2. Определение параметров схемы замещения в физических единицах, приведённых к базисной ступени напряжения.

рис.2 Схема замещения СЭС (относительные единицы)

Схема замещеия соответствующая схеме СЭС (рис.1), приведена на рис.2.

Сопротивление энергосистемы

Сопротивление  воздушных линий ВЛ1 и ВЛ2

Среднее напряжение принимаются из рада:

Uк, кВ	6	10	35	110	130	220
Uср, кВ	6,3	10,5	37	115	154	230

Сопротивления короткого замыкания трёхфазных трёхобмоточных трансформаторов Т1, Т2 определим по формулам

аналогично для  других напряжений

Активные сопротивления элементов схемы этих же трансформаторов вычисляют с помощью параметра  a , значение которого определяют по графикам рис.3.

рис.3 Диаграммы для определения параметра a=X/R

В нашем случае ири S_н=16 МВА и  U_н=115кВ параметр a=X/R=12. Тогда активные сопротивления схемы замещения:

         

аналогично: 

                      

Сопротивления воздушных линий ВЛЗ и ВЛ4

Сопротивленя короткого замыкания трёхфазного двухобмоточного трансформаторов Т3, Т4

3. Определение параметров схемы замещения в относитеяьнмх едияицах, приваданных к базисной ступени.

При расчёте токов короткого замыкания в относительных еди­ницах за базисную принимается мощность, кратная 10, например 100, 1000, 10000 МВА, или мощность энергосистемы, если она известна.

Для данного примера пусть S_б = 100 MBA. При этом базис­ное сопротивление

Базисный ток

Сопротивления элементов схемы замещения в относительных единицах:

Из аналогичных соотношений для трансформаторов Т1,Т2

Сопротивленне линий ВЛЗ, ВЛ4

Для трансформаторов ТЗ, Т4 соотаетственно

4. Расчёт тока короткого замыкания в точке k1.

При расчёте тока короткого замыкания ЭДС всех источников принимают совпадающими по фазе, поэтому используется метод наложения: ток от каждого источника питания в месте короткого замыкания рассчитывается отдельно, а затем результаты сумми­руются.

Действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания в физических единицах при питании от энерго системы

где полное сопротивление   приведено к базовой ступени напряжения. В свою очередь суммарные активное и реактивное сопротивления до точки короткого замыкания

В нашем примере схема замещения для определения тока ко­роткого замыкания в точке К1 представлена на рис.2, где

7. Расчет однофазного тока кз в электроустановках напряжением до 1000 в Расчет токов короткого замыкания в установках до 1000 в

Достоверность расчетов токов короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1000 В зависит главным образом от того, насколько правильно оценены и полно учтены все сопротивления короткозамкнутой цепи. Ниже отражены наиболее характерные особенности, подлежащие учету при расчете режима КЗ.

1. На величину тока КЗ существенно влияют активные и реактивные сопротивления таких элементов цепи как:

• шин, кабелей и проводов длиной 10 м и более;

• токовых катушек расцепителей автоматических выключателей;

• первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока.

Эти данные приведены в справочнике [8].

Переходные сопротивления подвижных контактов коммутационных аппаратов (автоматических выключателей, рубильников, разъединителей) существенно влияют на ток КЗ. Учет суммарного сопротивления подвижных контактов осуществляется приближенно посредством введения в схему дополнительного активного сопротивления. Его значение изменяется в пределах    Ом и зависит от удаленности КЗ от шин питающей подстанции. Рекомендуются следующие значения переходного сопротивления:

• для распределительных устройств подстанций – 0,015 Ом;

• для первичных цеховых распределительных пунктов – 0,02 Ом;

• для вторичных цеховых РП – 0,025 Ом;

• для КЗ непосредственно у электроприемников, получающих питание от вторичных РП – 0,03 Ом.

3. В силу значительной удаленности сетей до 1000 В от системных источников питания напряжение на высшей стороне питающих трансформаторов 6/0.4; 10/0.4 кВ можно принимать неизменным, считая сопротивление внешней сети (   ) равным нулю.

Асинхронные электродвигатели, подключенные к узлу сети, в котором произошло КЗ, или незначительно электрически удалены от не го, в схемах замещения учитываются активно – индуктивными сопротивлениями и ЭДС, равной   . При отсутствии каталожных данных сопротивления двигателей (мОм) определяются по эмпирическим выражениям:

где    – номинальная мощность, кВт,    – номинальный ток, кА,    – номинальное напряжение электродвигателя, кВ,    – кратность пускового тока.

Подпитка точки КЗ электродвигателями учитывается при условии, что их суммарная мощность составляет более 20 % номинальной мощности питающего трансформатора.

5. В большинстве случаев в месте короткого замыкания возникает электрическая дуга, снижающая ток КЗ. Дуга учитывается активным сопротивлением; носит вероятностный характер и существенно усложняет расчет [14]. В тех случаях, когда требуется повышенная надежность установки, расчет режима короткого замыкания осуществляется без учета сопротивления дуги. Аналогично поступают, когда завышенная величина токов короткого замыкания не меняет по существу технического решения.

6. Нейтраль обмотки НН питающего трансформатора заземлена, поэтому, ток трехфазного КЗ всегда больше тока однофазного КЗ, кото- рый является наименьшим по отношению к токам других видов замыканий.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока определяется выражениями:

при трехфазном КЗ

при однофазном КЗ

Здесь    – средненоминальное напряжение ступени сети, где произошло КЗ, кВ;    – суммарные сопротивления прямой и нулевой последовательностей (мОм) относительно точки КЗ.

Ударный ток от источника питания определяется по выражению

При КЗ на низкой стороне распределительного устройства комплектной трансформаторной подстанции    и     для всех остальных случаев, в том числе и от двигателей.

В Приложении П.5 приведены справочные данные для ряда силовых элементов электроустановок до 1000 В.

Пример 7.2. Для схемы, представленной на рис. 7.5 определить наибольшие и наименьшие значения токов при коротких замыканиях поочередно в точках K1 и K2.

Трансформатор Т: 1000 кВА, 10/0.4 кВ,    – 12.

Шины Ш: 3.5 м,   , расстояние между фазами 200 мм.

Шинопровод магистральный ШМ: 50 м,  

Шинопровод распределительный ШР: 4 м,  

Кабели: L1 = 10 м,   , L2 = 8 м,   , L3 = 11 м,  ; все кабели с алюминиевой оболочкой.

Автоматы: А1 – 1500 А; А2 – 600 А; А3 – 50 А.

Рис. 7.5. Схема к примеру 7.2

Решение. Используя справочный материал, приведенный в Приложении П.5, находим сопротивления элементов заданной схемы:

• для трансформатора Т:

• для шины Ш:

• для шинопровода ШМ:

для нулевой последовательности примем     

• для шинопровода ШР:

для нулевой последовательности, аналогично предыдущему имеем  

• для кабелей:

• для автоматов:

При коротком замыкании в точке K1 примем сопротивление контактных соединений   . Следовательно, результирующие сопротивления схемы относительно точки K1 будут:

Ток при трехфазном коротком замыкании

Ток при однофазном коротком замыкании

Без учета сопротивлений контактных соединений эти токи соответственно были бы:  

При    ударный коэффициент    и, следовательно, ударный ток составляет:

При коротком замыкании в точке K2 результирующие сопротивления будут (принимая сопротивление контактных соединений   ):

Значения токов:

при трехфазном коротком замыкании

при однофазном коротком замыкании

Без учета сопротивлений контактных соединений эти токи соответственно были бы: