2.4. Расчет токов короткого замыкания

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) проверка на электродинамическую и термическую стойкость шин и агрегатов производится по току трёхфазного к.з. Так как на подстанциях токи трёхфазного к.з. больше токов однофазного к.з., то для проверки аппаратуры необходимо будет выполнять расчёты токов при трёхфазном к.з. В сетях с глухозаземленной нейтралью (т.е. при напряжении 110 кВ и выше) отключающая способность высоковольтных выключателей проверяется по току трёхфазного к.з по токам трёхфазного и однофазного к.з.

Схема присоединения подстанции к системе внешнего электроснабжения приведена на рисунке 2.1.

Преобразуем схемы замещения внешнего электроснабжения и подстанции (рисунок 2.2).

Трансформатор ТСН:

Рис. 2.1 – Схема замещения внешнего электроснабжения

Сопротивления до точек К.З.:

К1:

К2:

К3:

Расчёт токов симметричных коротких замыканий.

По известной величине результирующего сопротивления до точки к.з. определяем установившийся ток трёхфазного к.з.

(2.15)

Мощность трёхфазного симметричного к.з. в узле может быть определена по формуле:

(2.16)

Рис. 2.2– Схема замещения для расчета токов к.з.

где U_ср - среднее напряжение источника питания.

Далее находится ударный ток к.з. по формуле:

(2.17)

где К_у – ударный коэффициент для высоковольтных цепей тяговой подстанции равен 1,8, а для низковольтных 1,3.

Действующее значение ударного тока

(2.18)

Расчёт токов несимметричных коротких замыканий.

Ток однофазного к.з. I_к⁽¹⁾ на стороне 110 кВ может быть найден через соотношение между ним и трёхфазным к.з.:

(2.19)

где Z_1Σ – суммарное сопротивление прямой последовательности до точки к.з.;

Z_0Σ – суммарное сопротивление нулевой последовательности до точки к.з.

Расчёт тока к.з. на шинах 3,3 кВ.

Установившийся ток к.з. на шинах 3,3 кВ определяем по выражению:

(2.20)

где I_dн – номинальный выпрямленный ток выпрямительного агрегата;

N – число выпрямительных агрегатов, нормально находящихся в работе №1;

S_НПР.ТР. – мощность преобразовательных трансформаторов, питающих выпрямительный агрегат;

S_к.з. – мощность к.з. на шинах переменного тока, от которых питаются преобразовательные трансформаторы;

U_к – напряжение к.з. преобразовательного трансформатора, %.

Полученные результаты расчетов сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Результаты расчёта токов к.з.

№ точки к.з.	Трёхфазное к.з.					Однофазное к.з.
	Iк, кА	Sк, МВ∙А	iу, кА	Iу, кА	Iк, кА		Sк, МВ∙А	iу, кА	Iу, кА
К1	15,03	963,4	38,26	22,69	8,2		529,87	21,02	12,47
К2	20,41	371,1	51,95	30,81
К3	3,95	2,73	7,261	4,29