No Image

Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока кз

1 просмотров
12 декабря 2019

3. РАСЧЕТ АПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ

ТОКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

3.1. Начальное значение апериодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания следует определять как разность мгновенных значений полного тока в момент, предшествующий КЗ, и периодической составляющей тока в начальный момент КЗ.

3.2. Наибольшее начальное значение апериодической составляющей тока КЗ в общем случае следует считать равным амплитуде периодической составляющей тока в начальный момент КЗ:

Это выражение справедливо при условиях:

1) сеть имеет высокую добротность, вследствие чего активным сопротивлением можно пренебречь (см. п.1.1.6);

2) отсутствует ток в расчетной цепи до момента КЗ;

3) напряжение сети к моменту КЗ проходит через нуль.

Если указанные условия не выполняются, то наибольшее начальное значение апериодической составляющей тока КЗ следует определять в соответствии с п.3.1.

3.3. В простых радиальных схемах апериодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент времени ( ) следует определять по формуле

где — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с, равная

где и — результирующие эквивалентные индуктивное и активное сопротивление цепи КЗ, Ом;

— синхронная угловая частота напряжения сети, рад/с.

При этом синхронные генераторы и компенсаторы, синхронные и асинхронные электродвигатели должны быть введены в схему замещения индуктивным сопротивлением обратной последовательности (для асинхронных электродвигателей ) и сопротивлением обмотки статора постоянному току при нормированной рабочей температуре этой обмотки.

При отсутствии данных о сопротивлении постоянному току асинхронных электродвигателей это сопротивление ( ) в омах допускается определять по формуле

где — номинальное скольжение электродвигателя, %.

Примечание. Апериодическую составляющую тока КЗ от синхронного генератора в килоамперах в случае необходимости учета тока генератора в момент, предшествующий КЗ, следует определять по формуле

где — ток генератора в момент, предшествующий КЗ, кА;

— угол сдвига фаз сверхпереходной ЭДС и тока генератора в момент, предшествующий КЗ, рад;

— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ от генератора, с.

3.4. В сложных разветвленных схемах апериодическую составляющую тока КЗ следует рассчитывать путем решения системы дифференциальных уравнений контурных токов или узловых напряжений, составленных с учетом как индуктивных, так и активных сопротивлений всех элементов схем. Для определения наибольшего значения апериодической составляющей тока КЗ начальные условия следует принимать нулевыми.

3.5. При приближенных расчетах апериодической составляющей тока КЗ допускается принимать, что в любой сложной схеме апериодическая составляющая затухает по экспоненциальному закону с постоянной времени ( ), с, определяемой по одной из формул

где — результирующее комплексное сопротивление схемы относительно точки КЗ;

и — результирующие эквивалентные индуктивное и активное сопротивления, определяемые в схемах, в которые все элементы введены соответственно только индуктивными и только активными сопротивлениями.

3.6. Если точка КЗ делит схему на радиальные не зависимые друг от друга ветви, то при приближенных расчета апериодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент времени в килоамперах следует определять как сумму апериодических составляющих токов отдельных ветвей:

где — число независимых ветвей схемы;

— начальное значение апериодической составляющей тока КЗ в -й ветви, кА.

Для облегчения расчетов по определению в приложении 5 дана зависимость при различных , а в приложении 6 — значения и для характерных ветвей электроэнергетических систем.

4. РАСЧЕТ УДАРНОГО ТОКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

4.1. При расчете ударного тока короткого замыкания допускается считать:

1) ударный ток наступает через 0,01 с после начала КЗ (исключения см. п.4.5);

2) амплитуда периодической составляющей тока КЗ в момент =0,01 с равна амплитуде этой составляющей в начальный момент КЗ.

В простых радиальных электрических схемах ударный ток трехфазного КЗ ( ) в килоамперах следует определять по формуле

где — ударный коэффициент;

— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с (см. п.3.3).

4.2. В сложных разветвленных электрических схемах ударный ток КЗ следует рассчитывать путем решения системы уравнений контурных токов или узловых напряжений (при нулевых начальных условиях), составленных с учетом как индуктивных, так и активных сопротивлений всех элементов расчетной схемы.

4.3. При приближеннных расчетах ударного тока КЗ в любой сложной схеме допускается использовать формулу

где — эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с (см. п.3.5).

4.4. Если точка КЗ делит схему на радиальные не зависимые друг от друга ветви, то при приближенных расчетах ударный ток КЗ следует определять как сумму ударных токов отдельных ветвей:

где — начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в -й ветви, кА.

