Лекции.ИНФО


Термическое действие токов КЗ



При протекании тока КЗ температура проводников и токоведущих частей электрических аппаратов повышается. Поскольку ток КЗ значительно превышает ток рабочего режима, нагрев может достигать опасных значений, превышающих наибольшие допустимые температуры. Критерием термической стойкости проводников является допустимая температура его нагрева то­ками КЗ.

Степень термического воздействия тока КЗ на проводники и электрические аппараты производят с помощью интеграла Джоуля: ,

где iк – ток КЗ в произвольный момент времени t , A; tк– рас­четная продолжительность КЗ, с.

Термически эквивалентный ток КЗIтер – неизменный по амплитуде (синусоидальный) ток, который за время, равное расчетной продолжительности КЗ, оказывает на проводник или электрический аппарат такое же термическое воздействие, как и реальный ток КЗ за это же время. Этот ток связан с интегралом Джоуля соотно­шением: .

Определение температуры нагрева проводников к моменту от­ключения КЗ производят с использованием кривых зависимости температуры нагрева проводников θ от величиныА (постоянная интегрирования).

Порядок определения температуры нагрева проводника, заключа­ется в следующем:

– исходя из начальной температуры проводника θн по кривой находят значение величиныАн при этой температуре;

– определяют значе­ние интеграла Джоуля Вкпри расчетных условиях КЗ;

– находят значение величины Ак, соответствующее конеч­ной температуре нагрева проводника: , причем для сталеалюминевых проводов S– площадь попереч­ного сечения алюминиевой части провода;

– по найденному значению ве­личины Акс помощью кривой определяют температуру нагрева проводника к моменту отключения КЗθк..

Электродинамическое действие токов КЗ

Два проводника с токами i1 и i2 испытывают механическое воздействие между собой. Оно выражается в притяжении проводников друг к другу или в отталкивании друг от друга. Указанное явление объясняется взаимодействием магнитных полей, возникающих вокруг проводников с токами.

Если проводники расположены параллельно на расстоянии адруг от друга, причем расстояние l, на котором они идут параллельно друг другу, значительно больше расстояния между проводниками а, то магнитная индукция B1, созданная током i1 в тех точках, где расположен второй проводник: ,где μ – относительная магнитная проницаемость воздуха; μ0– магнитная проницаемость вакуума, Гн/м.

Между проводниками действует сила: .

При расположении фаз в одной плоскости проводники крайних и средней фаз находятся в различных условиях. Для определения наибольшей силы, действующей на ту или иную фазу рассматриваемой системы, необходимо сравнить силы, действующие на крайние и среднюю фазы. В наиболее тяжелых условиях находится средняя фаза, которая и должна являться расчетной при проверке на электродинамическую стойкость трехфазных систем.

Силы взаимодействия между проводниками фаз трехфазной системы определяются уравнениями:

;

;

.

При удаленных КЗ отношение токов двухфазного и трехфазного замыканий составит:

,

поэтому сила взаимодействия между проводниками при двухфазном КЗ меньше сил, действующих на проводники при трехфазном КЗ. Таким образом, расчетным видом КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на электродинамическую стойкость является трехфазное КЗ.

Взаимодействие проводников при рабочих токах, как правило, незначительно. При КЗ наибольшие электродинамические усилия F определяются значением ударного тока КЗ.

При проверке аппаратов на термическую и электродинамическую стойкость составляется таблица для сравнения паспортных данных с расчетными значениями возможного процеса КЗ.

Пример выбора выключателя 10 кВ

Паспортные данные Расчетные данные Условие проверки
Uн = 10 кВ Uрmax = 10 кВ Uн³Uрmax
Iн = 200 А Iрmax = 5,8 А Iн³ Iрmax
imax = 20 кА iуд = 8,09 кА imax³ iуд
Iтс = 5 кА Iк= 5,64 кА
tтс =10 с tк = 2 с
Тепловой импульс: Iтс2´tтс = 250 кА2×с Iтс2´tк = 64 кА2×с Iтс2´tтс ³Iк2´tк
Iоткл = 10 кА Iк= 5,64 кА Iоткл³Iк
Sоткл = 100 МВА Sк= 63,5 МВА Sоткл³Sк

 

 

Показатели качества электроэнергии .

Формирование принципов регулирования режимов основывается на опре­деленных требованиях к качеству электрической энергии. Такие требования сформулированы в межгосударственном стандартеГОСТ 13109-97.

Качество электроэнергии характеризуется качеством частоты напряжения переменного тока и качеством напряжения.

Для оценки качества частоты уста­новлен один показатель – отклонение частоты, под которым понимают медлен­ные плавные изменения частоты (менее одного процента в секунду) относительно ее номинального значения:Δf = f – fном

Причина появления отклонения частоты заключается в нарушении баланса генерируемой и потребляемой активной мощности в электроэнергетической сис­теме. Стандартом установлено нормально допустимое и пре­дельно допустимое значения отклонения частоты соответственно δfнорм = ±0,2 Гц иδfпред = ±0,4 Гц.

Качество напряжения оценивают несколькими показателями, большинство из которых также характеризуется допустимыми значениями.

Показатель качества напряжения Нормы качества напряжения
нормальные предельные
Установившееся отклонение напряжения δUy, % ±5 ±10
Размах изменения напряжения δUt, В зависимо­сти от час­тоты повторения
Коэффициент искажения синусоидальности на­пряжения kU,%, при Uном, кВ, 0,38 6-20 110-330          
Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения kU(n), % В зависимо­сти от на­пряжения и номера гармоники 1,5kU(n)норм  
Коэффициент несимметрии напряжений по об­ратной последовательности k2U, %  
Коэффициент несимметрии напряжений по ну­левой последовательности k0U, %  
Длительность провала напряжения при напря­жении до 20 кВ включительно, Δtп, с  
         

Отклонение напряжения: .

Колебания напряжения оцениваются размахом изменения напряжения: ,

где Ui, Ui+1 – значения следующих один за другим экстремумов огибающей ам­плитудных значений напряжения.

Несинусоидальность напряжения характеризуется отличием формы кривой напряжения от синусоидальной. Она количественно оценивается коэффициен­том искажения синусоидальности кривой напряжения: ,

где U(n)i – действующее значение напряжения n-й гармоники для i-гo наблюдения.

Несимметрия напряжений характеризуется различием значений напряже­ния в разных фазах. Она обусловлена неравномерным присоединением однофаз­ных электроприемников по фазам.Несимметрия напряжений количественно характеризуется коэффициентаминесимметрии напряжений по обратной и нулевойпоследователь­ности

; ,

где U2(1)i – действующее междуфазное значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений в i-м наблюдении; U0(1)i – действующее значение напряжения нулевой последовательности ос­новной частоты; Uном – номинальное междуфазное напряжение.

Регулирование напряжения

Возможность регулирования и изменения напряжения определяется устройствами РПН (регулирование под нагрузкой) и ПБВ (переключение без возбуждения). Трансформаторы с ПБВ 10/0,4 кВв настоящее время изготовляют с основным и четырьмя дополнительными ответвлениями.

Характеристики регулируемых трансформаторов задаются в виде максимального числа поло­жительных и отрицательных по отношению к основному выводу обмотки ВН регулировочных ответвлений с указанием шага коэффициента трансформации ΔkТ в виде ±n×Δkт. Например, для РПН: ±6×1,5%, ±8×1,5%, ±10×1,5%, ± 9×1,78%, ±12×1%; для ПБВ: ±2×2,5%.

Изменение коэффициента трансформации достигается изменением числа отпаек (витков) на одной из обмоток. Для трансформаторов с регулированием на­пряжения, в частности РПН, коэффициент трансформации должен соответство­вать реальному положению переключателя для его n-го ответвления:

.

Управление коэффициентами трансформации трансформаторов осуществляется с целью обеспечения и регулирования заданных режимов напря­жения. Если трансформаторы выполнены без РПН (что имеет место обычно в сетях 6 - 20 кВ и на ряде электростанций), то регулирование их коэффициентовтрансформации, как правило, осуществляется посезонно. При наличии на транс­форматорах РПН регулирование производится при необходимости ежесуточно, в зависимости от изменения нагрузки.

 









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 481;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная