 |
Допущения при расчетах токов к.з.
|
|
|
|
Введение
При проектировании и эксплуатации электрических установок для решения целого ряда технических вопросов требуется предварительно произвести расчет переходных процессов, вызванных внезапным коротким замыканием, сбросом и набросом нагрузки, потерей возбуждения генераторов, применением повторного включения и т.п. Нарушение режима работы оборудования и устойчивости электростанций может привести к обесточиванию большого числа потребителей электроэнергии, повреждению оборудования и другим тяжелым последствиям.
При любом переходном процессе происходит изменение электромагнитного состояния элементов системы и нарушение баланса между моментом на валу вращающейся машины и электромагнитным моментом. Таким образом, переходной процесс характеризуется совокупностью электромагнитных и механических изменений в системе.
При известных условиях представляется целесообразным рассматривать только одну сторону переходного процесса. В соответствии с этим настоящий курс разбит на две части. В первой части рассматриваются электромагнитные переходные процессы, во второй – совместно электромагнитные и механические. Такое деление поможет учащемуся постепенно освоить достаточно сложный материал курса.
Знание методов и анализа расчета переходного процесса важно, т.к. от правильного учета переходных процессов во многом зависят качество электроэнергии, уровень надёжности работы энергосистем, полнота использования пропускной способности электрических сетей и экономичность режимов.
Во второй части курса рассматриваются три вида устойчивости: статическая, динамическая и результирующая. Соответственно видам возмущений разработаны методы исследования. Для исследования статической устойчивости рассматриваются свободные переходные процессы, вызванные малыми возмущениями режима. При исследовании динамической устойчивости рассматриваются переходные процессы при приложении к системе больших возмущающих воздействий.
|
|
|
Часть 1. Электромагнитные переходные процессы.
Виды коротких замыканий и общая характеристика.
Короткими замыканиями (к.з.) называют замыкания между фазами (фазными проводниками электроустановок), замыкания фаз на землю (нулевой провод) в сетях с глухо- и эффективно-заземлёнными нейтралями, а также витковые замыкания в электрических машинах.
Короткие замыкания возникают при нарушении изоляции электрических цепей. Причины таких нарушений различны:
- старение и вследствие этого пробой изоляции,
- обрывы проводов с падением на землю,
- механические повреждения изоляции кабельных линий при земляных работах,
- удары молнии в линии электропередач,
- неудовлетворительный уход за электрооборудованием,
- перенапряжения (особенно в сетях с незаземленными или резонансно-заземленными нейтралями),
- неправильные действия обслуживающего персонала (например, ошибочное отключение разъединителя в цепи с током).
В трёхфазных электроустановках возникают трёзфазные и двухфазные к.з. Кроме того, в трехфазных сетях с глухо- и эффективно-заземлёнными нейтралями дополнительно могут возникать также однофазные и двухфазные кз на землю (замыкание двух фаз между собой с одновременным соединением их с землёй).
При трехфазном к.з. все фазы электрической сети оказываются в одинаковых условиях, поэтому его называют симметричным. При других видах кз фазы сети находятся в разных условиях, в связи с чем векторные диаграммы токов и напряжений искажены. Такие кз называют несимметричными.
Расчеты токов к.з. необходимы для:
|
|
|
- сопоставления, оценки и выбора главных схем электрических соединений электростанций и подстанций;
- выбора электрических аппаратов;
- оценки поведения потребителей при аварийных условиях, определения допустимости того или иного режима;
- проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики;
- проектирования заземляющих устройств;
- определения влияния на линии связи;
- выбора разрядников;
- анализа аварий в электроустановках и в электрических системах;
- оценки допустимости и разработки методики проведения различных испытаний в электрических системах;
- анализа устойчивости работы энергосистем.
Допущения при расчетах токов к.з.
Расчет токов к.з. в крупной электрической системе представляет достаточно трудную задачу. В целях её упрощения обычно принимают ряд допущений, не вносящих существенных погрешностей в расчеты; к ним относятся:
- отсутствие качания генераторов (принимается, что в процессе к.з. генераторы вращаются синхронно);
- линейность всех элементов схемы (неучёт насыщения магнитных систем);
- приближенный учет нагрузок (все нагрузки представляются в виде постоянных по величине индуктивных сопротивлений);
- пренебрежение активными сопротивлениями элементов схемы при расчете токов к.з. (если 
) и учет активных сопротивлений только при определении степени затухания апериодических составляющих токов к.з.;
- пренебрежение распределённой ёмкостью линий, за исключением случаев длинных линий и линий в сетях с малым током замыкания на землю;
- симметричность всех элементов системы, за исключением места к.з.;
- пренебрежение током намагничивания трансформаторов.
Указанные допущения, естественно, приводят к погрешностям в расчетах, однако погрешности обычно не превышают 2-5% (редко 10%).
|
|
|
