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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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