5. Расчет токов короткого замыкания

Горное предприятие получат питание от двух источников:

1. Подстанция № 1 ЭС

2. Подстанция № 2 ЭС

Энергосистема (ЭС), которая представляет собой комплекс связанных между собой предприятий, производящих, преобразующих и передающих элек­трическую энергию. ЭС, как правило, является источником неограниченной мощ­ности. Напряжение на шинах такого источника питания практически остается не­изменным в течение всего периода КЗ.

Уровень напряжения внешнего электроснабжения предприятия 110 кВ.

В связи с тем, что горное предприятие является потребителем первой категории, для преобразования напряжения установлены 2 одинаковых силовых трансформатора марки ТДТН-10000-115/38,5/6,6 с параметрами:

Тип	Мощность, кВА	Напряжение, кВ			Потери, кВт			Uкз, %		Ixx, %
		ВН	СН	НН	ΔPxx	ΔPм
ТДТН	10000	115	38,5	6,6	17,0	76,0	10,5; 17,5; 6,5		1,0

На сторонах СН трансформаторов ТДТН-10000-115/38,5/6,6 установлены 2 трансформатора ТМН-4000-35/6.3 с техническими характеристиками:

Тип	Мощность, кВА	Напряжение, кВ		Потери, кВт		Uкз, %	Ixx, %
		ВН	НН	ΔPxx	ΔPм
ТМН	4000	35	6,3	5,6	33,5	7,5	0,9

Основными потребители предприятия являются:

- 3 синхронных двигателя типа СДВ-15-39-10У3 с параметрами:

Марка	Активная мощность Рном, кВт	Номинальное напряжение, кВ	Сosφном
СДВ-15-39-10У3	800	6	0,9

- 3 асинхронных двигателя типа АКНЗ-2-15-69-8У3 с параметрами:

Марка	Активная мощность Рном, кВт	Номинальное напряжение, кВ	Сosφном
АКНЗ-2-15-69-8У3	1000	6	0,87

- потребители на 0,4 кВ мощностью Р_0.4 = 2100 кВт;

- ЦПП мощностью Р_ЦПП = 7400 кВт.

Структурная схема электроснабжения предприятия представлена на рис. 2.

Рис 2. Структурная схема электроснабжения

При расчете токов КЗ определяются следующие величины:

– начальное значение периодической составляющей тока КЗ;

– ударный ток КЗ, необходимый для проверки электрических аппаратов, изоляторов, шин на динамическую стойкость;

– наибольшее действующее значение полного тока КЗ для проверки электрических аппаратов на динамическую стойкость в течение первого периода КЗ;

– значение тока при с для проверки выключателей по отключаемому ими току;

– действующее значение установившегося тока КЗ для проверки электрических аппаратов, шин, проходных изоляторов, кабелей на термическую стойкость;

– мощность КЗ при с для проверки выключателей по отключаемой мощности.

Произведем расчет токов КЗ:

1. Выбираем базисные величины.

- базисная мощность S_б = 1000 МBA;

- базисное напряжение U_б1 = 115 кB, U_б2 = 38,5 кB, U_б3 = 6,6 кB, U_б4 = 6,3 кB (в качестве базисных напря­жений следует выбирать напряжение холостого хода силового трансформатора в точке короткого замыкания, данные уровни базисных напряжений принимаются для каждой точки КЗ).

2. Составляем первичную схему замещения (рис. 3) и определяем отно­сительные сопротивления её элементов.

- сопротивление энергосистемы:

- сопротивление воздушных линий:

где х₀ = 0,3 для воздушных одноцепных линий напряжением выше 1 кВ;

Рис. 3. Первичная схема замещения

- сопротивление понизительных трансформаторов:

Для трехобмоточного трансформатора значение реактивного сопротивления определяется отдельно для каждой цепи:

;

;

.

1. ;

2. ;

3. .

Находим сопротивление двухобмоточного понижающего трансформатора:

- сопротивление синхронных двигателей

где

- сопротивление асинхронных двигателей

где = 0,2 сверхпереходное сопротивление двигателя; МВ^.А

3. Преобразуем схему замещения

Рис. 4. Преобразованная схема замещения для точки К1

4. Определяем возможность объединения источников питания.

Источники можно объединить, если результат нижеприведенной операции лежит в пределах 0,4 – 2,5:

- источники можно объединить, т.к. 0,551 попадает в пределы 0,4 – 2,5 .

Получаем схему замещения:

3. Так как , пользуемся расчётными кривыми:

Определяем базисный ток:

Периодическая слагающая тока КЗ для всех моментов времени:

Токи трёхфазного короткого замыкания:

Периодическая составляющая

Ударный ток КЗ:

где = 1,8 – ударный коэффициент.

Наибольшее действующее значение тока КЗ за первый период:

Ток отключения:

Установившийся ток КЗ:

где = 1,2, =0,945 по кривым для Х_расч=0,952

Мощность КЗ: