Тема 3.5 Короткие замыкания в электроустановках

 

Короткие замыкания (КЗ) в электроустановках. Виды коротких замыканий. Физическая сущность процесса КЗ. Причины, последствия и способы устранения КЗ. Расчетная схема и схема замещения, выбор расчетных точек КЗ. Определение сопротивлений короткозамкнутой цепи в именованных и относительных единицах. Методика расчетов токов КЗ.

Электродинамическое и термическое действия токов КЗ и последствия этих воздействий на электрооборудование.

 

Рекомендуемая литература: [24]

 

Методические указания

 

Изучение темы следует начать с рассмотрения причин возникновения КЗ, процесса протекания режима КЗ [24, § 7.1].

Основная цель изучения данной темы - научиться рассчитывать величины токов короткого замыкания: мгновенное значение ударного тока i_y, действующее значение установившегося тока I^∞, сверхпереходный ток I''= I _по.

На практике расчет токов короткого замыкания в сетях высокого напряжения наиболее часто ведут в относительных единицах. Обратите внимание на расчет сопротивлений элементов системы электроснабжения в относительных единицах [24,табл. 7.2]

Изучите порядок расчета токов короткого замыкания по [24, с. 360 – 367]. Рассмотрите примеры 7.1 и 7.2 в [24, с.367 – 374].

Электродинамическое и термическое действие токов КЗ рассмотрите в [24, § 7.3]. Обратите внимание на понятия «электродинамическая стойкость» и «термическая стойкость», условия электродинамической стойкости аппаратов i _дин ≥ i_y и токоведущих частей б _дон ≥ б _расч, условия термической стойкости:

и

 

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите причины и последствия коротких замыканий в электрических сетях.

2. Назовите виды коротких замыканий.

3. Что такое «ударный ток»? Из каких составляющих складывается его величина?

4. Объясните порядок составления схемы замещения сети.

5. Запишите формулу для расчета сверхпереходного тока КЗ при расчетах в относительных единицах.

6. В чем особенности расчета токов КЗ от источника неограниченной мощности?

7. Перечислите способы ограничения токов КЗ. Определите случаи целесообразности применения каждого из них.

 

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление

· о физической сущности процесса короткого замыкания в системах электроснабжения;

· об электродинамическом и термическом действии токов КЗ и последствиях этих воздействий;

знать

· виды коротких замыканий;

· причины, последствия и способы устранения КЗ;

уметь

· составлять расчетную схему и схему замещения;

· рассчитывать ток симметричного трехфазного короткого замыкания.

 

Тема 3.6 Выбор электрических аппаратов по условиям короткого замыкания

 

Необходимость проверки токоведущих частей и аппаратов на действие токов КЗ. Алгоритм проверки выбора токоведущих частей и аппаратов по токам КЗ. Ограничение токов КЗ. Токоограничивающие реакторы, принцип их действия и включение в сеть 6 – 10 кВ.

 

Рекомендуемая литература: [8, 24, 27]

 

Методические указания

 

Основные требования и условия выбора аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания изложены в ПУЭ [8, глава 1.4]. Обратите внимание на аппараты и проводники электроустановок выше 1 кВ проверяемые и непроверяемые по режиму КЗ [8, п. 1.4.2, 1.4.3]. Какие виды КЗ следует принимать в качестве расчетных указаны в[8, п. 1.4.5].

По [8, п. 1.4.16] ознакомьтесь с предельно допустимыми температурами нагрева для алюминиевых шин, проводов, кабелей при КЗ.

Из [24, с. 384 – 393] или [27, с. 245 – 250] определите условия выбора по номинальным параметрам и проверки на действие токов КЗ для высоковольтных аппаратов – выключателей,

разъединителей и т. д. Рассмотрите приведенные примеры расчетов.

Способы ограничения токов короткого замыкания подробно рассмотрены в [24, § 7.4].

 

Вопросы для самоконтроля

1. Запишите условие проверки на электродинамическую стойкость трансформаторов тока?

2. Какой вид КЗ следует принимать в качестве расчетного для определения термической стойкости аппаратов и проводников.

3. Является ли термически стойким к току КЗ кабель ААШв на напряжение 10 кВ, если в процессе короткого замыкания температура повысилась до 150⁰С? На каком основании сделан вывод?

4. Подлежат ли проверке по режиму КЗ при напряжении выше 1кВ аппараты и проводники, защищенные предохранителями? Свой ответ подтвердите требованиями ПУЭ.

5. По какому значению тока КЗ (в начале или конце кабельной линии) следует проверять на термическую стойкость линию, состоящую из одиночного кабеля и пучка параллельно включенных кабелей.

6. Перечислите методы ограничения токов КЗ в системе электроснабжения.

7. Какие схемы используются для подключения токоограничивающих реакторов?

 

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление

· о назначении токоограничивающих реакторов в сетях напряжением 6 – 10 кВ;

знать

· способы ограничения токов короткого замыкания;

· схемы включения токоограничивающих реакторов в сетях напряжением 6 – 10 кВ;

уметь

· выбирать электрооборудование и токоведущие части по условиям короткого замыкания.