УКАЗАНИЯ ПО ОГРАНИЧЕНИЮ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
В СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 110 кВ И ВЫШЕ

Указания составлены институтом "Энергосетьпроект" (инженеры Г.А.Славин, Г.А.Илларионов, Н.И.Билик) в соответствии с приказом министра энергетики и электрификации СССР от 8 сентября 1971 г. N 250, рассмотрены экспертной комиссией НТС в составе представителей Главтехуправления, Главниипроекта, ЦДУ, ВНИИЭ, ТЭП, МЭИ, НИЦВВА под председательством проф. П.Г.Грудинского.

Указаниями определен порядок проверки соответствия отключающей способности установленных выключателей фактическому току короткого замыкания и скорости восстанавливающего напряжения в месте их установки и рекомендованы способы и устройства для ограничения токов короткого замыкания и восстанавливающихся напряжений на контактах выключателей. Наряду с модернизацией выключателей и секционированием сети в нормальном режиме рекомендуется использовать релейные устройства для опережающего деления сети в режиме короткого замыкания и для блокировки АПВ при больших токах, заземление нейтрали трансформаторов через реактор или резистор, а также применение токоограничивающих реакторов.

УТВЕРЖДЕНЫ министром энергетики и электрификации СССР П.С.Непорожним 17 апреля 1975 г.*

______________

* Информацию о введении в действие см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Настоящие указания предназначены для использования при разработке мероприятий по приведению в соответствие параметров короткого замыкания и отключающей способности выключателей 110 кВ и выше.

2. Указания могут быть также использованы при установлении экономически целесообразного уровня токов короткого замыкания при проектировании развития энергосистем, как это предусмотрено в [Л.1].

3. Районные энергоуправления должны проверять соответствие отключающей способности выключателей параметрам короткого замыкания. Проверка обязательна на энергообъектах при вводе новых генераторов, автотрансформаторов и линий электропередачи. При этом проверке подлежат также выключатели, установленные на примыкающих к ним энергообъектах.

4. При проектировании развития энергосистем, а также при разработке главных схем электрических соединений отдельных электростанций и подстанций необходимо проверять соответствие отключающей способности выключателей параметрам токов КЗ и анализировать технико-экономические показатели вариантов схем с различными уровнями токов КЗ.

5. Параметрами короткого замыкания, по которым производится проверка соответствия отключающей способности выключателей, являются наибольший периодический ток КЗ в месте установки выключателя, относительное содержание апериодической составляющей и скорость восстанавливающегося напряжения (СВН) , т.е. напряжения, которое появляется между контактами выключателя вслед за отключением КЗ [Л.2].

6. Начальное значение периодической составляющей наибольшего тока КЗ не должно превышать номинального тока отключения выключателя , значения которого приведены в табл.1.

     Таблица 1

7. Скорость восстанавливающегося напряжения не должна превышать величину, допустимую для данного типа выключателя. При отключении тока, величина которого меньше , допускается повышение СВН по сравнению с приведенной в табл.1 (см. выражение 2-7).

Проверка соответствия отключающей способности по СВН требуется только для воздушных выключателей.

8. Относительное содержание апериодической составляющей тока КЗ в момент отключения не должно превышать гарантируемой величины. При несоблюдении этого требования необходимо обеспечение запаса по отключаемому току согласно [Л.2].

Проверка относительного содержания апериодической составляющей тока КЗ требуется только на электростанциях с током КЗ выше 0,7 .

9. При обнаружении несоответствия должны быть приняты меры по снижению уровня токов КЗ, снижению СВН или повышению отключающей способности выключателей изменением схемы сети, модернизацией или заменой выключателей или применением специальных способов и устройств для ограничения токов КЗ и СВН.

10. Первоочередным мероприятием для приведения отключающей способности выключателей в соответствие с токами КЗ, как правило, должна быть модернизация выключателей. Если эта возможность исчерпана, следует проверить эффективность мероприятий по ограничению токов КЗ и скорости восстанавливающегося напряжения или осуществить замену выключателей.

11. Требуемая степень ограничения токов КЗ определяется, в первую очередь, отключающей способностью установленных выключателей с учетом их количества и возможности модернизации. Ограничение уровня токов КЗ может определяться также необходимостью обеспечения электродинамической стойкости обмоток трансформаторов, электрической прочности кабелей связи и другими условиями.

12. Основным рекомендуемым способом ограничения токов КЗ является секционирование сети в нормальном рабочем режиме с целью увеличения индуктивных сопротивлений между расчетной точкой КЗ и генерирующими источниками.

13. Для узлов сети, имеющих развитые связи на нескольких номинальных напряжениях, при высоком уровне тока КЗ следует проверять возможность и целесообразность секционирования сетей низших номинальных напряжений, сохраняя сеть высшего напряжения замкнутой.

14. В тех случаях, когда термическая и динамическая стойкость выключателя при сквозных токах КЗ выше номинального тока отключения выключателя, следует применять опережающее деление сети, рассматривая это как временное мероприятие до осуществления других реконструктивных работ постоянного характера.

15. В случаях, когда токи однофазных КЗ превышают токи трехфазных КЗ, следует проверять эффективность повышения сопротивления нулевой последовательности схемы, приводящее к снижению токов однофазных и двухфазных КЗ на землю. С этой целью возможно разземление нейтрали части трансформаторов, а также включение в нейтраль трансформаторов специальных резисторов или реакторов.

16. В сетях напряжением 110 кВ и ниже рекомендуется проверять целесообразность установки токоограничивающих реакторов.

17. Для ограничения СВН при отключении неудаленных КЗ рекомендуется использовать шунтирующие резисторы, устанавливаемые на выключателе (допускается их установка около выключателя на дополнительной изолирующей стойке).

18. Для ограничения СВН на сборных шинах с малым числом отходящих ВЛ при большой величине тока КЗ допускается подключение резистора между фазой и землей через специальный быстродействующий замыкатель, если другие мероприятия, в том числе замена выключателей, менее эффективны.

19. При оценке и выборе мероприятий по приведению в соответствие токов КЗ и коммутационной способности выключателей в каждом конкретном случае следует производить технико-экономическую оценку принимаемых мер с учетом их влияния на статическую и динамическую устойчивость электропередачи, надежность электроснабжения, потери электроэнергии, качество напряжения и другие режимные факторы.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

2.1. Токи короткого замыкания

Методы расчета токов КЗ разработаны и широко известны [Л.3]. При проверке соответствия выключателя параметрам КЗ рекомендуются следующие упрощения расчета.

Если короткое замыкание происходит в цепи генератора на генераторном напряжении, то расчет периодической составляющей тока КЗ должен проводиться с учетом ее затухания, которое может достигать 15-25% к моменту отключения выключателя (=0,10-0,12 с). При КЗ на повышенном напряжении (одна трансформация) периодическая составляющая к тому же времени снижается на 10-15% от начального значения тока КЗ. При большом числе источников тока в сети и удаленности значительной части их от места КЗ возможное затухание периодической составляющей не превышает 5%, что находится в пределах точности расчета. Поэтому в электросетях напряжением 110 кВ и выше затуханием периодической составляющей можно пренебречь.

Апериодическая составляющая тока КЗ зависит от многих факторов, в частности, от фазы возникновения КЗ на разных полюсах. При КЗ в момент прохода кривой напряжения через нулевое значение в однофазной схеме величина апериодической составляющей равна амплитуде периодической составляющей. В трехфазной схеме неодновременность КЗ на разных полюсах может приводить как к снижению апериодической составляющей до нуля, так и к ее повышению. При неблагоприятном сочетании моментов КЗ она может превышать на 35% амплитуду периодической составляющей тока КЗ. Так как вероятность таких сочетаний мала, то при проверке отключающей способности выключателя апериодическую составляющую в момент короткого замыкания следует принимать равной амплитуде начального значения периодической составляющей тока КЗ.

Относительное содержание апериодической составляющей тока КЗ в момент отключения для выключателей всех типов - как старых, так и новых, не должно превышать величины, указанной в [Л.2]. При несоблюдении этого требования необходимо либо согласование с предприятием-поставщиком, либо обеспечение запаса по отключаемому току согласно п.1.6.3 ГОСТ 687-70. При расчетах следует принимать затухание апериодической составляющей по экспоненте с постоянной времени , где - приведенное к точке КЗ индуктивное сопротивление схемы замещения, которое определяет периодическую составляющую тока КЗ; - синхронная круговая частота; - приведенное к точке КЗ активное сопротивление схемы замещения. При определении активные сопротивления линий электропередачи следует принимать равными активным сопротивлениям проводов как в схеме прямой, так и в схеме нулевой последовательности.

В одном и том же распределительном устройстве выключатели различных цепей могут работать в существенно различных условиях как по току КЗ, так и по скорости восстанавливающего напряжения. Поэтому проверка коммутационной способности выключателя должна проводиться для той цепи, где он установлен.