Общие сведения icon

Общие сведения



НазваниеОбщие сведения
Дата конвертации28.09.2012
Размер223.16 Kb.
ТипДокументы
1. /Анотация.doc
2. /Введение.doc
3. /Глава 2.doc
4. /Глава 3.doc
5. /Глава1.doc
6. /Глава4.doc
7. /Заключение.doc
8. /Литература.doc
9. /Содержание.doc
Общие сведения
Мы вступили в 21 век, век больших технологий и электронно-вычислительных средств обеспечения
2 составление расчетных схем
1 Описание языка Turbo Pascal 0
Общие сведения
4. 1 Техника безопасности и охрана труда
В результате выполнения данной дипломной работы были получены следующие основные результаты и сформулированы выводы
Список используемой литературы Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства / Сост. Р. Б. Абидуллин. Алма-Ата: Кайнар, 1982
Аннотация Введение

Глава 1

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Трехфазные электрические сети могут работать с изолирован­ной и заземленной нейтралью. Режим нейтрали зависит от значе­ния ее номинального напряжения. В сетях напряжением 380 В на­ряду с тремя фазными проводами прокладывают четвертый, нуле­вой, провод, который заземляют в начале и в конце линии, а также в промежуточных точках. Таким образом, напряжение 380 В со­оружают сети с глухозаземленной нейтралью (рис.1.1, а).

В сетях напряжением 6, 10, 20 и 35 кВ, наоборот, нейтраль изо­лирована от земли, линии имеют только три фазных провода. Лишь в отдельных случаях нейтраль сети соединяют с землей, но через значительное индуктивное сопротивление. Следовательно, для этих напряжений сооружают сети с изолированной нейтралью (рис.1.1,б).

В сетях напряжением 110 кВ и выше прокладывают только три фазных провода, нейтраль части трансформаторов заземляют. По­лучают сети с глухозаземленной нейтралью (рис.1.1,в).

Одна из основных причин нарушения нормальной работы электрических установок — короткие замыкания в них.

Коротким замыканием называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в си­стемах с заземленной нейтралью (или четырехпроводных) — также замыкание одной или нескольких фаз на землю (или на нулевой провод).


В системах с изолированной нейтралью замыкание на землю одной из фаз не является коротким замыканием. Однако одновре­менное замыкание на землю двух разных фаз и в системах с изоли­рованной нейтралью есть двухфазное короткое замыкание через землю.

В результате короткого замыкания резко повышается сила тока в сети.

На рисунке 1.2, а приведена осциллограмма тока короткого за­мыкания (к. з.) при замыкании близко от электростанции с генера­торами, не имеющими автоматических регуляторов возбуждения (АРВ). В линии до короткого замыкания была нагрузка с током I. Короткое замыкание произошло, когда мгновенное значение тока нагрузки составляло i0. В течение первого полупериода ток к. з. возрос до наибольшего мгно­венного значения iy, которое называют ударным током. В последующие периоды ток к. з. постепенно убывает до своего установившегося значения I.



Рис.1.1. Схемы режима нейтрали сельских электрических сетей

а…в - варианты



Рис. 1.2. Осциллограмма тока к. з.

а – без АРВ; б – с АРВ

Если короткое замыкание произошло недалеко от генера­тора, снабженного АРВ (рис.2, б), то процесс протекает не­сколько иначе. При коротком замыкании напряжение генера­тора снижается, и спустя неко­торое время, определяемое за­паздыванием системы, вступает в действие АРВ. При этом по­вышается напряжение генера­тора и, следовательно, и значе­ние установившегося тока к. з.

К симметричному коротко­му замыканию относят трех­фазное короткое замыкание (K(3)). Сопротивление всех трех фаз до точки к. з. одинаково. К несимметричным коротким за­мыканиям относят двухфазное (K(2)), двухфазное на землю (K(1,1)) и однофазное (K(1)). Пос­леднее может возникать только в системах с заземленной нейт­ралью. В сетях с заземленной нейтралью наибольшее число порядка 65 % составляют одно­фазные короткие замыкания, 20 — двухфазные на землю, 10 — двухфазные и только 5 % — трехфазные. В воздушных сетях с изолированной нейтралью более 2/3 коротких замыканий приходит­ся на двухфазные и остальные — на трехфазные. Однако вследствие того что наиболее просто исследуют трехфазные к. з., а также потому, что от них легко перейти к несимметричным к. з. других видов, в пер­вую очередь рассматривают трехфазные короткие замыкания.

Причины коротких замыканий в электрических системах весь­ма разнообразны. В первую очередь это нарушение их изоляции вследствие атмосферных, а в сетях очень высоких напряжений и коммутационных перенапряжений. Изоляция может быть наруше­на также вследствие ее старения, механических повреждений, по­вреждения животными или птицами. Ошибки в действиях обслуживающего персонала - одна из причин коротких замыканий. Чем лучше организована эксплуатация электроустановки, тем реже бывают короткие замыкания. Однако полностью их исклю­чить нельзя. Вот почему нужно принимать меры к тому, чтобы они не вызывали повреждений оборудования и длительных нарушений работы.

При коротких замыканиях из-за больших токов может повы­ситься температура токоведущих частей и произойти повреждение проводников и изоляции. Развиваемые при этом электродинами­ческие усилия могут разрушить электрооборудование. Понижение напряжения вследствие короткого замыкания при определенной его длительности приводит к остановки – «опрокидыванию» электродвигателей. В магистральных сетях короткие замыкания могут нарушить устойчивость электрической системы, что относят к наиболее серьезной и длительно устраняемой аварии.

Следовательно, для того чтобы довести до минимума отрица­тельные последствия от коротких замыканий, нужно уметь опре­делять значения возникающих при этом токов, т.е. рассчитывать токи к. з.

Очевидно, для оценки теплового и электродинамического воздействия тока к. з. на аппаратуру, а также для того, чтобы опреде­лить степень понижения напряжения, нужно знать максимальные возможные токи к. з. в данной точке системы. Однако для расчёта действия релейной защиты и обеспечения её успешной работы в наиболее сложных условиях оказывается необходимым находить также минимальные токи к. з.

Для определения максимальных токов к. з, принимают следую­щие основные допущения:

все источники питания включены и работают с номинальной нагрузкой;

все синхронные генераторы электростанций имеют АРВ и форсировку возбуждения;

расчетное напряжение каждой ступени сети на 5 % больше но­минального;

отсутствует насыщение магнитных систем;

у всех элементов системы учитывают только индуктивное со­противление. Активное сопротивление следует учитывать, если его значение превышает 0,33 индуктивного. Поэтому его учитывают только для проводов малых сечений электрических линий и в осо­бенности для стальных проводов;

токами намагничивания трансформаторе пренебрегают, т.е. схему их замещения принимают как одно индуктивное сопротив­ление;

сопротивление в месте короткого замыкания принимают рав­ным нулю;

во время короткого замыкания вблизи электростанций частота вращения генераторов остается неизменной.


1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ПО РАСЧЕТНЫМ КРИВЫМ


Когда короткое замыкание произошло недалеко от электричес­кой станции, можно определить ток к. з. по расчетным кривым. При этом могут быть получены ток к. з. в месте короткого замыкания и остаточное напряжение непосредственно за аварийной ветвью.

В основе метода лежит использование расчетных кривых, кото­рые составлены для простейшей схемы короткого замыкания, по­казанной на рисунке 1.3, а. На рисунке 1.3, б приведена схема ее замещения.

Расчетные кривые представляют собой зависимости периоди­ческой слагающей тока к. з. от расчетного сопротивления X*расч(н)=X’’d+X для различных моментов времени от нуля до бес­конечности. Как следует из рисунка 1.3, генератор полностью заг­ружен с коэффициентом мощности 0,8. При расчете нагрузки не учитывают. Предполагается, что ветвь с эквивалентным сопротив­лением X, на которой происходит короткое замыкание, перед за­мыканием не была нагружена.

На рисунке 1.4 приведены расчетные кривые. Для генераторов с успокоительными обмотками расчетное сопротивление X*расч нужно увеличить на 0,07 и для t=< 0,1 с пользоваться пунктирными кривыми, а для t > 0,1 с — сплошными.

