4 Расчет токов короткого замыкания

Электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения должно быть устойчивым к токам КЗ и выбираться с учетом этих токов.

На рис.4.1 приведена расчетная схема замещения, а на рис.4.2 схема замещения, построенная в соответствии со схемой на рис. 4.1

В нормальном режиме все секционные вакуумные выключатели находятся в отключенном состоянии, силовые трансформаторы работают раздельно на отдельные секции шин. Наиболее тяжелый режим работы может наступить при КЗ в момент перевода нагрузки с одного силового трансформатора на другой, т. е. когда секционный выключатель Q9 включены (рис 4.1). Этот режим принят за расчетный.

В этом случае все сопротивления выражают в относительных единицах. В качестве базисных величин принимают базисную мощность S6 и базисное напряжение U6. За базисную мощность принимают суммарную мощность генераторов, мощность трансформатора, а чаще число, кратное 10, например 100 MB*А. За базисную мощность принимаем значение 100 МВ*А.

В качестве базисного напряжения принимаем напряжение высокой ступени 115кВ - U6i=115kB и U6₂=10,5kB - базисное напряжение на низкой стороне 10,5кВ. Составим расчётную схему и схему замещения цепи короткого замыкания. Ниже приведена расчётная схема:

Рис. 4.1 Расчетная исходная схема замещения

Т.к. точка КЗ значительно удалена от источника питания и его мощность велика, по сравнению с суммарной мощностью электроприемников, то периодическая составляющая тока КЗ:

Определим базисные токи для каждой ступени трансформации:

кА – базисный ток на высокой стороне

кА – базисный ток на низкой стороне

Найдем сопротивления отдельных элементов сети в относительных единицах и подсчитаем суммарное эквивалентное сопротивление схемы замещения от источника до точки короткого замыкания:

а) для системы при заданной мощности КЗ:

; _(4.1)

б) для ВЛ 1

, (4.2)

где , ,

,

где , ,

в) для двухобмоточных трансформаторов:

; (4.3)

г) для синхронных двигателей:

;

S_ном.д – полная мощность СТД, МВА,

_(4.4)

– сверхпереходное сопротивление, = 0,2

Суммарное приведенное индуктивное сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания К-1:

Х*_б4= Х*_б1+ Х*_б2=0,11+0,06=0,17

Отношение результирующих активного и индуктивного сопротивлений до точки К-1 составляет:

Поэтому активное сопротивление не учитываем

Определим периодическую составляющую тока К-1:

Определим периодическую составляющую тока К-2:

На рис. 4.3 приведена преобразованная схема замещения, параметры которой определены следующим образом:

Рис.4.3 Преобразованная схема замещения

Расчет тока КЗ в точке К-2 ведем с учетом подпитки от СТД. Т.к. выполняется условие: , то активным сопротивлением ( ) можно пренебречь.

Периодическая составляющая тока КЗ от источника питания:

(4.5)

Периодическая составляющая тока КЗ от СТД :

;

На основании полученных результатов, результирующий ток КЗ в точке

К-2:

Для выбора и проверки электрооборудования по условию электродинамической стойкости необходимо знать ударный ток КЗ.

Ударный ток КЗ в точке К-1:

_, (4.6)

к_уд=1,8 – принимают в сетях, где активные сопротивления не учитывают

из-за их несущественного влияния на полное сопротивление цепи КЗ.

кА

Мощность КЗ в точке К-1:

_(4.7)

Ударный ток КЗ в точке К-2:

(4.8)

Ударный ток КЗ от энергосистемы в точке К-2:

кА

Ударный ток КЗ от СД :

кА

Результирующий ударный ток КЗ в точке К-2:

кА

Мощность КЗ в К-2:

(4.9)

В качестве минимального тока КЗ, который необходим для проверки чувствительности релейных защит, используют ток двухфазного КЗ в наиболее удаленной точке. Минимальное значение тока КЗ можно определить по формуле:

I_k⁽²⁾ = I_k⁽³⁾ , (4.10)

I_k⁽³⁾ = I_k

I_k1⁽²⁾=

I_k2⁽²⁾=

Результаты расчета токов КЗ сведены в таблицу табл. 4.1

Таблица 4.1

Результаты расчета токов КЗ

Точка КЗ	Ik(3), кА	iуд, кА	Ik(2), кА
К-1	2,9	7,38	2,52	577,6
К-2	23,34	59,35	20,2	424,4