1.3.8. Расчет токов кз
В электрических установках могут возникать различные виды коротких замыканий, сопровождающихся резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания и выбираться с учётом величин этих токов.
Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или землей, при котором токи в ветвях электроустановки резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима (ГОСТ 26522-85).
Различают следующие виды замыканий: трёхфазное или симметричное- три фазы соединяются между собой ( 1- 7%), двухфазное- две фазы соединяются между собой без соединения с землёй,однофазное- одна фаза соединяется с нейтралью источника через землю (60- 92 %), двойное замыкание на землю- две фазы соединяются между собой и с землёй.
Причинами КЗ могут быть: механические повреждения изоляции – проколы и разрушения кабелей при земляных работах; поломка фарфоровых изоляторов; падение опор воздушных линий; старение, т.е. износ, изоляции, приводящее постепенно к ухудшению электрических свойств изоляции; увлажнение изоляции; различные набросы на провода воздушных линий; перекрытие фаз животными и птицами; перекрытие между фазами вследствие атмосферных перенапряжений. КЗ может возникнуть при неправильных оперативных переключениях, например, при отключении нагруженной линии разъединителем, когда возникающая дуга перекрывает изоляцию между фазами.
Последствиями коротких замыканий являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы.
Для уменьшения последствий коротких замыканий необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, чтодостигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени. Немаловажную роль играют автоматическое регулирование и форсировка возбуждения генераторов, позволяющие поддерживать напряжение в аварийном режиме на необходимом уровне. Все электрические аппараты и токоведущие части электроустановок должны быть выбраны таким образом, чтобы исключалось их разрушение при прохождении по ним наибольших возможных токов КЗ, в связи с чем возникает необходимость расчета этих величину.
Расчет ведется аналогично практической работе №7
Порядок расчёта:
1. Определяем расчетную схему:
Рисунок 6. Расчетная схема цепи ВН
2. Составляем схему замещения:
Рисунок 7. Схема замещения цепи ВН.
3. Принимаем базисные условия, расчёт в относительных единицах:
Sб=100МВА; Uб=1,05×Uн; 
.
4. Находим активные и индуктивные сопротивления из справочника
[3] стр. 421, 428 или смотри приложение таблица 35.
Результат оформить в виде таблицы
Таблица 24- Активные и индуктивные сопротивления проводников
-
№ точки КЗ
Проводник
R0, Ом/км
X0, Ом/км
1.Шина/ВЛ
Провод
0,167
0,073
2.Компрессор
Кабель №1
0,62
0,083
3.Трансформатор
Кабель №2
1,94
0,102
5. Приводим активные и индуктивные сопротивления элементов схемы замещения к базисным условиям:
(8.1)
(8.2)
где L – длина кабеля или шины, км;
X0 – индуктивное сопротивление, Ом/км;
R0 – активное сопротивление, Ом/км.
Для ВЛ:
Для кабелей;
,
6. Определяем результирующее сопротивление до всех точек КЗ:
(8.3)
(8.4)
(8.5)
X٭рез1 =0,27о.е.
X٭рез2=0,27+0,01=0,28о.е.,
X٭рез3=0,27+0,05=0,32о.е.,
R٭рез1=0,63о.е.,
R٭рез2=0,63+0,08=0,71о.е.,
R٭рез3=0,63+0,9=1,53о.е.
Z٭рез1=0,68о.е., Z٭рез2=0,76о.е., Z٭рез3=1,56о.е.
7. Определяем установившийся ток КЗ для каждой точки:
(8.6)
8. Определяем ударный ток КЗ для каждой точки:
(8.7)
,
,
где Kуд – ударный коэффициент, Kуд=1,8 – для ВЛЭП, Kуд=1,3 – для КЛЭП выше 1000В.
9. Определяем действующий ток КЗ для каждой точки:
(8.8)
На высоковольтной стороне имеются синхронные двигатели,
необходимо учесть подпитку.
10. Определяем ток подпитки:
(8.9)
11. Определяем токи КЗ с учетом подпитки для каждой точки:
(8.10)
(8.11)
(8.12)
I΄∞1=1,3+4 0,15=1,9кА, I΄∞2=1,9кА, I΄∞3=1,8кА
i΄уд1=3,3+7 0,15=4,4кА, i΄уд2= 3,45кА, i΄уд3=3,25кА
I΄д1=2+5 0,15=2,8кА, I΄уд2=2,1кА, I΄уд3=2,1кА
Результаты заносим в таблицу.
Таблица 25- Данные для расчета токов КЗ на стороне ВН.
-
№ КЗ
Kуд
,
кА
,
кА
,
кА
,
кВА
,
кА
,
кА
,
кА1
6,3
2,7
6,9
1,8
1,3
3,3
2
19,7
1,9
4,4
2,8
2
6,38
2,71
6,9
1,3
1,3
2,4
1,3
19,7
1,9
3,45
2,1
3
7,2
2,75
7Ю7
1,3
1,2
2,2
1,3
18,7
1,8
3,25
2,1