При относительно больших расчетных сопротивлениях (X*расч > 1) разница в расчетных кривых для генераторов различных типов становится незначительной и оказывается возможным пост­роить общие кривые, приведенные на рисунке 1.5, а.

Для определения тока к. з. по расчетным кривым необходимо найти расчетное сопротивление

(1.1)

Это сопротивление приводят к номинальной мощности всех ге­нераторов в схеме:

(1.2)



Рис. 1.3. Схема, принятая при построении расчётных кривых (а) и схема её замещения (б).

Затем по расчетным кривым находят периодическую составля­ющую тока к. з. в данный мо­мент времени t, выраженную в относительных единицах к сум­марному номинальному току генераторов I*n(н). Абсолютное значение тока к. з. для генера­торного напряжения

(1.3)



Рис. 1.3 Расчетные кривые для турбогенераторов (о) и гидрогенераторов (б) мощностью 50... 100 MB • А с АРВ



Рис. 1.4. Расчётные кривые для генераторов (а) и различных типов мощностью 50…100 МВ*А с АРВ и гидрогенераторов (б) сельских гидростанций мощностью от 100 до 1500 кВ*А с АРВ

Для любой другой ступени схемы сила тока обратно пропорци­ональна отношению напряжению этой ступени к генераторному.

Если расчетное сопротивление Храсч > 3, т. е. короткое замыка­ние далеко от станции, то в течение времени короткого замыкания периодическая слагающая тока к. з. практически не изменяется:

(1.4)

В этом случае пользоваться расчетными кривыми нельзя, а ток к. з.

(1.5)

Для малых генераторов сельских гидростанций мощностью 100...1500 кВ -А проф. М.С. Левиным построены расчетные кри­вые (рис. 1.4, б). Для этих генераторов предельное значение рас­четного сопротивления Храсч(н) составляет 2,5.

Если в схеме есть значительное активное сопротивление, то расчет ведут приближенно не по индуктивному, а по общему рас­четному сопротивлению Z* расч(н), которое также приводят к номи­нальной мощности всех генераторов.

Определение тока к. з. по расчетным кривым, когда все генера­торы объединяют в один мощностью, равной сумме их мощностей, называют расчетом по общему изменению. По этому методу нельзя определять ток к. з., если в схеме есть источник энергии неограниченной мощности, т. е. с сопротивлением, равным нулю.

При расчете по общему изменению получают недопустимую ошибку не только при разных типах источников электроэнергии, но и в том случае, когда точка короткого замыкания находится на разных расстояниях от однотипных генераторов. Пусть на схеме, показанной на рисунке 1.5, три генератора и три точки короткого замыкания.



Рис. 1.5. Схема электрической системы

При замыкании в точке К1 все три генератора рав­но удалены от нее и расчет мож­но вести по общему изменению. С несколько большей ошибкой можно вести расчет и при замы­кании в точке К2, хотя генератор Г2 более удален от нее, чем два других. При замыкании же в точ­ке КЗ, т. е. на зажимах генератора Г2, он, конечно, будет находить­ся в резко отличающихся услови­ях и расчет по общему измене­нию даст недопустимо большую ошибку.



Рис. 1.6. Варианты (а и б) преобразования схемы электрической системы

В таких случаях расчет ведут по индивидуальному изменению, т.е. отдельно для генера­тора или группы генераторов, находящихся примерно в рав­ных условиях, и полученные ве­личины складывают, что и дает значение тока короткого замы­кания в данной точке.

Если после преобразования схема сети примет вид, изобра­женный на рисунке 1.6, а, то, очевидно, ток короткого замыка­ния в точке К

(1.6)

где II и III - токи, определяемые для груп­пы генераторов одного типа или находя­щихся примерно в равных условиях по от­ношению к точке короткого замыкания.

Ток короткого замыкания от источника неограниченной мощ­ности (если он есть в сети) можно определить отдельно и приба­вить его к токам II и III. Однако во многих случаях преобразованная схема сети принимает вид, показанный на рисунке 1.6. б, т.е. имеет общую ветвь с сопротивлением х3 В этом случае общее со­противление схемы

(1.7)

Заменяем схему (рис. 1.6, б) эквивалентной ей схемой (см. рис. 1.6, а). Условия эквивалентности будут следующие:

суммарное сопротивление схемы остается без изменений, т. е.

(1.8)

суммарный ток и его распределение по ветвям остаются без из­менений:

(1.9)

Вводим понятие коэффициентов распределения схемы СI и СII, которые представляют собой токи в ветвях схемы, выраженные в относительных единицах к суммарному току:

(1.10)

Очевидно, что сумма коэффициентов распределения равна еди­нице.

Коэффициенты распределения ветвей обратно пропорциональ­ны значениям их сопротивлений:

(1.11)

откуда

(1.12)

Для схемы на рисунке 1.6, а можно написать соотношение

(1.13)

и так как СI + СII= 1, то

(1.14)

Таким образом, нами найдены сопротивления ветвей эквива­лентной схемы, определение тока короткого замыкания которой не представляет затруднений.

При использовании расчетных кривых формула (1.2) будет иметь вид


(1.15)


1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СЕЛЬСКИХ СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 КВ


Если сельская сеть высокого напряжения питается от сельской электростанции, то сила тока короткого замыкания в ней может быть определена по расчетным кривым (см. рис. 1.4, б) для гидро­электростанций, причем необходимо учитывать активное сопро­тивление проводов линий и, таким образом, находить модульные значения общего сопротивления в цепи короткого замыкания Z*(н).

Однако почти все сельские сети питаются от мощных государ­ственных энергосистем. В этих случаях сопротивление от генера­торов электростанций до точки короткого замыкания в относи­тельных единицах во много раз больше 3. Поэтому расчетными кривыми здесь не пользуются, а определяют значение тока корот­кого замыкания по закону Ома, т. е.

(1.16)

где U— напряжение на шинах, к которым присоединена сельская сеть.

В относительных единицах ток короткого замыкания

(1.17)

Более точно можно определить ток короткого замыкания, если известны ток Ik.c. или мощность Sk.c. при коротком замыкании в точ­ке присоединения к системам. В этом случае сопротивление систе­мы в именованных единицах

(1.18)

а в относительных единицах

(1.19)

Сопротивление системы принимаем чисто индуктивным, так как ее активное сопротивление относительно невелико. Тогда ток короткого замыкания в сельской сети

(1.20)

Если ток короткого замыкания в точке присоединения к энер­госистеме неизвестен, то, зная тип выключателя, установленного в этом месте, можно узнать по каталогу его предельно допустимую отключаемую мощность и принять ее с некоторым запасом за мощность короткого замыкания в месте присоединения.

В сетях, присоединенных к энергосистеме, ток короткого замы­кания в значительной степени зависит от сопротивления проводов воздушных линий.

Для проводов из цветных металлов необходимо учитывать их активное сопротивление в зависимости от сечения, а затем опреде­лять модульное значение общего сопротивления. В сельских воз­душных линиях напряжением выше 1 кВ применяют стальные многопроволочные провода ПС25. В ранее построенных линиях можно встретить многопроволочные стальные провода ПС35 и больших сечений.

Активные и внутренние индуктивные сопротивления стальных проводов зависят от силы протекающего по ним тока. В главе 4 на рисунке 4.18 приведены кривые, выражающие эти зависимости. Если мы имеем простейшую схему, когда линия, выполненная стальными проводами, питается от шин с неизменным напряже­нием U= const, то точно определить ток к. з. можно методом пос­ледовательного приближения (итерации). Зададимся значением тока к. з. Iк1 и по кривым рисунка найдем внутреннее индуктивное X’’01 и активное r01 сопротивления 1 км линии. Внешнее индуктив­ное сопротивление X’о можно принять равным х’о=0,40м/км и не зависящим от тока и сечения проводов. Тогда общее индуктивное сопротивление

X01=X’01+X’’01, а ток к. з.

