Выбор выключателей и разъединителей

Схема замещения и особенности преобразования

Схемой замещения называют электрическую схему, соответствующую по исходным данным расчетной схеме, но в которой все магнитные (трансформаторные) связи заменены электрическими.

При расчетах в именованных единицах все сопротивления схемы должны быть выражены в омах и приведены к одному базовому напряжению (к среднему напряжению одной электрической ступени). Если расчет выполняется в относительных единицах, то необходимо предварительно привести все сопротивления элементов схемы замещения к одним и тем же базовым условиям. За базовую мощность обычно принимают 100, 1000 или 10000 МВА. За базовое напряжение - соответствующее среднее напряжение.

Каждому сопротивлению в схеме замещения присваивается определенный номер, который сохраняется за ним до конца расчета. После того как схема замещения составлена и определены сопротивления всех элементов, она преобразуется к наиболее простому виду. При этом используются правила параллельного и последовательного сложения сопротивлений и преобразование звезды в треугольник и обратно.

В процессе преобразования схемы замещения часто возникает задача разделения, так называемых, связанных цепей, когда токи от нескольких источников проходят через общее сопротивление х₄. Для того чтобы определить ток, поступающий к точке КЗ от каждого источника, необходимо преобразовать схему к лучевому виду, показанному на рисунке 7.1 г.

Рисунок 7.1 - Разделение связанных цепей

Определяют результирующее сопротивление схемы

,

(7.1)

где х_эк – эквивалентное сопротивление всех источников питания относительно точки 1 схемы

(7.2)

Относительное значение периодической составляющей тока в месте повреждения принимают за единицу () и находят коэффициенты распределения, т.е. долю участия в токе КЗ каждого источника.

На основании закона Кирхгофа можно записать

I_п*I+I_п*II+I_п*III=I_п=1, а также и т.д.

Отсюда коэффициенты распределения по ветвям

и т.д.

Правильность вычисления коэффициентов можно проверить по выполнению условия

и т.д.

Параметры схем замещения для установок ниже 1 кВ удобно представлять в именованных единицах и определяются они с учетом активного сопротивления.

Примером сложных схем замещения могут служить случаи КЗ, приведенные на рисунках 7.2-7.3. Преобразование таких схем осуществляется либо совмещением, как это показано на рисунке 7.2 а, б, либо последовательным преобразованием треугольника в звезду и наоборот, как это показано на рисунке 7.3. Дальнейшие преобразования схемы производятся по обычным правилам.

Рисунок 7.2 - Короткое замыкание в симметричной сложной схеме

Рисунок 7.3 - Преобразование сложной схемы по методу треугольник – звезда

Выключатели выбирают по номинальному напряжению U_н, длительному номинальному току I_дл.н, отключающей способности и проверяют на термическую и динамическую устойчивость. Проверка на электродинамическую устойчивость производится путем определения I^'' и i_y и сравнением этих значений с величиной сквозного симметричного тока I_пр.c и предельного ассиметричного тока, равного ∙ по условиям .

Условия проверки на термическую устойчивость

(7.3)

где— номинальный ток термической устойчивости, в течение номинального времени термической устойчивости .

Кроме того, выключатели проверяются по отключающей способности, которую характеризуют номинальный симметричный ток отключения (дается в каталогах) и номинальное относительное содержание апериодической составляющей.

Разъединители выбираются по длительному номинальному току и номинальному напряжению и проверяются на термическую и динамическую устойчивость по условиям, путем сравнения каталожных и расчетных данных. Расчетные величины те же, что и для выключателей.