Билет №14

1. Зависимость потерь напряжения от соотношений активной и реактивной мощностей электроприемников.

Для понимания, что такое потеря напряжения, рассмотрим векторную диаграмму напряжения трехфазной линии переменного тока (рис. 1.6) с одной нагрузкой в конце линии (I).

Предположим, что вектор тока разложен на составляющие Iа и Iр. На рис. 1.6 в масштабе построены векторы фазного напряжения в конце линии U3ф и тока I, отстающего от него по фазе на угол φ2.

Для получения вектора напряжения в начале линии U1ф следует у конца вектора U2ф построить в масштабе напряжения треугольник падений напряжения в линии (abc). Для этого вектор аb, равный произведению тока на активное сопротивление линии (IR), отложен параллельно току, а вектор bc, равный произведению тока на индуктивное сопротивление линии (IХ), — перпендикулярно вектору тока. При этих условиях прямая, соединяющая точки О и с, соответствует величине и положению в пространстве вектора напряжения в начале линии (U1ф) относительно вектора напряжения в конце линии (U2ф). Соединив концы векторов U1ф и U2ф, получим вектор падения напряжения на полном сопротивлении линии ac=IZ.

Рисунок 1.6 - Схема с одной нагрузкой на конце линии.

Рисунок 1.7 - Векторная диаграмма напряжений для линии с одной нагрузкой. Потери напряжения в линии.

Условились называть потерей напряжения алгебраическую разность фазных напряжений в начале и конце линии, т. е. отрезок ad или почти равный ему отрезок ас'.

Векторная диаграмма и выведенные из нее соотношения показывают, что потеря напряжения зависит от параметров сети, а также от активной и реактивной составляющих тока или мощности нагрузки.

2. Расчет токов к.З. В установках напряжением до 1000 в.

Расчет токов короткого замыкания в установках до 1000 В выполняется с целью выбора коммутационной аппаратуры, шинопроводов. кабелей и другого электрооборудования, а также для проверки чувствительности защит [4].

Особенности расчета токов КЗ в сетях до 1000 В:

• учитываются активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи до точки короткого замыкания:

• при питании от энергосистемы не учитывается затухание периодической составляющей тока КЗ ввиду большой удаленности генераторов:

• при питании от маломощных местных электростанций или от автономных генераторов напряжением выше 1000 В затухание периодической составляющей тока КЗ не учитывается, если мощность генератора превышает мощность понижающего трансформатора в пять и более раз:

• при питании от автономных или аварийных генераторов напряжением 0,4 кВ затухание учитывается независимо от мощности генератора.

В зависимости от цели расчета учитывают разные расчетные режимы работы электрической схемы. При выборе аппаратуры расчетным считается максимальный режим, так как токи КЗ имеют наибольшие значения. Этот же режим принимается и при расчетах токов пуска и самозапуска электродвигателей с целью обеспечения несрабатывания защит в сети. При проверке чувствительности защит расчетным является минимальный режим, при котором токи КЗ имеют наименьшие значения. Этот же режим используют для проверки возможности пуска и самозапуска электродвигателей.

При расчетах металлических коротких замыканий (сопротивление контакта в месте повреждения не учитывается) определяют следующие значения токов:

- максимальный ток трехфазного металлического КЗ при максимальном режиме работы питающей энергосистемы, используется для выбора аппаратуры и защит, проверки селективности их действия:

^- минимальный ток двухфазного металлического КЗ при минимальном режиме работы энергосистемы, используется для проверки чувствительности защит:

- минимальный ток однофазного металлического КЗ, определяется для проверки чувствительности и селективности действия защит.

Большинство КЗ в сетях до 1000 В происходит через электрическую дугу, сопротивление которой существенно ограничивает ток КЗ. В 85 % случаев КЗ возникают вследствие металлического контакта, однако электродинамические силы, пропорциональные квадрату тока, разбрасывают металлические проводники, разрывают закоротки небольшого сечения и КЗ переходит в дуговое. Чтобы учесть токоограннчивающее действие электрической дуги, определяют следующие значения токов н напряжений:

- средний, наиболее вероятный ток трехфазного КЗ, вычисленный с учетом токоограничивающего действия дуги в месте повреждения, используется для выбора аппаратуры в сети, в том числе отходящих от КТП линий, в случае, если невозможно выбрать аппаратуру, стойкую при металлическом КЗ (кроме вводных и секционного выключателей КТП, которые всегда следует выбирать по металлическим КЗ), а также для проверки селективности защит при этом токе, если при металлическом КЗ она не обеспечивается;

- минимальный ток двухфазного КЗ. вычисленный с учетом токоограничнвающего действия дуги в месте повреждения, используется для проверки чувствительности защит:

- минимальный ток однофазного КЗ, вычисленный с учетом токоограничнвающего действия дуги в месте повреждения, используется для проверки чувствительности защит:

- остаточное напряжение при КЗ через дугу, используется для проверки чувствительности максимальных токовых защит с пуском по напряжению, устанавливаемых на понижающих трансформаторах и генераторах напряжением 0.4 кВ.

Определяются также значения ударного тока короткого замыкания I_уд и его тепловой импульс. Их используют для выбора аппаратуры (автоматических выключателей, рубильников), шинопроводов н другого электрооборудования.

При определении минимального тока КЗ с учетом токоограничнвающего действия дуги в месте повреждения в схему замещения вводится активное сопротивление 15 мОм, учитывающее совокупно все переходные сопротивления (рубильников, автоматов, вставных контактов, болтовых соединений) и сопротивление электрической дуги в месте повреждения. Значение 15 мОм можно принимать одинаковым для любой точки сети 0,4кВ, так как по мере удаления от трансформатора существенно увеличиваются сопротивления остальных элементов пели КЗ и влияние переходных сопротивлений на ток КЗ быстро уменьшается, их более точный учет уже не имеет практического смысла.

Влияние токоограничизаюшего действия дуги в месте КЗ можно не учитывать:

• при выборе аппаратуры - если мощность трансформатора менее 400 кВА:

• при проверке чувствительности зашит - если мощность трансформатора менее 250 кВА

При мощности понижающих трансформаторов, равной или больше указанной, влиянием сопротивления дуги в месте КЗ можно пренебречь при большом сопротивлении питающей энергосистемы:

• при выборе аппаратуры - если отношение х_с/х_ц находится в области А или Б (рис. 11);

• при проверке чувствительности зашит - если отношение х_с/х_ц, находится в области А (рис. 11).

Рисунок 11 - Области, в которых можно не учитывать токоограничивающее действие дуги.