(1.21)



Рис. 1.7. График для определения тока к. з. в линии со стальными проводами


Для этого тока находим r02 и X02, опреде­ляем Iк.з и т.д., пока исходное значение тока к. з. и полученное по уравнению (1.21) не совпадут.

Расчет можно выполнить графоанали­тическим способом. Для этого задаются различными значениями тока I, определя­ют для них Z и строят кривую зависимости: IZ=f(I)(рис. 1.7). При пересечении кривой с ординатой, соответствую­щей номинальному напряжению сети, находим значение тока к. з. Ik.

Если интересует наибольшее возможное значение тока к. з. в линии со стальными проводами, то можно приближенно принять значения их сопротивлений при рабочем токе. Если нужно знать минимальное возможное значение тока к. з., то, наоборот, следует взять наибольшие значения сопротивлений из кривых.

Для приближенного расчета, когда сопротивление стальных проводов составляет небольшую часть общего сопротивления сети, рекомендуется принимать средние значения по данным таблицы 1.


Таблица 1. Среднее значение активного и внутреннего сопротивлений 1 км стальных проводов



Как уже указывалось ранее, к внутреннему индуктивному со­противлению x’’0 нужно прибавить внешнее индуктивное со­противление проводов x’0, которое может быть принято равным x’0= 0,4 Ом/км.



1.4. НЕСИММЕТРИЧНЫЕ КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ


В электрических сетях чаще всего происходят несимметричные короткие замыкания, из которых наибольший интерес представля­ют двух- и однофазные. Последние могут быть в сельских трехфаз­ных сетях напряжением 380/220 В и 110 кВ с заземленной нейтра­лью, так как в сетях напряжением 6...35 кВ нейтраль изолирована от земли.

Ток несимметричного к. з. определяют методом симметрич­ных составляющих. Вычисление токов и напряжений несиммет­ричного к. з. заменяют вычислением этих величин при некото­ром фиктивном трехфазном к. з. Поэтому может быть использо­ван весь изложенный ранее материал о симметричных коротких замыканиях.

Пусть для сети известны сопротивления прямой Zпр, обратной Zоб, и нулевой Z0 последовательностей. Тогда падения напряжения в сети разных последовательностей будут следующими:

(1.22)

Симметричные составляющие напряжения в месте короткого замыкания:

(1.23)

где E ЭДС генераторов; Iк пр Iк об Iк 0 симметричные составляющие тока к.з.,Zпр ,Zоб , Z0 2 2„. —суммарные сопротивления схем различных последовательностей.

При расчете предполагается, что при любом виде короткого за­мыкания ЭДС генератора симметрична, т. е. не имеет составляю­щих обратной и нулевой последовательностей.

Определяя сопротивления сети различных последовательнос­тей, следует иметь в виду, что сопротивление прямой последова­тельности Zпр есть обычные сопротивления элементов сети, кото­рые были использованы до сих пор. Сопротивления обратной пос­ледовательности Zоб у трансформаторов и проводов равны их со­противлениям прямой последовательности Zоб = Zпр.

У генераторов сопротивление обратной последовательности можно принимать равным следующим значениям:

для машин без успокоительных обмоток xоб = 1,45 х’;

для машин с успокоительными обмотками xоб = 1.22х’'.

Сопротивления нулевой последовательности у всех элементов сети значительно отличаются от сопротивлений прямой последо­вательности. У двухобмоточных трансформаторов они зависят от схемы соединения обмоток. Для наиболее распространенных в сельских сетях схем соединений «звезда — звезда с нулем» и «звез­да — треугольник» схемы замещения нулевой последовательности для одной фазы приведены на рисунке 1.8.

При соединении «звезда — звезда с нулем» (рис. 1.8, а) сопро­тивление нулевой последовательности

(1.24)

где хII сопротивление вторичной обмотки; х0 сопротивление намагничивания нулевой последовательности трансформатора.

В трехфазных трехстержневых трансформаторах, применяю­щихся в сельских сетях, магнитные потоки нулевой последова­тельности замыкаются через воздух и кожух трансформатора. По­этому сопротивления нулевой последовательности х0 меньше, чем прямой последовательности хпр. Для стандартных трансфор­маторов

(1.25)

При соединении обмоток трансформатора «звезда — треуголь­ник» (рис. 1.8, б)

(1.26)



Рис. 1.8.Схемы замещения для токов нулевой последовательности двух обмоточных трансформаторов

а и б – возможные варианты


Для воздушных линий сопротивления нулевой последователь­ности приведены в таблице 2.

