Файл: Гессен В.Ю. Защита сельских электрических сетей от аварий.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.07.2024
Просмотров: 139
Скачиваний: 0
для |
расчетов токов к. з. в электрических системах. Они |
приводятся в «Руководящих указаниях по расчетам то |
|
ков |
короткого замыкания» и в специальной литературе. |
|
В современной практике электрификации сельского |
хозяйства преимущественно приходится иметь дело с рас четами распределительных сетей, питающихся от мощных электросистем. В этом случае генераторы являются у д а - л е н и ы м и. Они отделены от точки короткого замыка ния множеством различных элементов: трансформато рами, воздушными и кабельными линиями значительной протяженности. Поскольку все эти элементы обладают сопротивлением, короткое замыкание в сельских электро установках практически не оказывает влияния на работу генераторов электросистемы. При к. з. у отдаленных потребителей напряжение на зажимах генераторов и их сопротивление можно полагать неизменным. Тогда рас чет тока к. з. существенно облегчается и может быть выполнен непосредственно по вышеуказанной формуле.
При определении сопротивления z необходимо пред варительно оценивать величину сопротивления каждого участка по сравнению с сопротивлением всей цепи. Предварительная оценка позволяет определить, с какой
точностью |
требуется вычислять сопротивление участка, |
||||
и |
следует |
ли его вообще |
учитывать. |
|
|
|
Полное |
сопротивление |
z слагается |
из активной |
(г) |
и |
реактивной (х) составляющих: |
|
|
||
|
|
z = |
Vr2+x*. |
|
|
|
В приложении 1 указаны активные сопротивления |
||||
километра |
неизолированных проводов |
различных марок |
|||
и |
сечений — г0. Активное |
сопротивление стальных |
про |
водов зависит от протекающего по ним тока и приведено
особо |
(приложение |
2). Д л я приближенных |
расчетов |
|
тока |
к. з. активное |
сопротивление |
изолированных про |
|
водов |
и кабелей можно принимать |
по данным |
приложе |
ния 1.
Реактивные сопротивления воздушных линий зави
сят от сечения проводов и расстояния между |
проводами, |
|||||
а кабельных линий от сечения жил, марки и |
номиналь |
|||||
ного напряжения |
кабеля. С точностью, достаточной дл я |
|||||
расчетов, можно |
принимать |
реактивные |
сопротивления |
|||
л-0 по средним значениям: для ВЛ |
10 кВ —0,4 Ом/км, |
|||||
для ВЛ 380 В — 0,3 |
Ом/км, |
для |
кабельных линий и |
|||
проводок 0,05—0,07 |
Ом/км. |
Реактивное |
сопротивление |
29
В Л, выполненных стальными .проводами, складывается нз двух составляющих: внешнего и внутреннего индук тивного сопротивления. Внешнее индуктивное сопротив ление ВЛ практически не зависит от материала прово дов: для ВЛ напряжением 10 кВ можно считать 0,4 Ом/км, для 380 В — 0,3 Ом/км. Внутреннее индуктивное со противление, так ж е как и активное сопротивление сталь
ных |
проводов, зависит от тока (приложение 2). |
У |
алюминиевых и сталеалюминиевых проводов боль |
ших |
сечений, применяющихся для питающих линий |
в электросистемах,, активное сопротивление по сравне нию с индуктивным мало. Без большого ущерба для точ ности при расчетах токов к. з. в сетях электросистем активными сопротивлениями пренебрегают. Действи тельно, для провода марки АС-300 полное сопротивление с учетом активного г0 = 0,107 Ом/км, почти не отличается
от индуктивного |
сопротивления |
х 0 |
= |
0,4 Ом/км: |
|
z0 = |
К 0,107= + |
0,4= = |
0,41 |
Ом/км. |
|
Д л я проводов |
малых |
сечений |
складывается другое |
положение: активное сопротивление значительно больше реактивного. Здесь, скорее, можно пренебречь реактивным сопротивлением. Полное сопротивление одного кило метра ВЛ с проводами марки АС-16 несущественно отли
чается |
от |
активного сопротивления: |
г0 = 2,1 |
Ом/км, |
г„ = 2,06 |
Ом/км. |
|
|
|
Определение сопротивления участков ВЛ со сталь |
||||
ными |
проводами вызывает некоторые |
трудности |
из-за |
того, что заранее неизвестно, на какой ток следует ориен тироваться. Д л я провода ПСО-5, например, индуктивное сопротивление при изменении тока от 1,5 до 8 А изме няется в 6,5 раз, активное сопротивление при таких ж е изменениях тока почти вдвое. В практике стальные про вода обычно используют для небольших ответвлений. В этих случаях доля сопротивления, приходящегося на участок со стальными проводами, невелика, и незави симо от тока можно воспользоваться средними значени ями активного (г0 ) и внутреннего индуктивного (х„) сопротивления для соответствующих марок стальных проводов (табл. 1).
Точка короткого замыкания связана с источником энергии не только через участки распределительной сети, но и через трансформаторы, к которым эта сеть присое динена. Трансформаторы в свою очередь получают энер-
30
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
I |
||
Средние значения активного и внутреннего индуктивного |
|
||||||||
сопротивления |
стальных |
проводов, |
Ом/км |
|
|
||||
Марка |
ПСО-4 |
ПСО-5 |
ПС-25 II |
ПС-35 |
л |
ПС-50 п |
ПС-70 |
н |
|
лровода |
ПМС-25 |
ПМС-35 |
ПМС-50 |
ПМС-70 |
|||||
|
|
||||||||
Го |
13 |
11 |
6,2 |
4,5 |
|
3,4 |
2,1 |
|
|
х" |
5,6 |
5,6 |
1,4 |
1,2 |
|
0,8 |
0,5 |
|
|
гию по питающим сетям или |
по |
распределительным |
|||||||
сетям более |
высокого |
напряжения. |
|
|
|
|
При расчете эквивалентного сопротивления цепи, пи тающей точку короткого замыкания, не всегда бывает достаточным учесть только ближайшие со стороны пита ния к точке к. з. элементы (прилегающие участки рас пределительной сети). В некоторых случаях при расчете эквивалентного сопротивления цепи короткого замыка ния учитывают сопротивление трансформатора и даже сопротивление проводов, питающих трансформатор.
Чтобы определить сопротивление цепи короткого за мыкания, надо найти его активную составляющую, т. е. сумму активных сопротивлений всех последовательно включенных элементов {г = гх + г2 + г3 + ...) и реак тивную составляющую, т. е. сумму реактивных сопро
тивлений |
тех ж е элементов |
(х = хг + |
х2 + х3 |
+ ...), |
а затем по |
известному правилу |
(стр. 29) |
найти |
полное |
сопротивление цепи к. з. Если встретятся участки, где питание точки короткого замыкания осуществляется по двум параллельным ветвям, сопротивление таких участ
ков находят по правилу для |
вычисления сопротивления |
параллельных ветвей: |
|
Гя + Гб |
* а + * б |
Индекс «п» отнесен к сопротивлению участка, состоя щего из двух параллельных ветвей, а индексы «а» и «б» соответственно к сопротивлениям каждой ветви.
При вычислении сопротивления цепи к. з. приходится складывать сопротивления участков, находящихся в схеме на различных ступенях номинального напряжения. В этом случае необходимо сделать приведение сопротив лений к одному напряжению, т. е. умножить действитель-
31
ное значение полного, активного и реактивного сопро тивлений на квадрат отношения средних рабочих на пряжений. В числителе — ступень напряжения, к ко торому приводят сопротивления определяемых участков, в знаменателе — ступень напряжения, куда фактически включен данный элемент. Под средним рабочим напряже нием при этом понимается среднее между напряжениями питающего и приемного концов данного элемента пере дающего устройства. Сопротивление приводят к напря жению линии, в которой вычисляют ток короткого за мыкания.
Если требуется сложить сопротивление проводов од
ной фазы ВЛ 35 кВ (г3 5 , |
хзь) |
с сопротивлением проводов |
||||
фазы ВЛ 10 кВ (г1 о , х10), |
чтобы определить |
эквивалентное |
||||
сопротивление цепи для |
вычисления |
тока к. з. в сети |
||||
10 к В , определяют |
сопротивление |
ВЛ |
35 |
к В , приведен |
||
ное к напряжению |
10 кВ (r'iS, |
х^)- |
При этом среднее ра |
|||
бочее напряжение |
для |
электроустановок |
напряжением |
|||
35 кВ принимают 37 кВ : |
|
|
|
|
||
|
/10,5 |
у |
, |
/10,5 |
\ а |
гзъ — Г з в \ 37 ) > *8 В — * 3 5 1 37 J '
вычисляют активную и реактивную составляющие со противления:
а |
затем |
находят полное |
сопротивление: |
||
|
|
|
|
z = Vr2 |
+ x2. |
|
Заметим, что (10,5 : 37)2 составляет менее одной де |
||||
сятой, |
а |
это |
означает, |
что сопротивления, имеющиеся |
|
в |
сети |
35 |
кВ, |
не могут |
оказывать сколько-нибудь суще |
ственного влияния на величину тока к. з. в распредели тельных сетях 10 кВ . Аналогично сопротивление сети 10 кВ оказывает незначительное влияние на величину тока к. з. в сети н. н. Сопротивление элемента сети на
пряжением |
10 к В , будучи |
приведенным к напряжению |
0,4 к В , уменьшается почти |
в 700 раз. |
|
Полное |
сопротивление |
силового трансформатора и |
его активную составляющую при расчетах токов к. з.
определяют по |
формулам: |
|
|
|
|
_ |
eKU* |
_bPJP |
l n - 8 |
2 |
т _ |
100S " |
Г т _ S* |
' |
32