Пятница, Декабрь 15, 2017

8.Дуговые короткие замыкания

         Выше указывалось, что наибольшая часть КЗ в сетях нпряжением до 1 кВ является дуговыми КЗ. Многочисленные исследования показывают, что при дуговом КЗ ток КЗ всегда меньше тока металлического КЗ в этой же точке. Однако определить точное значение RД в месте КЗ не представляется возможным. Существующие методики расчетов дуговых КЗ позволяют лишь примерно оценить значение RД в месте КЗ.

       Рассмотрим более подробно некоторые методики расчетов дуговых КЗ.

 

8.1 Расчеты дуговых КЗ с помощью формул, основанных на методе симметричных составляющих

 

       Все расчеты токов дуговых КЗ, также как и металлических, сводятся к определению суммарного сопротивления до точки КЗ для данного вида КЗ, по которому при известном напряжении сети можно вычислить ток КЗ. В общем виде это можно выразить следующей формулой :

 

, кА     (24)

 

   где n – вид КЗ;

*   - суммарное сопротивление до места КЗ

Расчетные формулы для определения суммарных сопротивлений до места КЗ и токов дуговых КЗ приведены в таблице 2

Таблица 2

Расчетные формулы для определения суммарных сопротивлений и токов в сети 0,4 кВ для дуговых КЗ

Вид КЗ

Суммарное сопротивление Zå, мОм

Суммарный ток IКå, кА

Трехфазное, К(3)

Двухфазное, К(2)

Однофазное, К(1)

 

           Сопротивления R1å и X1å рассчитываются также, как для металлических КЗ.Учет сопротивления дуги в месте КЗ в данном случае выполняется введением в расчетную схему активного сопротивления дуги RД [4], причем RД либо принимается равным 15 мОм, либо определяется из таблицы № 3, в которой значение сопротивления RД получены экспериментально в зависимости от места КЗ и мощности питающего трансформатора [2].

Таблица 3

Значение активного сопротивления дуги

Расчетные условия КЗ

Активное сопротивление дуги (RД ), мОм, при КЗ за трансформаторами мощностью, кВА

250

400

630

1000

1600

2500

КЗ вблизи выводов низшего

напряжения трансформатора:

- в разделке кабелей напряжением:

0,4 кВ

15

10

7

5

4

3,0

0,525 кВ

14

8

6

1,5

3,5

2,5

0,69 кВ

12

7

5

4

3,0

2,0

- в шинопроводе типа ШМА напряжением :

0,4 кВ

6

4

3,0

0,525 кВ

5

3,5

2,5

0,69 кВ

4

3,0

2,0

КЗ в конце шинопровода типа ШМА длиной 100 – 150 м.

напряжением:

0,4 кВ

6-8

5-7

4-6

0,525 кВ

5-7

4-6

3-5

0,69 кВ

4-6

3-5

2-4

 

 

8.2 Расчеты дуговых КЗ с помощью снижающего коэффициента KC

 

Данная методика, предложенная сотрудниками ОРГРЭС [8] , разработана на основе экспериментальных исследований, проведенных в реальных условиях на ряде электростанций Сибири (Омская ТЭЦ-4, Красноярская ГРЭС-2, Назаровская ГРЭС). Целью проведения экспериментов было изучение способов возникновения и характера поведения электрической дуги переменного тока в условиях действующих электроустановок отечественных электростанций и подстанций а также разработка методики определения токов дуговых КЗ. Предложенная автором методика приводится в ГОСТ 28249-93 на расчет токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кв . Она заключается в том, что предлагается определять значение наиболее вероятных токов дуговых КЗ (симметричных и не симметричных ) с помощью токов металлических КЗ и снижающего (поправочного) коэффициента Кс , учитывающего уменьшение токов дуговых КЗ по сравнению с металлическими КЗ в зависимости от суммарного сопротивления расчетной сети до точки КЗ

       Значение коэффициентов Кс в зависимости от удаленности точки КЗ, т.е. кривые Кс = были получены в результате обработки экспериментальных данных реальных опытов КЗ за трансформаторами мощностью 630 и 1000 кВА. Эти кривые приведены на рис. 6

     Кривая 1 используется для определения Кс в начальный момент дугового КЗ (tКЗ<0,05с), а кривая 2 используется для определения значения коэффициента Кс при установившемся дуговом КЗ (tКЗ>0,05с)

Рис. 6 Кривые зависимости Кс от сопротивления цепи КЗ :

               1 – начало процесса дугового замыкания tКЗ<0,05с;

             2 – установившийся процесс дугового замыкания tКЗ>0,05с

 

   Например, ток трехфазного КЗ с помощью коэффициента Кс определяется в килоамперах по выражению:

 

       (25)

 

где - ток трехфазного металлического КЗ, кА;

           Кс – снижающий коэффициент, определяемый по характеристике                 Кс = , приведенной на рис. 6

Для трехфазного КЗ :

     Таким образом для определения наиболее вероятных токов дуговых КЗ, симметричных и не симметричных необходимо в начале определить значение суммарных сопротивлений до места КЗ и соответствующих им токов металлических КЗ. Расчетные выражения для них приведены в таблице 1.

     Затем по кривым рис. 6 определить значение коэффициента Кс для нужного вида КЗ.

В общем виде ток дугового КЗ в соответствии с данной методикой можно представить следующим выражением:

 

Ik(n)дуг = Iкм(n)× Кс,               (26)

Где   n – вид КЗ;

Iкм(n) – ток металлического КЗ, кА,

Кс – снижающий коэффициент.