Таблица 2. Сопротивление нулевой последовательности 1 км воздушных линий
Воздушные линии

Без троса

Со стальным тросом

Одноцепная

3,5Xпр

3 Xпр

Двухцепная

5,5 Xпр

4,7 Xпр


Для трехжильных кабелей сопротивление нулевой последова­тельности приближенно может быть принято рапным:

(1.27)

Для синхронных генераторов

(1.29)

В уравнениях (1.23) должны быть известны ЭДС E и суммар­ные сопротивления схемы для различных последовательностей Zпр, Zоб и Z0. Однако этого недостаточно для того. чтобы в общем виде решить систему из трех уравнений, так как в ней шесть неиз­вестных. Поэтому ее решают для каждого вида короткого замыкания, вводя соответствующие этому виду соотношения В результате получают общее выражение для любого вида короткого замыка­ния:

(1.30)

В таблице 3 приведены значения коэффициентов в уравнении (1.30) при различных видах короткого замыкания.


Таблица 3. Значения расчётных коэффициентов короткого замыкания

Вид короткого замыкания

me

Z(e)к.з.

Трёхфазное

Двухфазное
Однофазное

1



3

0

Zвх

Zвх+Zпр

Сопротивление обратной последовательности равно сопротив­лению прямой последовательности у всех элементов сети, кроме генераторов. Поэтому если короткое замыкание произошло в сети, питаемой от энергосистемы, то сопротивлением генераторов в об­щей цепи можно пренебречь и считать, что Zпр =Zоб.

Тогда отношение тока двухфазного к. з. к току трехфазного к. з. составит

(1.31)

Следовательно, в этом случае, зная ток трехфазного к. з., найти ток двухфазного к. з. очень просто по соотношению

(1.32)

При тех же условиях отношение тока однофазного к. з. к току трехфазного к. з. можно определить как

(1.33)

Следовательно, сила тока однофазного к. з. будет зависеть от сопротивления нулевой последовательности:

(1.34)

Если несимметричное короткое замыкание произошло недале­ко от генераторов, то его ток может быть определен по расчетным кривым (см. рис. 1.3 и 1.4). При этом для двухфазного к. з. рас­четное сопротивление

(1.35)

а для однофазного к. з. соответственно

(1.36)


Определенные по расчетным кривым значения токов в относи­тельных единицах представляют собой составляющие прямой после­довательности токов к. з. Для того чтобы получить полные значения токов к. з., нужно найденные составляющие прямой последова­тельности умножить на коэффициент т(n), т. е. при двухфазном к. з. — на , а при однофазном — на 3.

В сложных схемах коэффициенты распределения определяют из схем прямой последовательности по формулам (1.12).


1.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СЕЛЬСКИХ СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 380 В


Сельские электрические сети напряжением 380 В выполняют с глухозаземленной нейтралью. Поэтому в них возможны трех-, двух- и однофазные короткие замыкания.

Токи к. з. при трех- и двухфазных коротких замыканиях оп­ределяют методами, приведенными ранее. Кроме того, необхо­димы значения токов к. з. для проверки надежности срабатыва­ния релейной защиты, если она есть, отключающих катушек ав­томатов и плавких предохранителей. В этом случае необходимо определять наименьшие значения тока к. з. Для сетей напряже­нием 380/220 В — это токи однофазных к. з. Далее изложен поря­док их определения. Очевидно, что наименьшее значение тока бу­дет при коротком замыкании в наиболее удаленной точке воздуш­ной линии, которую выбирают в качестве расчётной.

Электрическая схема сети в этом случае показана на рисунке 1.9, а, а схема ее замещения, на рисунке 1.9, 6. Сопротивлени­ем линии напряжением 10 кВ можно пренебречь и принять Z10 = 0. Тогда ток однофазного к. з.

(1.37)

Сопротивление петли «фазный провод — нулевой провод»

(1.38)

Поэтому ток однофазного к. з. может быть определен по при­ближенной формуле

(1.39)

где Z, — полное сопротивление трансформа­тора току замыкания на корпус (табл. 4).



Рис. 1.9. Схема однофазного короткого замыкания в сети напряжением 380 В (а) и схема её замещения (б)

Значения ZT зависят от мощности трансформаторов и схемы обмоток:

«звезда — звезда с нулем» или «звез­да — зигзаг с нулем».


Таблица 4. Полные сопротивления трансформаторов тока замыкания на корпус



Индуктивное сопротивление петли «фазный — нулевой про­вод линии» для проводов из цветных металлов принимают 0,6 Ом/км, при стальных проводах активное и внутреннее индук­тивное сопротивления определяют в зависимости от токов к. з., а внешнее индуктивное сопротивление принимают равным 0,6 Ом/км.

Для надежного автоматического отключения аварийного участ­ка ток однофазного к. з. должен не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток плавкой вставки предохранителя или расцепителя автомата. Для автоматов, снабженных только электромагнит­ным расцепителем, этот ток должен составлять не менее 1,4 уставки тока электромагнитного расцепителя автомата. Сопротивления стальных проводов следует брать для этих значений токов. Если фазный и нулевой провода разного сечения, то полное сопротив­ление петли

(1.40)

где rоф и х’’оф сопротивления фазного провода; rон и х"он сопротивления нуле­вого провода.

Когда сечения проводов вдоль линии различны, нужно найти полное сопротивление каждого участка и все результаты сложить.

Если ток к. з. недостаточен для срабатывания защиты, то надо увеличить сечение проводов либо взять трансформатор большей мощности.


1.6. ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ


Как уже упоминалось, при напряжениях 0,38 и 110 кВ и выше применяют глухое заземление нейтрали. При этом всякое замыка­ние на землю представляет собой однофазное короткое замыка­ние, и его рассчитывают способами, приведенными в предыдущих параграфах этой главы.

В электрических сетях напряжением 6...35 кВ включительно нейтраль изолирована от земли. В таких сетях соединение фазного провода с землей не является коротким замыканием, и его называ­ют замыканием на землю.

При замыкании на землю, если переходное сопротивление в месте замыкания равно нулю, то напряжение повреждённой фазы относительно земли становится равным нулю, а неповрежденных фаз повышается в и становится ранним междуфазному. Прово­да воздушной линии обладают емкостью но отношению к земле, и через нее течет емкостный ток замыкания на землю. Сила этого тока невелика, она составляет единицы или десятки ампер, но при некоторых условиях может вызвать отрицательные последствия. Поэтому необходимо уметь определять силу тока замыкания на землю, чтобы оценить возможную опасность от его прохождения в сети.

Пусть имеем трехфазную сеть с изолированной нейтралью (рис. 1.10). Емкости фазных проводов по отношению к земле при­близительно равны: СA = СB = СC, тогда токи, протекающие через емкости, также равны (IA = IB =IC) и сдвинуты один относительно другого на угол 120° (рис. 1.11). Следовательно, их геометрическая сумма равна нулю и ток в земле отсутствует.



Рис. 1. 10. Схема замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью



Рис. 1. 11. Векторная диаграмма токов при замыкании на землю в трёхфазной сети с изолированной нейтралью

При замыкании на землю, например, фазы А ее напряжение от­носительно земли станет равным нулю, следовательно, ток также будет равен нулю: IA =0. В двух других фазах напряжение возрас­тет в раз, а токи I’B и I’C определяют как геометрическую сум­му токов до замыкания с током 1A. Абсолютное значение тока в фазе В в этом случае

(1.41)

а в фазе С

(1.42)

Ток в земле равен геометрической сумме токов в фазах:

(1.43)

Из векторной диаграммы (см. рис. 1.11) при условии, что I’A =0, следует:



(1.44)

где UФ — номинальное фазное напряжение сети =2f=2*50=314— угловая частота переменного тока при f= 50 Гц; CA= CB= CC— емкость линии по отноше­нию к земле, СA01. Для воздушных линий С0 =5,4*10-3 мкФ/км, для кабель­ных – С0 = (190...220) 10 -3 мкф/км.

Если подставить все перечисленные значения емкостей в урав­нение (1.44), то можно получить простые приближенные формулы для определения тока замыкания на землю в сетях напряжением 6...35 кВ с изолированной нейтралью.

Для сетей:

воздушных

(1.45)

кабельных

(1.46)

гдеU— линейное напряжение, кВ; l—общая длина всех электрически соединен­ных линий для данного напряжения, км; I3 сила тока, А.

Сила тока замыкания на землю не должна превосходить следу­ющих значений:

Напряжение, кВ


6

10

20

35

Сила тока, А

30

20

15

10

В электрических сетях напряжением 6...35 кВ на железобетон­ных или металлических опорах сила тока замыкания на землю во всех случаях не должна превышать 10 А.

Если сила тока замыкания на землю не превышает указанных значений, то при замыкании фазы на землю нет необходимости немедленно отключать линию, и она может работать до тех пор, пока не будет найден и отключен для ремонта поврежденный участок. Обычно это рекомендуется выполнить в течение не бо­лее 2 ч.

При токах, больших приведенных ранее значений, в месте за­мыкания на землю может возникнуть устойчивая перемежающая­ся дуга. Она загорается и гаснет с частотой, равной рабочей частоте тока в установке или превышающей ее. В связи с этим в сети воз­никают перенапряжения, которые могут достигать трех-, четырех­кратных значений номинального напряжения, что представляет опасность для изоляции, особенно при напряжении 35 кВ.

Кроме того, от термического действия дуги в месте замыкания возрастает опасность повреждения изоляции, разрушения железо­бетонных и возгорания деревянных опор. Вследствие этого увели­чивается вероятность перехода дуги замыкания на землю в корот­кое замыкание между фазами, особенно в кабельных сетях.

Для уменьшения тока замыкания на землю, который является емкостным, между нейтралью трансформатора и землей включают дугогасительную индуктивную катушку. Ее индуктивный ток мо­жет полностью компенсировать и даже перекомпенсировать емко­стный ток замыкания на землю. Электрические сети, нейтраль которых соединена с землей через индуктивную дугогасительную ка­тушку, называются компенсированными.

Воздушные сельские сети необходимо компенсировать в от­дельных случаях при напряжении 35 кВ, а при напряжениях 6...20 кВ, как правило, этого делать не нужно.

В кабельных сетях ток замыкания на землю в 30...35 раз боль­ше, чем в воздушных при той же длине, поэтому кабельные сети часто приходится компенсировать дугогасительными катушками даже при напряжении 6 кВ и тем более при напряжениях 10 кВ и выше.



Похожие:

Общие сведения icon1 Общие сведения о школе Социальное окружение школы. Роль школы в социуме Сведения об учащихся

Общие сведения iconОбщие сведения об аттестуемом
Заявленная квалификационная категория
Общие сведения iconОбщие сведения об аттестуемом
Заявленная квалификационная категория
Общие сведения iconОбщие сведения об аттестуемом
Заявленная квалификационная категория
Общие сведения iconПортфолио оу 2008 наименование критерия I. Общие сведения о школе

Общие сведения iconОбщие сведения об аттестуемом педагогическом работнике
Заявленная квалификационная категория
Общие сведения iconОбщие сведения об аттестуемом педагогическом работнике
Заявленная квалификационная категория
Общие сведения iconОбщие сведения об аттестуемом педагогическом работнике
Заявленная квалификационная категория
Общие сведения iconВ конце мая педагоги объединений должны методистам сдать: заполненные журналы
Общие сведения (объединение работало на базе школы/дду), кол-во детей на начало и конец года, кол-во часов в неделю/групп/год обучения)...
Общие сведения iconI. Общие сведения о школе
Уставом Муниципальное образовательное учреждение Еласовская средняя общеобразовательная школа
Общие сведения iconАнкета №1 для поступающих в 1 класс Общие сведения
Из каких источников вы узнали о нашей школе
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов