Что такое апериодическая составляющая тока кз

2.Периодическая и апериодическая составляющие тока короткого замыкания

Максимальное время существования апериодической составляющей.

(Дифференциальное уравнение равновесия для любой фазы при трехфазном КЗ

Решение этого уравнения дает полный ток в цепи после кз

Здесь i _п — периодическая составляющая тока кз

i _а — апериодическая составляющая тока кз

α — фаза напряжения

i _а|0| — начальное значение апериодической составляющей

Т а — постоянная времени цепи кз , )-конец!

3 . Защита трансформаторов малой и средней мощности 10/0,4 кВ

Для защиты трансформатора небольшой и средней мощности (менее 6,3МВ-А) при КЗ на выводах трансформатора и в его соединениях с выключателем. Предусматривается токовая защита от многофазных к.з. Она содержит обычно две ступени: первую — токовую отсечку без выдержки времени, третью — максимальную токовую защиту.

Защита устанавливается со стороны источника питания непосредственно у выключателя. В зону действия защиты входят трансформатор и его соединения с выключателями. Она может быть выполнена посредством вторичных реле прямого и косвенного действия на переменном и постоянном оперативном токе.

Селективность отсечки обеспечивается выбором ее тока срабатывания по выражению

Максимальный ток внешнего КЗ определяется при повреждении на шинах низшего напряжения (точка К1). Коэффициент отстройкизависит от типа реле. Принимается=1,2. 2,0.

Сопротивление трансформатора обычно достаточно велико, поэтому при КЗ со стороны питания (точка К2) ток повреждения значительно превышает I(3)к.вн mах.

Недостаток отсечки без выдержки времени состоит в неполной защите трансформаторов. В ее зону действия входит только часть обмотки. Защита не реагирует на короткие замыкания на выводах и в соединениях с выключателем со стороны низшего напряжения (точка К3) Для отключения этих КЗ токовая отсечка без выдержки времени дополняется МТЗ. МТЗ полностью защищает трансформатор от токов КЗ и от сверхтоков внешних коротких замыканий. Выдержка времени МТЗ выбирается на ступень Dt больше максимальной выдержки времени защит предыдущих элементов, а ток срабатывания — из условия предотвращения срабатывания защиты при перегрузках по выражению ,При этом коэффициент чувствительности должен быть Кч>=1,5 при коротких замыканиях на низшей стороне трансформатора и Кч>=1,2 при коротких замыканиях в конце линий, отходящих от шин низшего напряжения.На параллельно работающих трансформаторах защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени сохраняет селективность только при коротких замыканиях в зоне первой ступени; селективное действие третьей ступени обеспечивается лишь при наличии на шинах низшего напряжения секционного выключателя с защитой, имеющей меньшую выдержку времени.

По заданным электрическим параметрам в разных точках схемы выбрать электрооборудование, Составить программу оперативных переключений по выводу в ремонт отделителя QR1.

Выбираем трансформаторы:

Проверяем трансформатора в нормальном и аварийном режиме:

Выбираем выключатели QF3 и QF4

_I_по

_бескан

Выбираем и проверяем отделители QR1 и QR2 и разъединители QS1 и QS2:

Вывод в ремонт отделителя QR1:

Отключить накладку «АВР».
Включить секционный выключатель QB.
Проверить включенное положение СВ QB.
Отключить выключатель QF3.
Проверить отключенное положение выключателя QF3.
Выкатить выключатель QF3 в контрольное положение.
Отключить отделитель QR1.
Отключить разъединитель QS1.
Проверить отсутствие напряжения на отделителе QR1 со стороны силового трансформатора.
Включить заземляющий нож QN1.
Проверить отсутствие напряжения на разъединителе QS1 со стороны отделителя QR1.

Составляющие токов короткого замыкания при переходных процессах. Основные соотношения при трехфазном коротком замыкании

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в электроустановке: Свободная составляющая тока короткого замыкания в электроустановке, изменяющаяся во времени без перемены знака.

Периодическая составляющая тока короткого замыкания рабочей частоты в электроустановке: Составляющая тока короткого замыкания в электроустановке, изменяющаяся по периодическому закону с рабочей частотой.

Для выбора и проверки электрооборудования по условию электродинамической стойкости необходимо знать наибольшее возможное мгновенное значение тока КЗ, которое называют ударным током и определяют по формуле:

где Iп0 — значение периодической слагающей тока КЗ в начальный момент; Куд — ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Та апериодической составляющей тока КЗ

где Хк и Rк — соответственно индуктивное и активное сопротивления цепи КЗ.

Зависимость ударного коэффициента Куд от постоянной времени Та определяется выражением

Рассмотрим возникновение тока КЗ в цепи переменного тока с синусоидальной ЭДС, от источника неограниченной мощности. Значения токов КЗ зависят от момента времени. В первые моменты ток имеет переходные значения, а затем, после затухания в цепи свободных токов и прекращения изменения напряжения возбудителей синхронных машин под действием АРВ, получает установившуюся величину, равную по закону Ома:

Для принятых условий допускается, что R = 0, тогда действующее значение тока КЗ:

Угол сдвига тока по фазе φ_к = π/2.

Примем, что мгновенное значение ЭДС изменяется по закону ; мгновенное значение тока КЗ: .

Если предположить, что КЗ произошло в момент прохождения ЭДС через «0» (что является наиболее опасным случаем), то при t = 0

На рисунке 8.6 приведены кривые изменения тока короткого замыкания в цепи, питающейся от системы неограниченной мощности.

Рисунок 8.6 – Кривые изменения тока при коротком замыкании в удаленных точках от системы неограниченной мощности

Итак, при возникновении КЗ, в цепи появляются токи, имеющие следующие названия: периодическая составляющая тока КЗ, определяется по закону Ома и изменяется по гармонической кривой в соответствии с синусоидальной ЭДС генератора с рабочей частотой; апериодическая составляющая – определяется характером затухания тока КЗ, зависящего от активного сопротивления цепи и обмоток статора генератора, изменяющаяся со временем без перемены знака. В цепи с напряжением выше 1000 В, где значение активного сопротивления мало, время затухания апериодической составляющей 0,15 – 0,2 с. Полный ударный ток КЗ получается от алгебраического сложения первых двух.

Пока амплитуда полного тока уменьшается из-за наличия апериодического тока, его называют переходным током КЗ. Когда изменение амплитуды прекратятся, ток называется установившимся.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Что такое апериодический ток?

Апериодические токи в обмотках статора создают неподвижный в пространстве магнитный поток. При вращении ротора обмотка возбуждения пересекает указанный неподвижный поток статора, поэтому в ней наводится переменный ток, накладывающийся на свободный ток постоянного направления. [2]

3Ток небаланса в реле при внешних. [3]

Апериодический ток Ia затухает со скоростью, значи — тельно меньшей, чем скорость изменения периодического ( переменного) тока. Продолжительность апериодического тока / а зависит от постоянной времени Г, первичной цепи. Поэтому ток / а трансформируется во вторичную обмотку значительно хуже и большая его часть идет на намагничивание сердечника. Ток намагничивания от апериодического тока во много раз превосходит ток намагничивания, имеющий место при протекании переменного тока. [4]

5Токи синхронного генератора при трехфазном коротком замыкании. | Момент синхронной машины при коротком замыкании. [5]

Апериодические токи обмотки якоря наводят в обмотках ротора переменные токи, затухающие в обмотке возбуждения ( рис. 4.79, б) и в демпферной обмотке ( рис. 4.79 в), с разными постоянными времени. Демпферная обмотка сглаживает колебания токов в обмотке возбуждения, предохраняя возбудитель от перегрузок по току и перенапряжений. Затухание апериодических токов зависит в основном от активных сопротивлений контуров. [6]

Отм затухающие апериодические токи накладываются как на стороне высшего, так и па стороне низшего напряжения на переменные токи нормального режима) [ искажают их при любом изменении режима. В дальней тем расчет ведется для одинакового числа витков в обеих обмотках, причем отношения индуктнввостей к активному сопротивлению принимаются равными. Для трансформаторов последнее условие обычно выполняется. Если принять значении тока на стороне низшего напряжения за исходное, то действительная величина тока на стороне высшего напряжения будет меньше в соответствии с коэффициентом трансформации. [7]

8Схема соединения и схема замещения трансформатора для вычисления внезапного тока короткого замыкания. [8]

Величина апериодического тока зависит от начальной фазы приложенного напряжения. [9]

Влияние апериодических токов на цепи питания преобразователя происходит через трансформаторы возбудительной системы, во вторичных обмотках которых появляются апериодические токи. Величины последних зависят в основном от соотношения коэффициентов взаимной индукции обмоток вольтодобавочных трансформаторов и коэффициентов взаимной индукции обмоток выпрямительного трансформатора совместно с индуктивностью цепи выпрямленного тока. [10]

Для затухающих апериодических токов постоянного направления р представляют собой отрицательное действительное число, поэтому операторное сопротивление обмотки является отрицательным активным сопротивлением, иными словами, оно может трактоваться, как источник тока. В действительности токи возникают за счет уменьшения потоко-сцеплений обмоток. [11]

12Ток включения в ненасыщенном трансформатэре. [12]

Начальное значение апериодического тока при этом равно разности мгновенных значений установившихся токов начального ( предыдущего) и нового ( последующего) режимов в момент приложения толчкообразного импульса ( например, напряжения), изменяющего режим. Свободный ток представляет собой, таким образом, результат реакции инерционной, обладающей индуктивностью цепи на импульс, стремящийся изменить ее режим. Этот свободный ток сглаживает переход к новому режиму, не допуская мгновенных конечных по значению изменений тока, которые в инерционной цепи невозможны. [13]

14Схемы замещения, характериз

То бишь не прослеживаются у него характерные повторяющиеся циклы, например случайно меняющийся во времени. А вот синусоида, к примеру, или меандр какой — там виден невооружённым взглядом.

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в электроустановке: Свободная составляющая тока короткого замыкания в электроустановке, изменяющаяся во времени без перемены знака.

Периодическая составляющая тока короткого замыкания рабочей частоты в электроустановке: Составляющая тока короткого замыкания в электроустановке, изменяющаяся по периодическому закону с рабочей частотой.

Для выбора и проверки электрооборудования по условию электродинамической стойкости необходимо знать наибольшее возможное мгновенное значение тока КЗ, которое называют ударным токоми определяют по формуле

где Хк и Rк — соответственно индуктивное и активное сопротивления цепи КЗ.

Зависимость ударного коэффициента Куд от постоянной времени Та определяется выражением

Определение токов короткого замыкания для выбора выключателей

В условиях к. з. выключатели проверяют на электродинамическую устойчивость, отключающую способность и термическую устойчивость. В соответствии с ГОСТ 687-70 для выбора выключателей необходимо иметь следующие расчетные токи к. з.: начальный периодический ток (или сверхпереходный ток), ударный ток , периодический и апериодический отключаемые токи к моменту размыкания дугогасительных контактов выключателя (момент t). Может быть также определена расчетная мощность отключения .

Определение начального периодического тока и ударного тока рассмотрено в разделе. Методика расчета отключаемых токов зависит от положения расчетной точки к. з. в схеме электрической системы. Как и при определении ударного тока, следует различать три характерных случая: 1) удаленное к. з.; 2) к. з. вблизи генераторов или синхронных компенсаторов; 3) к. з. вблизи узла нагрузки с мощными двигателями.

Расчет периодической составляющей отключаемого тока

1. При удаленном к. з. периодический ток принимают незатухающим и равным сверхпереходному току:

2. При к. з. вблизи генератора или синхронного компенсатора к моменту размыкания цепи

выключателем периодический ток синхронной машины заметно затухает. Ток от удаленных

источников питания (системы) можно принимать незатухающим. Периодическую составляющую отключаемого тока определяют по выражению

где — суммарный периодический ток генераторов (синхронных компенсаторов) в момент t; — периодический ток от системы.

Для определения тока следует использовать расчетные кривые рис. 38-12 и 38-13 для генераторов мощностью до 100 Мвт, а для мощных генераторов и синхронных компенсаторов — кривые рис. 38-18-38-20.

3. При к. з. вблизи шин 3-10 кВ, к которым подключены мощные двигатели, надо учитывать ток подпитки от двигателей в момент отключения выключателя.

Расчетный периодический ток в этом случае равен

где — периодический незатухающий ток от системы; — периодический ток в момент отключения к. з. (момент t) от единичного двигателя или группы двигателей. Определение тока см. раздел.

Расчет апериодической составляющей отключаемого тока

1. При удаленном к. з. принимают, что апериодический ток затухает по экспоненте с постоянной времени (см. определение ударнго тока в разделе).

Апериодический ток к моменту отключения будет равен:

где — суммарный сверхпереходный ток в месте к. з.

2. При к. з. вблизи синхронной машины (генератор или синхронный компенсатор) следует

учитывать, что составляющие апериодического тока от ближайших генераторов и удаленных

источников (система) затухают с разными постоянными времени в соответствии с параметрами х, r цепей. При нескольких генераторах (синхронных компенсаторах) апериодический ток в месте к. з. в момент t можно представить суммой:

где — сумма апериодических токов генераторов к моменту отключения; г’атс — то же от системы.

тогда окончательно получим апериодический ток для места к. з.:

где — постоянные времени апериодического тока цепи генератора и системы соответственно.

3. Определение апериодической составляющей отключаемого тока вблизи группы мощных двигателей проводят также с учетом различия постоянных времени для цепи системы и двигателя.

Апериодический ток в месте повреждения можно представить суммой:

где — постоянная времени для апериодического тока двигателей (см. раздел).

Расчетная мощность отключения

Расчетная мощность отключения 50ткл.расч используется при выборе выключателя по отключающей способности.

Мощность отключения определяют для момента t по значению периодической составляющей тока трехфазного к. з. и номинальному междуфазному напряжению установки :

Дополнительно по теме

Общие указания к выполнению расчетов токов корткого замыкания

Процесс короткого замыкания. Виды коротких замыканий. Действующее значение полного тока короткого замыкания. Ударный ток короткого замыкания. Мощность короткого замыкания. Методы расчета токов короткого замыкания.
Расчетная схема. Исходные данные для составления схемы замещения. Схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов с расщепленными обмотками.
Сотавление схемы замещения и расчет её параметров.

Трехфазное короткое замыкание

Вычисление периодическиой составляющей тока трехфазного короткого замыкания. Вычисление начального периодического тока короткого замыкания. Определение ударного тока и наибольшего действующего значения тока короткого замыкания. Приближенный расчет периодической составляющей тока короткого замыкания.
Метод расчетных кривых.
Определение периодической составляющей тока короткого замыкания от мощных генераторов.
Расчет тока трехфазного короткого замыкания по методу наложения.

Несимметричные короткие замыкания

Исходные условия. Схемы отдельных последовательностей.
Определение токов и напряжений при несимметричных коротких замыканиях.
Определение тока в начальный момент несимметричного короткого замыкания.

Короткое замыкание с одновременным разрывом фазы

Неполнофазный режим работы линии.
Короткие замыкания на линии с односторонним питанием при обрыве одной фазы линии.