При проектировании СЭС учитываются не только нормальные, продолжительные режимы работы ЭУ, но и их аварийные режимы. Одним из аварийных режимов является короткое замыкание.
Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек ЭУ между собой или землей, при котором токи в ветвях ЭУ резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.
В системе трехфазного переменного тока могут возникать замыкания между тремя фазами – трехфазные КЗ, между двумя фазами – двухфазное КЗ. Чаще всего возникают однофазные КЗ (60 – 92% от общего числа КЗ).
Как правило, трехфазные КЗ вызывают в поврежденной цепи наибольшие токи, поэтому при выборе аппаратуры обычно за расчетный ток КЗ принимают ток трехфазного КЗ.
Причинами коротких замыканий могут быть механические повреждения изоляции, падение опор воздушных линий, старение изоляции, увлажнение изоляции и др.
Короткие замыкания могут быть устойчивыми и неустойчивыми, если причина КЗ само ликвидируется в течении без токовой паузы коммутационного аппарата.
Последствием КЗ являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств. Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающих к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару.
Снижение напряжения приводит к нарушению нормальной работы механизмов, при напряжении ниже 70% номинального напряжения двигателя затормаживаются, работа механизмов прекращается.
Для уменьшения последствий КЗ необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.
Рассмотрим несколько случаев КЗ:
1. На большом расстоянии от ЦТП;
2. На малом расстоянии от ЦТП.
Схема к расчету токов КЗ в сети промышленного предприятия представлена в приложении (Лист 1)
1. Предположим, что КЗ произошло на зажимах алмазно-расточного станка, мощностью 5 кВт, находящийся в станочном отделении – К1.
Справочные данные элементов схемы следующие:
· Силовой трансформатор
· Найдем по справочникам сопротивление токовой катушки автомата и переходное сопротивление контактов для автоматического выключателя типа АВМ-10Н:
· Определим сопротивление магистрального шинопровода от выключателя до ответвления распределительного шинопровода механического отделения. Общая длина этого участка ШМА 
. Тогда:
, 
;
;
.
Определим сопротивление распределительного шинопровода до РП отделения. Длина участка ШРА 
. Используя уже известные формулы, получим:
, 
;
;
.
· Определим сопротивление токовой катушки автомата и переходное сопротивление контактов для автоматического выключателя ВА 52-35-3 (Iном=250А):
· Определим сопротивление кабеля от распределительно щита до точки КЗ. Длина участка 
Используя уже известные формулы получим:
, 
,
, 
.
Определяем относительное активное сопротивление трансформатора:
Определяем относительное индуктивное сопротивление трансформатора:
Далее рассчитаем сопротивление трансформатора:
Схема замещения цепи для КЗ состоит из ряда последовательно включенных сопротивлений. Суммарное сопротивление цепи КЗ составляет:
Полное сопротивление:
Определим ударный ток КЗ от системы.
По расчетной кривой на рис. 4-12 [1] при 
, находим 
( 
- ударный коэффициент).
Учитывая, что действующее значение тока КЗ будет равен:
находим ударный ток КЗ в соответствии с формулой:
2. Предположим, что КЗ произошло в магистральном шинопроводе (ШМА) – К2.
Справочные данные элементов схемы следующие:
· Силовой трансформатор
· Автоматический выключатель типа АВМ-10Н
· Шины
;
, 
;
; 
.
Определяем относительное активное сопротивление трансформатора:
Определяем относительное индуктивное сопротивление трансформатора:
Далее рассчитаем сопротивление трансформатора:
Схема замещения цепи для КЗ состоит из ряда последовательно включенных сопротивлений. Суммарное сопротивление цепи КЗ составляет:
Полное сопротивление:
Определим ударный ток КЗ от системы.
По расчетной кривой на рис. 4-12 [1] при 
, находим 
1,0 ( 
- ударный коэффициент).
Учитывая, что действующее значение тока КЗ будет равен:
находим ударный ток КЗ в соответствии с формулой:
Проверим выключатель ВА 52-35-3 (Iном=250А) на отключающую способность, как самый отдаленный от ЦТП:
Автомат при КЗ отключается не разрушаясь.
Проверим на отключающую способность выключатель, который расположен ближе к ЦТП - АВМ-10Н:
Автомат при КЗ отключается не разрушаясь.
Проверка остальных выключателей не производится, т.к. они будут так же удовлетворять условиям отключения.
Проверяем кабели на термическую устойчивость:
,
α=11-для алюминия, 
=0,1 с– приведенное время действия тока КЗ.
АВВГ 3х6+1х4: 
;
АВВГ 3х10+1х6: 
;
АВВГ 3х25+1х16: 
;
АВВГ 3х70+1х25: 
.
По термической стойкости кабельные линии удовлетворяют.
Проверка ШМА на термическую устойчивость:
ШМА термически устойчив.
Проверка ШМА на динамическую устойчивость:
ШМА динамически устойчив.
Проверка ШРА на термическую устойчивость:
ШРА термически устойчив.
Проверка ШРА на динамическую устойчивость:
ШРА динамически устойчив.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 211.
