. Активные сопротивления для кабельных линий и цеховых трансформаторов (мощностью менее 1600 кВА) учитываются в том случае если суммарное результирующее активное сопротивление до точки КЗ составляет более 0,3 от суммарного индуктивного, т.е. rрез≥xрез/3. Сопротивления элементов системы электроснабжения в относительных единицах определяется по формулам (см. таблицу). Выполнив определение сопротивлений, переходим к построению схемы замещения. Добавляем в нее обозначения величин сопротивления точек КЗ. Для определения токов КЗ необходимо упростить схему замещения, для чего начинаем объединять элементы. Преобразования схемы замещения выполняется в направлении от источника к точке КЗ.

В схеме несколько источников, допускается их объединение при условии:

Выполнив преобразование схемы замещения и пределив результирующее сопротивление схемы замещения хрез отображаем ее и определяем токи короткого замыкания по формулам:

 -ток короткого замыкания,

 – ударный ток короткого замыкания,

 мощность короткого замыкания.

Приложение к расчетной работе по теме

РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 КВ Расчетные выражения для определения приведенных значений сопротивлений