2.Приклад розрахунку струмів короткого замикання від джерела необмеженої потужності.

Потрібно розрахувати струми короткого замикання для точок К1,К2, К3 (рис.23.1) при живленні від системи необмеженої потужності.

Розв’язок:

Приймаємо базисну потужність S_б. = 100 МВА.

Розв’язок виконуємо у відносних одиницях:

Рис. 23.1. Розрахункова схема (а) та схема заміщення (б).

Визначаємо опір повітряної лінії:

X₁= x₀∙l ∙S_ном / U_ном² = 0,4∙ 40 ∙100/115²=0,12

Визначаємо опір трансформатора:

Х₂ = uк.з./100 ∙ S_б / S_ном.тр.= 10,5/100∙100/30=0,35;

Визначаємо опір реактора:

Х₃= Х_р / 100 ∙ I_б∙U_ном / I_ном∙U_б= 4/100 ∙ 9,2 ∙6/0,8 ∙ 6,3=1,17;

Визначаємо базисний струм:

І_б = S_б/√3 ∙ U_б = 100//√3 ∙ 6,3 = 9,2кА;

Визначаємо опір кабельної лінії від підстанції до РП:

X₄= x₀∙l ∙S_ном / U_ном² = (0,08/2) ∙ 1 (100/6,3²) =0,1;

r ₄= r₀∙l∙ S_ном / U_ном² =(0,26/2) ∙ 1 (100/6,3²) =0,33;

Визначаємо опір кабельної лінії від РП до ТП:

X₅= x₀∙l ∙S_ном / U_ном² = 0,08 ∙ 0,8 ∙100/6,3² =0,16;

r₅= r₀∙l∙ S_ном / U_ном² =0,71 ∙ 0,08 (100/6,3²=1,43;

Визначаємо сумарний опір до точки короткого замикання К1:

Х_∑1 = Х₁+Х₂=0,12+0,35=0,47;

Визначаємо струм к.з до точки К1:

Ік.з.1= І_б/ Х_∑1=9,2/0,47=19,57кА;

Визначаємо ударне значення струму к.з до точки К1:

і_у1 = K_y ∙ ∙I_к.з.1 = 1,8 ∙ ∙19,57=49кА;

Визначаємо потужність к.з до точки К1:

S_к.з.1.= S_б/ Х_∑1 =100/0,47=213МВА;

Визначаємо сумарний опір до точки короткого замикання К2:

Х_∑2 = Х₁+Х₂+Х₃+Х₄=0,12+0,35+1,17+0,1=1,74;

Визначаємо струм к.з до точки К2:

Ік.з.2= І_б/ Х_∑2=9,2/1,74=5,3кА;

Визначаємо ударне значення струму к.з до точки К2:

і_у2 = K_y ∙ ∙I_к.з.2= 1,8 ∙ ∙5,3=13,5А;

Визначаємо потужність к.з до точки К2:

S_к.з.2.= S_б/ Х_∑2 =100/1,74=57,5МВА;

Визначаємо струм к.з до точки К3:

Ік.з.3= І_б/ Z_∑2=9,2/√(0,3+1,43)²+(1,74+0,16)² =3,5кА;

Визначаємо відношення x_∑ / r_∑ =1,9/1,76 та з рис.6.2. визначаємо ударний коефіцієнт К_у3=1,05.

Визначаємо ударне значення струму к.з до точки К3:

і_у3 = K_y ∙ ∙I_к.з.3= 1,05 ∙ ∙3,5=5,15кА;

Визначаємо потужність к.з до точки К2:

S_к.з.3.= S_б/ Z _∑3 =100/2,6=38,6 МВА.

.

Тема: Електродинамічна та термічна дія струмів короткого замикання. План:

1. Електродинамічна дія короткого замикання.

2. Термічна дія струмів короткого замикання.

1. Електродинамічна дія струмів короткого замикання.

У сучасних потужних електричних установках ударні струми КЗ досягають дуже великих значень. Виникаючі при цьому механічні зусилля між окремими струмоведучими частинами машин, апаратів та елементів розподільних пристроїв спроможні викликати значні пошкодження електроустаткування.

При коротких замиканнях в результаті виникнення ударних струмів короткого замикання в шинах і інших конструкціях розподільчих пристроїв виникають електродинамічні зусилля, які створюють згинальні моменти і відповідно механічні напруги в металі, які повинні бути меншими максимальних допустимих напруг для даного металу.

Електродинамічна дія ударного струму короткого замикання при трифазному короткому замиканні визначається силою взаємодії між провідниками при протіканні по них ударного струму і_у. Найбільша сила, що діє на шину середньої фази

де: √3/2 - коефіцієнт, який враховує неспівпадання миттєвих значень ударних струмів в

фазах;

L - довжина між опорними ізоляторами, на яких кріпляться струмоведучі частини в см;

а – відстань між струмоведучими частинами в см.

Рис. 24.1 Розташування шин на ізоляторах: а-плашмя, б-на ребро.

Розглядаючи шину як рівномірно навантажену багатопрогонових балку, згинальний момент (Н∙м), що створюється ударним струмом:

Тоді найбільше механічне напруження (МПа) в металі при згині:

де: W - момент опору, см³.

При розташуванні шин плашмя (рис. 24.1, а):

При розташуванні шин на ребро (рис. 14.10.б):

Розрахункові величини напруг в шині σ_р повинні бути меншими допустимих σ_доп.