4.5. В некоторых частных случаях, например при КЗ в электрических сетях, в которых отношение результирующих эквивалентных индуктивных и активных сопротивлений относительно точки КЗ меньше трех, или при КЗ на линиях с установками продольной емкостной компенсации, момент возникновения ударного тока КЗ не равен 0,01 с и его следует определять дополнительно.

В первом случае этот момент ( ) в секундах и ударный ток КЗ ( ) в килоамперах допускается определять по формулам:

где — угол сдвига фаз ЭДС источника электроэнергии и периодической составляющей тока КЗ, рад.

Во втором случае при определении ударного тока КЗ и момента его возникновения необходимо учитывать не только апериодическую составляющую тока КЗ и периодическую составляющую тока, имеющие синхронную частоту, но и свободную периодическую составляющую, имеющую подсинхронную частоту.

5. РАСЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ТРЕХФАЗНОГО

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ОТ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

В ПРОИЗВОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ

5.1. В сложных схемах периодическую составляющую тока КЗ от синхронных генераторов (компенсаторов) в произвольный момент времени следует рассчитывать путем решения соответствующей системы дифференциальных уравнений переходных процессов с использованием ЭВМ.

5.2. В простых радиальных схемах действующее значение периодической составляющей тока КЗ от синхронной машины в произвольный момент времени определяют аналитическим способом, используя формулы:

где — синхронная ЭДС машины по поперечной оси к моменту КЗ;

и — переходная и сверхпереходная ЭДС машины по поперечной оси к моменту КЗ;

— предельное значение синхронной ЭДС машины по поперечной оси;

— сверхпереходная ЭДС машины по продольной оси к моменту КЗ;

и — постоянные времени затухания переходной и сверхпереходной составляющих тока КЗ по продольной оси, с; эти, постоянные времени при КЗ за внешним сопротивлением определяют по формулам:

— постоянная времени затухания сверхпереходной составляющей тока КЗ по поперечной оси, с; эту постоянную времени определяют по формуле

5.3. В приближенных расчетах для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от гидро- и турбогенераторов мощностью до 500 МВт включительно и от всех синхронных компенсаторов при радиальной схеме следует применять кривые, приведенные на черт. 2-5, которые характеризуют изменение этой составляющей во времени при разных удаленностях точки КЗ. Значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени отнесены к начальному значению этой составляющей, т. е.

Читайте также:  Окраска бетонного пола в гараже

Изменение периодической составляющей тока КЗ от синхронныях

машин с тиристорной или высокочастотной системой возбуждения

Изменение периодической составляющей тока КЗ от синхронных

машин с тиристорной системой самовозбуждения и

с последовательными трансформаторами

Удаленность точки КЗ от синхронной машины характеризуется отношением действующего значения периодической составляющей тока этой машины в начальный момент КЗ к номинальному току машины

5.3.1. Кривые черт. 2 следует использовать для расчета действующего значения периодической составляющей тока КЗ от синхронных генераторов, имеющих тиристорную независимую или высокочастотную систему возбуждения, а также от синхронных компенсаторов, кривые черт. 3 и 4 — от синхронных генераторов, имеющих тиристорную систему самовозбуждения соответственно с последовательными трансформаторами и без последовательных трансформаторов, кривые черт. 5 — от синхронных генераторов с диодной бесщеточной системой возбуждения.

Изменение периодической составляющей тока КЗ от синхронных

машин с тиристорной системой самовозбуждения

без последовательных трансформаторов

Все кривые построены для синхронных генераторов (компенсаторов), у которых кратность предельного напряжения возбуждения по отношению к номинальному напряжению возбуждения не превышает двух. Для гидрогенераторов, имеющих повышенные кратности предельного напряжения возбуждения по отношению к номинальному напряжению возбуждения (больше двух), кривые черт. 2 допускается использовать только при небольшой удаленности точки КЗ, когда . При большей удаленности точки КЗ периодическую составляющую тока КЗ следует принимать неизменной по амплитуде.

5.3.2. Если отношение действующего значения периодической составляющей тока синхронной машины в начальный момент КЗ к номинальному току менее двух, то короткое замыкание следует считать удаленным и периодическую составляющую тока КЗ принимать неизменной по амплитуде.

Изменение периодической составляющей тока КЗ от синхронных

машин с диодной бесщеточной системой возбуждения

5.3.3. Расчет действующего значения периодической составляющей тока КЗ от синхронного генератора (компенсатора) или нескольких однотипных синхронных генераторов (компенсаторов), находящихся в одинаковых условиях по отношению к точке КЗ, следует вести в следующем порядке:

1) составить схему замещения для определения начального значения периодической составляющей тока КЗ от синхронной машины (или группы машин) и найти относительный ток ;

2) по кривой , соответствующей найденному значению , для заданного момента времени найти отношение токов ;

3) определить действующее значение периодической составляющей тока КЗ от синхронной машины (или группы машин) в килоамперах в момент времени :

где — номинальный ток синхронной машины (группы машин), приведенный к той ступени напряжения сети, где находится точка КЗ, кА:

— номинальная мощность синхронной машины (или суммарная мощность группы машин), МВт;

— номинальный коэффициент мощности;

— среднее номинальное напряжение сети той ступени напряжения, где находится точка КЗ, кВ.

6. РАСЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ТРЕХФАЗНОГО

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ОТ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

В ПРОИЗВОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ

6.1. Периодическую составляющую тока КЗ от асинхронных электродвигателей в произвольный момент времени следует рассчитывать путем решения соответствующей системы дифференциальных уравнений переходных процессов с использованием ЭВМ.

6.2. В приближенных расчетах для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей в произвольный момент времени при радиальной схеме следует использовать типовые кривые, приведенные на черт. 6, которые характеризуют изменение этой составляющей во времени при разных удаленностях точки КЗ. Значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент отнесены к начальному значению этой составляющей:

Удаленность точки КЗ от асинхронного электродвигателя характеризуется отношением действующего значения периодической составляющей тока этого электродвигателя в начальный момент КЗ к его номинальному току:

Порядок расчета действующего значения периодической составляющей тока КЗ от асинхронного электродвигателя в произвольный момент времени аналогичен изложенному в п.5.3.3. Значение периодической составляющей тока в килоамперах в момент времени равно

Изменение периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей

7. РАСЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ТРЕХФАЗНОГО

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ОТ СИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

В ПРОИЗВОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ

7.1. Периодическую составляющую тока КЗ от синхронных электродвигателей в произвольный момент времени следует рассчитывать в соответствии с указаниями п.5.1. В простых радиальных схемах действующее значение периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени определяют в соответствии с п.5.2.

7.2. При приближенных расчетах действующего значения периодической составляющей тока КЗ от синхронных электродвигателей в произвольный момент времени в радиальной схеме допускается использовать типовые кривые, приведенные на черт. 7, которые характеризуют изменение этой составляющей во времени при разных удаленностях точки КЗ. Значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени отнесены к начальному значению этой составляющей:

Изменение периодической составляющей тока

КЗ от синхронных электродвигателей

Удаленность точки КЗ от синхронного электродвигателя характеризуется отношением периодической составляющей тока этого двигателя в начальный момент КЗ к его номинальному току

Порядок расчета действующего значения периодической составляющей тока КЗ от синхронного электродвигателя в произвольный момент времени аналогичен изложенному в п.5.3.3. Значение периодической составляющей тока в килоамперах в момент времени равно

8. РАСЧЕТ ТОКОВ НЕСИММЕТРИЧНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

8.1. Расчет токов несимметричных коротких замыканий рекомендуется вести с использованием метода симметричных составляющих. При этом предварительно необходимо составлять схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

8.1.1. Схема замещения прямой последовательности должна включать все элементы расчетной схемы электроустановки. Синхронные генераторы, синхронные компенсаторы и подлежащие учету синхронные и асинхронные электродвигатели при расчете начального значения тока несимметричного КЗ .вводят в схему замещения прямой последовательности сверхпереходными ЭДС и сверхпереходными сопротивлениями.

Трехобмоточные трансформаторы, автотрансформаторы, трансформаторы с расщепленной обмоткой низшего напряжения, а также сдвоенные реакторы должны быть представлены своими схемами замещения. Эти схемы, а также расчетные выражения для определения их параметров приведены в приложении 7.

8.1.2 Схема замещения обратной последовательности также должна включать все элементы расчетной схемы. При этом ЭДС обратной последовательности синхронных и асинхронных машин, а также комплексных нагрузок следует принимать равными нулю. Сопротивление обратной последовательности асинхронных машин следует принимать равным сверхпереходному сопротивлению, а комплексных нагрузок — в соответствии с данными табл. 2.

Сопротивления обратной последовательности трансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий следует принимать равными сопротивлениям прямой последовательности.

Читайте также:  Подвес для направляющих гипсокартона

8.1.3. Для составления схемы замещения нулевой последовательности предварительно следует выявить возможные пути циркуляции токов нулевой последовательности на каждой ступени напряжения сети, начиная от точки КЗ. При этом необходимо руководствоваться следующим:

1) если обмотка какого-либо трансформатора со стороны точки КЗ соединена в треугольник или в звезду с незаземленной нейтралью, то как сам трансформатор, так и следующие за ним (по направлению от точки КЗ) элементы не должны вводиться в схему замещения нулевой последовательности;

2) если обмотки какого-либо трансформатора соединены по схеме , причем обмотка, соединенная в звезду с заземленной нейтралью, обращена в сторону точки КЗ, то в схему замещения нулевой последовательности следует вводить только элементы, включенные между точкой КЗ и трансформатором, и сам трансформатор;

3) если несколько воздушных линий электропередачи одного или разных напряжений проложены по одной трассе, то в схеме замещения нулевой последовательности необходимо учитывать взаимоиндукцию между этими линиями, используя с этой целью схемы замещения, приведенные в приложении 8.

8.2. Ток прямой последовательности особой фазы в месте КЗ при любом несимметричном коротком замыкании следует определять по формуле

где — результирующая ЭДС всех источников электроэнергии;

— результирующее индуктивное сопротивление схемы прямой последовательности относительно точки КЗ;

— дополнительное индуктивное сопротивление, которое определяется видом КЗ ( ) и параметрами схем замещения обратной и нулевой последовательностей; значения для различных видов коротких замыканий приведены в табл. 1.

Для цепи, состоящей из последовательно соединенных элементов, определение постоянной времени не представляет труда, принимая в её расчете индуктивное и активное сопротивление всей короткозамкнутой цепи.

Решение сложной разветвленной сети наиболее эффективно достигается путем применения преобразований Лапласа, т.е. с использованием операторного метода. При этом число свободных составляющих равно числу ветвей сложной схемы. Для практических расчетов используют более простое приближенное решение. При этом эквивалентная постоянная времени

, где и – суммарные сопротивления между источником питания и точкой КЗ, рассчитанные в предположении, что каждый элемент вводится в схему замещения своим либо активным, либо реактивным сопротивлением.

Полное сопротивление цепи КЗ при таком определении его составляющих не может быть использовано в расчетах, так как . Такой искусственный прием значительно упрощает решение и принят в стандарте на выключатели.

3.5. Действующие значения величин и их составляющих
при переходном процессе

Понятие действующих значений величин необходимо для оценки действия электромагнитных переходных процессов, в том числе оценки теплового действия переменного тока в проводниках, а также именно действующие значения показывают электроизмерительные приборы.

Понятие действующего значения тока определяется из условия равенства теплового эффекта переменного и постоянного токов.

Пусть через некоторый участок электрической цепи с сопротивлением r протекает переменный ток i. Тогда по закону Джоуля−Ленца на этом участке за время T, соответствующее периоду тока i, будет выделено количество тепла, равное

(3.17)

Обозначим через I некоторый постоянный ток, при протекании которого по тому же участку цепи за время T выделится такое же количество тепла. Тогда:

(3.18)

При синусоидальном токе получим:

(3.19)

т.е. величина постоянного тока, эквивалентного переменному току по количеству выделяемого тепла, называется действующим или среднеквадратичным значением переменного тока. Как следует из выражения (3.19), действующее и амплитудное значения синусоидального тока связаны между собой постоянным коэффициентом.

По аналогии с током действующие значения вводятся для напряжений и ЭДС

(3.20)

Рис. 3.9. Действующее значение тока прямоугольной формы

Действующее значение всегда меньше амплитудного значения переменной, в частном случае, при меандре (рис. 3.9), они могут быть равны .

Действующее значение периодической и квазипериодической переменной можно найти двумя способами: разложением в ряд Фурье и численным вычислением интеграла.

1. Разложение в ряд Фурье. При наличии аналитического выражения функции i(t) и возможности взятия интеграла действующее значение тока определяется точно. Однако в общем случае на практике действующее значение определяется на основе информации о действующих значениях конечного ряда гармонических составляющих.

Пусть Тогда

Таким образом, или (3.21)

Аналогичные выражения имеют место для ЭДС, напряжения и т.д. т.е. они определяются знакомым из курса электротехники выражением для действующего значения несинусоидальных величин [13].

2. Численное вычисление интеграла.

Так как функция i 2 является непрерывной во всем интервале [0,Т], то интеграл (3.18 ) можно вычислить методом численного интегрирования с заменой интеграла на конечную сумму. Вычисление проводится путем разбиения интервала от 0 до Т на множество конечных интервалов, приближенным нахождением площади каждой полоски, получающейся при таком разбиении, и дальнейшем суммировании площадей этих полосок. Следовательно, действующее значение тока в этом случае находится по формуле: (3.22)

Таким образом, можно найти, например, действующее значение квазипериодической функции тока намагничивания при включении трансформатора на холостом ходу (рис. 3.10).

Так как действующее значение переменного тока – это величина постоянного тока эквивалентного переменному току по количеству выделяемого тепла, то действующее значение переменного тока можно охарактеризовать интегралом Джоуля (тепловым импульсом).

Рис. 3.10. К численному вычислению интеграла

Количественную оценку степени термического воздействия тока КЗ на про­водники и электрические аппараты рекомендуется производить с помощью интегра­ла Джоуля

(3.23)

где − ток КЗ в произвольный момент времени t, A;

− расчетная продолжительность КЗ, с.

Интеграл Джоуля допускается определять приближенно как сумму интегра­лов от периодической и апериодической составляющих тока КЗ, т.е.

(3.24)

где − интеграл Джоуля от периодической составляющей тока КЗ;

− интеграл Джоуля от апериодической составляющей тока КЗ.

В случае, когда интеграл Джоуля также допустимо определять по формуле:

(3.25)

где − действующее значение периодической составляющей тока КЗ от источника (системы), А;

− эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с.

Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ следует определять сложением времени действия основной релейной защиты, в зону действия которой входят проверяемые проводники и аппараты, и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя, а при проверке кабелей на невозгораемость − сложением времени действия резервной релейной защиты и полного времени отключения соответствующего выключателя.

При расчетной продолжительности КЗ до 1 с процесс нагрева проводников под действием тока КЗ допустимо считать адиабатическим, а при расчетной продолжительности более 1 с и при небыстродействующих АПВ следует учитывать теплоотдачу в окружающую среду.

Читайте также:  Отрава от тараканов в ампулах

В тех случаях, когда нагрузка проводника до КЗ близка к продолжительно допустимой, минимальное сечение проводника, отвечающее условию термической стойкости при КЗ, следует определять по формуле:

, (3.26)

Значения параметра Ст для жестких шин и кабелей принимаются по справочным данным [2].

Проверка выключателя на термическую стойкость при КЗ заклю­чается в сравнении найденного при расчетных условиях значения интеграла Джоуля Вк с его допустимым для проверяемого выключателя значением Вк.доп . Выключатель удовлетворяет условию термической стойкости, если выполняется условие

(3.27)

Рис. 3.11. Составляющие и полный ток КЗ

При упрощенные расчетах переходных процессов и наличии только периодической и апериодической составляющих тока (рис. 3.11), которые определены по их значениям в середине рассматриваемого периода действующее значение периодической составляющей

(3.28)

действующее значение апериодической составляющей за один период равно мгновенному значению в момент, находящийся посредине данного периода

(3.29)

Действующее значение полного тока в тот же момент будет равно:

(3.30)

Наибольшее действующее значение полного тока короткого замыкания имеет место за первый период переходного процесса. При условии , его можно определить как:

(3.31)

где kу – ударный коэффициент, 1

Последнее изменение этой страницы: 2016-12-27; Нарушение авторского права страницы

РАСЧЕТ АПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Ток в процессе короткого замыкания не остаётся постоянным, а изменяется, т.е., ток, увеличившийся в первый момент времени, затухает до некоторого значения, а затем под действием автоматического регулятора возбуждения (АРВ) достигает установившегося значения. Промежуток времени, в течение которого происходит изменение значения тока КЗ, определяет продолжительностьпереходного процесса. После того как изменение значения тока прекращается, до момента отключения КЗ продолжается установившийся режим КЗ.

Из-за наличия в сети индуктивных сопротивлений, препятствующих мгновенному изменению тока при возникновении КЗ, значение тока нагрузки iн не изменяется скачком, а нарастает по определённому закону от нормального до аварийного значения. Для упрощения расчёта и анализа ток, проходящий во время переходного процесса КЗ, рассматривают как состоящий из двух составляющих:апериодической и периодической.

Апериодической называется постоянная по знаку составляющая тока iа, которая возникает в первый момент КЗ и сравнительно быстро затухает до нуля.

Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени Iп mo называется начальным током КЗ. Значение начального тока КЗ используют, как правило, для выбора уставок и проверки чувствительности релейной защиты. Начальный ток КЗ называют также сверхпереходным iп, так как для его определения в схему замещения вводятся сверхпереходные сопротивления генератораи ЭДС.

Установившимся называется периодический ток КЗ после окончания переходного процесса, обусловленного затуханием апериодической составляющей и действием АРВ.

Полным током КЗ называется его значение, равное сумме периодической и апериодической составляющих в любой момент переходного процесса. Максимальное мгновенное значение полного тока называется ударным током КЗ и вычисляется при проверке электротехнического оборудования на электродинамическую стойкость.

Как уже отмечалось, для выбора уставок и проверки чувствительности РЗ обычно используется начальное (сверхпереходное) значение тока КЗ, расчёт которого производится наиболее просто. Допустимость такого решения объясняется, с одной стороны, быстрым затуханием апериодической составляющей в сетях высокого напряжения (за время 0,05 – 0,2 с), что обычно меньше времени срабатывания рассматриваемых защит, а с другой стороны – неизменностью периодической составляющей при КЗ в сети, питающейся от мощной энергосистемы, генераторы которой оснащены АРВ, поддерживающими постоянным напряжение на её шинах.

В сетях, питающихся от генератора или энергосистемы ограниченной мощности, напряжение на шинах в процессе КЗ изменяется в значительных пределах, вследствие чего значения начального и установившегося токов не равны. Однако и в этом случае для расчётов релейной защиты можно использовать начальное значение тока КЗ. Это не приводит к большой погрешности, поскольку, как показывает опыт эксплуатации, на значение установившегося тока КЗ значительно большее влияние, чем на значение начального тока, оказывают увеличение переходного сопротивления в месте повреждения, токи нагрузки и другие факторы, не учитываемые обычно при расчёте токов КЗ.

Принимая во внимание всё выше изложенное, можно считать целесообразным и в большинстве случаев вполне допустимым использование для расчёта и анализа поведения релейных защит, действующих с любой выдержкой времени, значения начального тока КЗ. При этом возможное снижение тока в процессе КЗ следует учитывать для защит, имеющих выдержку времени, введением в расчёт повышенных коэффициентов надёжности по сравнению с быстродействующими защитами.

РАСЧЕТ АПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

3.1. Начальное значение апериодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания следует определять как разность мгновенных значений полного тока в момент, предшествующий КЗ, и периодической составляющей тока в начальный момент КЗ.

3.2. Наибольшее начальное значение апериодической составляющей тока КЗ в общем случае следует считать равным амплитуде периодической составляющей тока в начальный момент КЗ:

Это выражение справедливо при условиях:

1) сеть имеет высокую добротность, вследствие чего активным сопротивлением можно пренебречь (см. п. 1.1.6);

2) отсутствует ток в расчетной цепи до момента КЗ;

3) напряжение сети к моменту КЗ проходит через нуль.

Если указанные условия не выполняются, то наибольшее начальное значение апериодической составляющей тока КЗ следует определять в соответствии с п. 3.1.

3.3. В простых радиальных схемах апериодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент времени (iat) следует определять по формуле

где Та — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, с, равная

где хэк и Rэк — результирующие эквивалентные индуктивное и активное сопротивление цепи КЗ, Ом;

ωс — синхронная угловая частота напряжения сети, рад/с.

4. РАСЧЕТ УДАРНОГО ТОКА ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

4.1. При расчете ударного тока короткого замыкания допускается считать:

1) ударный ток наступает через 0,01 с после начала КЗ (исключения см. п. 4.5);

2) амплитуда периодической составляющей тока КЗ в момент t = 0,01 с равна амплитуде этой составляющей в начальный момент КЗ.

В простых радиальных электрических схемах ударный ток трехфазного КЗ ( i уд ) в килоамперах следует определять по формуле

где Куд — ударный коэффициент;

Т а — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с (см. п. 3.3).

4.3. При приближенных расчетах ударного тока КЗ в любой сложной схеме допускается использовать формулу

где Та,эк — эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с (см. п. 3.5).

Комментировать
1 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector