Зиборов Б.Н.
Согласно статистическим данным на промышленных предприятиях и гражданских объектах часты случаи,
когда при однофазном коротком замыкании (КЗ) в сети до 1000 В защитный аппарат не срабатывает и не отключает поврежденный участок.
Это может привести к следующим негативным явлениям: попаданию персонала под напряжение; переходу однофазного КЗ в другие виды КЗ; перегреву оболочек кабелей и корпусов электрических аппаратов; работе электрооборудования в тяжелых условиях, что может в дальнейшем привести к его раннему выходу из строя. Известно, что большинство однофазных КЗ проходит при наличии электрической дуги, поэтому повышается вероятность возгорания электропроводки (чем дольше будет гореть дуга, тем более вероятно возникновение пожара). И даже не перечисляя отрицательных последствий надо сказать, что защита системы промышленного электроснабжения (СПЭ) должна работать надежно и при любых авариях, в том числе однофазном КЗ, срабатывать на отключение. Основной причиной несрабатывания защиты является неточный расчет величины тока однофазного КЗ и в связи с этим неверная настройка защитного аппарата.
Неверный расчет тока однофазного КЗ связан с:
- неточностью существующих методик расчета;
- неполным учетом всех влияющих факторов при вычислениях тока однофазного КЗ.
Произвести вычисления тока однофазного КЗ вручную у каждого электроприемника (ЭП) задача сложная, т.к. их количество в цеху может насчитывать 200 и более.
Имеющийся для таких расчетов ГОСТ имеет ряд недостатков: он ориентирован на расчет 3х фазного КЗ;
имеющиеся зависимости имеют ряд фиксированных параметров; предлагаемые методики трудны в использовании;
не производится учет ряда факторов, влияющих на конечный результат.
Процесс расчета нагрева кабелей, сопротивление дуги, контактов, аппаратов и др.очень трудоемкий. Необходимо добавить, что процесс расчета связан с итерационными вычислениями, т.к. сопротивления многих элементов зависят от протекающего тока. И, что вообще практически невозможно учесть при ручном счете - режим работы комплексных нагрузок и электродвигателей (ЭД). В связи с этим чаще всего прибегают к приблизительным методам, что дает большую погрешность. В процессе эксплуатации ЭП могут отключаться, добавляться, меняться кабели, пути прокладки, что уже в дальнейшем не учитывается, и для аппаратов защиты настойка не производится. В связи с вышеизложенным возникла задача получить расчетную методику для ЭВМ позволяющую для схем любой сложности и конфигурации, с произвольным количеством ЭП в любой точке и через любое время после возникновения КЗ получить величину тока однофазного КЗ.
Анализ существующих аппаратных средств для измерения токов КЗ в сетях напряжением до 1000 В показал ограниченность их применения.
Так, использование приборов невозможно на проектных стадиях расчета, отсутствует возможность учета нагрева проводников и кабелей во время КЗ, учета электрической дуги, получение результатов через интересующий интервал времени после возникновения КЗ.
В результате проведенной работы были получены следующие результаты:
- Разработаны методики вычисления сопротивлений цепи фаза-нуль, для определения тока однофазного КЗ в сети до 1000 В, учитывающие положение переключателя ПБВ силового трансформатора, увеличение сопротивлений проводников и контактных соединений вследствие нагрева, величину сопротивлений контактных соединений исходя их физических свойств материала.
- Получены расчетные зависимости, позволяющие произвести учет электрической дуги при вычислении тока однофазного КЗ без применения вычислительных средств.
- Разработан комплекс программ для проведения исследований СПЭ напряжением до 1000 В, интегрированный в АСНИ на уровне единого программного обеспечения, в режимах: нормальном симметричном, нормальном несимметричном, режиме трехфазного и однофазного КЗ.
- Получены зависимости, позволяющие без применения вычислительных средств определить успешность срабатывания защитного аппарата при однофазных КЗ при схеме трансформатор-силовой кабель.
- Доказана необходимость использования кабелей и проводников с сечением нулевой жилы равной сечению фазной, что позволит увеличить надежность их работы как в нормальном режиме, так и в режиме КЗ.
- Определено влияние различных элементов, составляющих сопротивление цепи фаза-нуль на величину тока однофазного КЗ и показано, что их совместное влияние может внести уточнения в расчетный ток до 35%.
Вы можите заказать нам выполнение расчетов токов КЗ