---

6. РАСЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ ОТ АВТОНОМНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ПРОИЗВОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ

6.1. В сложных автономных системах расчет периодической составляющей тока КЗ от источников электроэнергии (синхронных генераторов) в произвольный момент времени следует выполнять путем решения соответствующей системы дифференциальных уравнений переходных процессов с использованием ЭВМ.

6.2. В приближенных расчетах для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от автономных источников при радиальной схеме применяют кривые, приведенные на черт. 2. Расчетные кривые 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.

Изменение периодической составляющей тока КЗ от синхронной машины

Черт. 2

Удаленность точки КЗ от синхронной машины ( ) характеризуется отношением действующего значения периодической составляющей тока этой машины в начальный момент КЗ к ее номинальному току, т.е.

.

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от синхронной машины (или нескольких однотипных синхронных машин, находящихся в одинаковых условиях по отношению к точке КЗ) ( ), следует определять по формуле

, (22)

причем при нескольких машинах под номинальным током следует понимать сумму номинальных токов всех машин.

7. РАСЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ ОТ СИНХРОННЫХ И АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ В ПРОИЗВОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ

7.1. Точный расчет периодической составляющей тока КЗ от синхронных и асинхронных электродвигателей в произвольный момент времени следует выполнять путем решения системы дифференциальных уравнений переходных процессов.

7.2. При приближенных расчетах для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ от синхронных электродвигателей в произвольный момент времени при радиальной схеме используют типовые кривые, приведенные на черт. 2.

7.3. При приближенных расчетах для определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей в произвольный момент времени при радиальной схеме используют кривые, приведенные на черт. 3. Значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени отнесены к начальному значению этой составляющей, т.е.

Изменение периодической составляющей тока КЗ от асинхронных двигателей

Черт. 3

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

.

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от асинхронного электродвигателя ( ) (или нескольких асинхронных электродвигателей, находящихся в одинаковых условиях по отношению к точке КЗ) рассчитывают по формуле

. (23)

8. РАСЧЕТ ТОКОВ НЕСИММЕТРИЧНЫХ КЗ

8.1. Составление схем замещения

8.1.1. Расчет токов несимметричных КЗ выполняют с использованием метода симметричных составляющих. При этом предварительно необходимо составить схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

8.1.2. В схему замещения прямой последовательности должны быть введены все элементы расчетной схемы, причем при расчете начального значения тока несимметричного КЗ автономные источники, синхронные и асинхронные электродвигатели, а также комплексная нагрузка должны быть введены сверхпереходными ЭДС и сверхпереходными сопротивлениями.

Схема замещения обратной последовательности также должна включать все элементы расчетной схемы. При этом ЭДС обратной последовательности синхронных и асинхронных машин, а также комплексной нагрузки, следует принимать равными нулю. Сопротивление обратной последовательности синхронных машин следует принимать по данным каталога, асинхронных машин - принимать равным сверхпереходному сопротивлению, а комплексных нагрузок - в соответствии с табл. 1.

Сопротивление обратной последовательности трансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий следует принимать равным сопротивлению прямой последовательности.

8.2. Расчет токов однофазного КЗ

8.2.1. Если электроснабжение электроустановки напряжением до 1 кВ осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор, то начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ от системы ( ) в килоамперах рассчитывают по формуле

, (24)

где и опре в соответствии с п.3.2 настоящего стандарта;

и - суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления нулевой последовательности расчетной схемы относительно точки КЗ, мОм. Эти сопротивления равны:

и ,

где и - активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности понижающего трансформатора;

деляют

и - активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности шинопровода;

и - активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности кабеля;

и - активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности воздушной линии ( , ).

8.2.2. В электроустановках с автономными источниками энергии начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ ( ) в килоамперах рассчитывают по формуле

, (25)

где - эквивалентная сверхпереходная ЭДС автономных источников, В, которую определяют в соответствии с п.3.4.

Значения и определяют в соответствии с п.3.4, а и - по п.8.2.1.

8.2.3. Начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ с учетом синхронных и асинхронных электродвигателей в килоамперах рассчитывают, как указано в п.8.2.2.

8.2.4. При необходимости определения периодической составляющей тока однофазного КЗ в произвольный момент времени применяют методы расчета, приведенные в разд. 2, 6 и 7.

8.3. Расчет токов двухфазного КЗ

8.3.1. При электроснабжении электроустановок напряжением до 1 кВ от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ ( ) в килоамперах рассчитывают по формуле

, (26)

где

;

.

8.3.2. В электроустановках с автономными источниками энергии начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ ( ) в килоамперах рассчитывают по формуле

. (27)

8.3.3. Начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ с учетом асинхронных электродвигателей в килоамперах рассчитывают по формуле

, (28)

где - эквивалентная ЭДС асинхронных электродвигателей и источника электроэнергии, В;

и - суммарные активное и индуктивное сопротивления относительно точки КЗ (с учетом параметров асинхронных электродвигателей), мОм.

8.3.4. Начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ с учетом синхронных электродвигателей в килоамперах определяют, как указано в п.8.3.3.

8.3.5. При необходимости определения периодической составляющей тока двухфазного КЗ в произвольный момент времени применяют методы расчета, приведенные в разд. 6 и 7.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЙ ШИНОПРОВОДОВ

1. Необходимые для расчетов токов КЗ параметры шинопроводов могут быть взяты из нормативно-технической документации или получены расчетным методом. Параметры шинопроводов серии ШМА и ШРА даны в табл. 3.

Активное сопротивление одной фазы шинопровода ( ) в миллиомах при температуре рассчитывают по формуле

, (29)

где - удельное сопротивление материала шины при нормированной температуре , Ом·мм /м;

- нормированная температура, при которой задано удельное сопротивление, °С;

- длина шины одной фазы, м;

- сечение шины, мм ;

- постоянная, зависящая от материала проводника, °С: для твердотянутой меди =242 °C; для отожженной меди =234 °С; для алюминия =236 °С;

- коэффициент добавочных потерь, учитывающий влияние поверхностного эффекта, эффекта близости, а также добавочных потерь от расположенных вблизи металлических элементов.

Значение коэффициента добавочных потерь можно оценить исходя из результатов экспериментальных исследований токопроводов аналогичных конструкций или рассчитать (приблизительно) по формуле

,

где - коэффициент, учитыв␰ющий изменение температуры шины (значения приведены в приложении 3);

- коэффициент близости;

- коэффициент поверхностного эффекта.

Таблица 3

Параметры комплектных шинопроводов

Значения коэффициентов и для медных и алюминиевых шин зависят от размеров поперечного сечения, расположения и числа шин. Для одиночных шин прямоугольного сечения, имеющих размеры 25 3-100 10 мм, при расположении шин "на ребро" значения коэффициента составляют 1,02-1,1. Значения коэффициента для пакетов шин допускается принимать как для одиночных шин.

Коэффициент добавочных потерь для алюминиевых шин сечением 100 10 мм в зависимости от числа шин должен иметь следующие значения: при =1 1,18; при =2 1,25; при =3 1,6; при =4 1,72.

При прокладке шинопровода в галерее или туннеле коэффициент добавочных потерь следует брать на 0,25 больше, чем при его прокладке на открытом воздухе.

2. Индуктивное сопротивление прямой последовательности фазы шинопровода ( ) в миллиомах на метр рассчитывают по формуле

, (30)

где - расстояние между шинами, м;

- среднее геометрическое расстояние, м, рассчитываемое по одной из приведенных ниже формул:

1) для шины прямоугольного сечения

,

где и - размеры сторон прямоугольника;

2) для шины квадратного сечения:

,

где - размер стороны квадрата;

3) для трубчатой шины квадратичного сечения

,

где - размер наружной (внешней) стороны квадратного сечения;

- коэффициент, значения которого должны соответствовать приведенным в табл. 4.

Таблица 4

Значения коэффициента

Среднее геометрическое расстояние для пакета шин можно рассчитать по следующим формулам:

1) для двухполосного пакета:

,

где и - соответственно толщина и ширина одной полосы шины (см. черт. 4), мм;

- расстояние между продольными осями (центрами масс) сечений шин пакета (см. черт. 4), мм;

- коэффициент, зависящий от отношения , его определяют по кривой, приведенной на черт. 4;

2) для трехполосного пакета

,

где , и - расстояния между центрами масс сечений соответствующих шин пакета;