3. Розрахунок струмів короткого замикання

При виборі розрахункової схеми для визначення струмів короткого замикання слід виходити з умов довготривалої роботи електроустановки. Так, при розрахунку струмів КЗ на підстанціях з двома секціями шин необхідно брати до уваги режим роботи обох секцій від однієї лінії або трансформатора з урахуванням струмів КЗ від усіх двигунів, підключених до обох секцій шин.

Розрахункова схема для визначення струмів КЗ наведена на рис. 2. Розрахункові точки КЗ визначенні з умови розрахунку максимальних струмів КЗ, що протікають через відповідні провідники та електричні апарати.

Розрахунок струмів кз на стороні 35 кВ

Приймаємо базисну потужність S_б=100 МВА, за базисну напругу

U_б1=35 кВ.

Базовий струм на ступені КЗ, кА

,

(4.1)

де – базова потужність, МВА;

– середня номінальна напруга.

Опір системи

, (4.2)

де S_к – потужність КЗ на шинах підстанції, МВА.

Струм КЗ від системи (періодична складова)

. (4.3)

Ударний струм КЗ (найбільший пік)

(4.4)

де k_у – ударний коефіцієнт.

Значення k_у і T_а в залежності від місця короткого замикання наведені в таблиці 3.8 [8].

Аперіодична складова струму КЗ у момент часу

, (4.5)

де  – найменший час від початку КЗ до моменту розходження контактів вимикача, с.

,

де t_рз.min – мінімальний час дії релейного захисту. t_рз.min ^{= 0,01 с;}

t_в.в – власний час вимикання вимикача, який залежить від його типу, с.Тип вимикача:ВР35-35-20/1250У2

Тип вимикача	Номінальна напруга, кВ	Найбільша робоча напруга, кВ	Номінальний струм, А	Номінальний струм вимикання, кА	Струм електродинамічної стійкості, кА	Струм термічної стійкості (за час 3 секунди), кА	Повний час вимикання не більше, с	Нормоване значення аперіодичної складової струму КЗ βном, %	Власний час вимикання не більше, с
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ВР35-35-20/1250У2	35	40,5	1250	20	52	20	0,065	40	0,035-0,05

Розрахунок струмів КЗ від системи на стороні 6-10 кВ

Опір трансформатора:

а) двообмоткового

, (4.6)

де – напруга короткого замикання трансформатора, %;

– номінальна потужність трансформатора, МВА.

Сумарний опір до точки КЗ

(4.7)

Періодична складова струму КЗ від системи

(4.8)

де – базовий струм КЗ, визначений за формулою

(4.9)

Аперіодична складова струму КЗ у момент часу

=0,06с

Тип вимикача:

Тип вимикача	Номінальна напруга, кВ	Найбільша робоча напруга, кВ	Номінальний струм, А	Номінальний струм вимикання, кА	Струм електродинамічної стійкості, кА	Струм термічної стійкості (за час 3 секунди), кА	Повний час вимикання не більше, с	Нормоване значення аперіодичної складової струму КЗ βном, %	Власний час вимикання не більше, с
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ВВ/TEL-10-31,5/1600У2	10	12	1600	31,5	80	31,5	0,025	40	0,015

Ударний струм КЗ (найбільший пік):

кА.

Розрахункові струми КЗ від електродвигунів

Початкове діюче значення періодичної складової струму КЗ від двигунів без розрахунку зовнішнього опору (якщо двигуни підключені до місця КЗ кабельними лініями довжиною не більше 300 м та перерізом не менше 50-70 мм²:

а) для асинхронних двигунів

, (4.14)

де – струм у відносних одиницях за каталожними даними [4] (допускається приймати для асинхронним двигунів ;

б) для синхронних електродвигунів

, (4.15)

де – надперехідна ЕРС двигуна; за відсутності первинних даних наближено приймають ;

– надперехідний опір двигуна, який знаходиться за каталожними даними [5] або наближено приймають .

Початкове значення періодичної складової струму, створюваного всіма джерелами у місці КЗ

. (4.16)

Складова струму КЗ, створювана асинхронними електродвигунами у момент часу t

, (4.17)

для 0,025=0,58

Складова струму КЗ, створювана

синхронними електродвигунами у момент часу t

. (4.18)

для 0,025=0,65

Значення знаходяться за рис.5.12 [4] ( ).

Значення періодичної складової струму КЗ від усіх джерел у місці КЗ

. (4.19)

Значення аперіодичної складової струму у місці КЗ для довільного моменту часу t

, (4.20)

де Т_а,дв – стала часу затухання аперіодичної складової струму КЗ електродвигуна, наведена в табл. 5.1 [4] (асинхронні електродвигуни), або визначається за типовими кривими рис. 5.13 [4] (синхронні електродвигуни).

Ударний струм у місці КЗ

(4.21)

де – ударний коефіцієнт; коли зовнішній опір не враховують, то значення визначають за табл. 5.1 [4], – за типовими кривими рис. 5.13 [4].

Після виконання розрахунків струмів КЗ рекомендується занести їх в таблицю (табл. 4.1).