3.7 Расчёт токов короткого замыкания

3.7.1 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением выше 1000 в цеховой подстанции

Коротким замыканием называется непосредственное соединение двух или нескольких фаз, или фазы и нулевого провода, в одной точке не предусмотренной нормальными условиями работы.

Различают три основных вида короткого замыкания:

Трех фазным коротким замыканием при котором все три фазы замыкаются в одной точке. Это самый опасный вид короткого замыкания, который сопровождается взрывами, пожарами, и даже смертельными исходами обслуживающего персонала, на этот вид короткого замыкания приходится до 5% от других видов короткого замыкания.
Двух фазное короткое замыкание, при котором две фазы силовой сети замыкаются в одной точке. Такой вид короткого замыкания сопровождается расстройством технологического процесса, длительной остановкой электрического оборудования, не до отпуском продукции. На такой вид короткого замыкания приходится до 30% от других видов короткого замыкания.
При однофазном коротком замыкании одна фаза силовой электрической сети замыкается в точке на нулевой провод или на землю. Такой вид короткого замыкания сопровождается искрением, что приводит к ожогом кожи рук и лица обслуживающего персонала. На такой вид короткого замыкания приходится до 65% от всех видов короткого замыкания.

Физическая сущность процесса короткого замыкания в системе электроснабжения заключается в том, что при возникновении короткого замыкания резко падает сопротивление в электрической цепи, уменьшается напряжения на отдельных его участках и скачком возрастает ток, и представляет собой

ток коротк ого замыкания.

Основными причинами возникновения короткого замыкания в СЭС является:

Старение и износ изоляции электрического оборудования и электрической сети;
Ошибочные действия обслуживающего персонала.

Расчет токов короткого замыкания в СЭС необходим для:

Выбора рационального варианта схемы электроснабжения;
Выбора электрических аппаратов на подстанцию и проверки их на электродинамическую и термическую устойчивость к токам короткого замыкания;
Выбора средств ограничения токов короткого замыкания;
Проектирования устройств релейной защиты и автоматики;
Проектирования защитного заземления.

При расчете токов короткого замыкания все выходящие в расчет величины можно выражать в именованных единицах, либо в относительных единицах. Так как параметры входящих в расчет схемы элементов указывают в различных единицах, то их необходимо приводить к базисным условиям.

За базисную мощность (Sб.) принимают либо мощность питающей ступени, либо число кратное единице, то есть 10, 100, 1000, 10000 МВА.

Для внутризаводского расчета токов короткого замыкания принимаем Sб.=100 МВА.

За базисное напряжение принимают напряжение равное среднему номинальному напряжению ступени т. е. Uб = 500; 230; 115; 37; 10,5; 6,3; 0,4; 0,23 кВ.

Расчеты токов короткого замыкания в сетях напряжением выше 1000 В ведут в относительных единицах, а в сетях напряжением ниже 1000 В в именованных единицах.

Составим расчетную схему внутризаводской системы электроснабжения, а по ней схему замещения.