1.4 Расчет токов короткого замыкания.

_{Расчетная схема замещения для определения токов КЗ в линии W1 в максимальном режиме энергосистемы показана на рис. 1.3.}

Рис. 1.3. Расчетная схема замещения для определения токов КЗ в

линии W1.

Схема соответствует конфигурации сети, когда питание подстанции №2 осуществляется по линии W1. При этом линия W2отключена выключателями Q3, Q4, и устройство автоматического включения резервного питания включает секционный выключатель Q11.

Значения максимальных токов в начале линии W1 при трехфазных КЗ в разных точках определяются следующим образом:

_{Минимальные аварийные токи в месте установки защиты в начале линии W1возникают при двухфазных КЗ в контролируемой сети в минимальном режиме работы энергосистемы. Расчетная схема соответствует конфигурации сети, представленной на рис. 1.3.}

_{Ток двухфазного КЗ составляет √3/2 тока трехфазного КЗ. Тогда минимальные токи в начале линии W1 при КЗ в точках К1, К3, К2, К4 будут составлять:}

_{Расчетная схема замещения для определения токов КЗ в линии W2 в максимальном режиме энергосистемы показана на рис. 1.4.}

Рис. 1.4. Расчетная схема замещения для определения токов КЗ в

линии W2.

Схема соответствует конфигурации сети, когда питание подстанций

№2 и №3 осуществляется по линии W2. При этом линия W1 отключена

выключателями Q1,Q2, а устройство АВР включает секционный выключатель Q11.

Значения максимальных токов в начале линии W2 при трехфазных КЗ в разных точках определяются следующим образом:

_{Минимальные токи в начале линии W2 при КЗ в точках К1, К2, К3, К5, определенные по расчетной схеме рис.1.4, будут составлять:}

Токи, возникающие при КЗ в местах установки других защит, определяются по аналогичной методике.

Линия W3 35 кВ может использоваться для передачи электрической энергии в двух направлениях. Поэтому на ней должны быть установлены токовые направленные защиты со стороны подстанции №2 и подстанции №3.

Максимальные и минимальные токи КЗ, протекающие в линии W3 в месте установки защиты на ПС№2, определяются в соответствии с конфигурацией сети по рис. 1.4. При этом линия W1 отключена и питание подстанций №2 и №3 осуществляется по линии W2. Для расчета защиты линии W3 на подстанции №2 следует учитывать короткие замыкания в точках К2, К3, К4.

Максимальные и минимальные токи КЗ, протекающие в линии W3 в месте установки защиты на ПС№3, определяются в соответствии с конфигурацией сети по рис. 1.3. При этом линия W2 отключена и питание подстанций №2 и №3 осуществляется по линии W1. Для расчета данной защиты следует учитывать короткие замыкания в точках К3, К2, К5.

Для определения максимальных токов КЗ, протекающих в месте защиты трансформатора Т1, выбираем расчетную схему в соответствии с конфигурацией сети по рис.1.4, при которой питание ПС2 осуществляется по линии W2. При этом следует учитывать короткие замыкания в точках К2 и К5.

Минимальные токи КЗ, протекающие в месте защиты трансформатора Т1 при замыканиях в точках К2 и К5, определяются в соответствии с конфигурацией сети по рис. 1.3, при которой питание ПС2 осуществляется по линии W1.

Для определения максимальных токов КЗ, протекающих в месте защиты трансформатора Т2, выбираем расчетную схему в соответствии с конфигурацией сети по рис.1.3, при которой питание ПС3 осуществляется по линии W1. При этом следует учитывать короткие замыкания в точках К3 и К4.

Минимальные токи КЗ, протекающие в месте защиты трансформатора Т2 при замыканиях в точках К3 и К4, определяются в соответствии с конфигурацией сети по рис. 1.4, при которой питание ПС3 осуществляется по линии W2.

Расчетная схема замещения для определения максимальных токов КЗ в начале линии W4 (место установки защиты) соответствует конфигурации сети по рис. 1.4, когда питание ПС №2 осуществляется по линии W2.

Значения максимальных токов в начале линии W4 в разных точках определяются следующим образом:

Расчетная схема замещения для определения минимальных токов КЗ в начале линии W4 соответствует конфигурации сети по рис. 1.3, при этом питание ПС №2 осуществляется по линии W1.

Значения минимальных токов в начале линии W4 при КЗ в разных точках определяются следующим образом:

Обмотки 0,4 кВ трансформаторов Т3, Т4 работают в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью. В этой сети возможны еще и однофазные короткие замыкания. Для трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Y₀ значение тока в месте однофазного КЗ за трансформатором значительно меньше, чем значение тока трехфазного КЗ в этой же точке. Это объясняется тем, что при однофазном КЗ составляющие тока нулевой последовательности проходят только по обмоткам НН и не могут проходить по обмоткам ВН. Таким образом ток однофазного КЗ, проходящий по вторичной обмотке НН, не полностью трансформируется в первичную обмотку ВН, и в результате неполной компенсации магнитодвижущих сил в трансформаторе появляются дополнительные магнитные потоки, что приводит к значительному увеличению сопротивления трансформаторов с соединением обмоток Y/Y₀ при однофазном КЗ по сравнению с сопротивлением при трехфазном КЗ, а также по сравнению с сопротивлением такого же трансформатора при однофазном КЗ, но со схемой соединения обмоток Δ/Y₀.

Для практических расчетов значение тока однофазного металлического КЗ за трансформатором со схемой Y/Y₀ в амперах находится по выражению:

(1.10)

Где - фазное напряжение для сети 0,4 кВ; - полное сопротивление петли фаза-нуль от трансформатора до точки КЗ, мОм;

- полное сопротивление трансформатора с соединением обмоток Y/Y₀ при однофазном КЗ на стороне 0,4 кВ, отнесенное к этому напряжению, мОм.

Значения сопротивления для стандартных трансформаторов приведены в Приложении 3. Для трансформатора Т3 и Т4 в соответствии с таблицей П3.1 эти сопротивления будут иметь значения:

Примем так как КЗ непосредственно на шинах 0,4 кВ. Тогда для трансформаторов Т3 и Т4 токи на стороне 0,4 кВ при однофазном КЗ на стороне НН будут иметь следующие значения:

Ток в линии W4 на стороне 10 кВ при однофазном замыкании за трансформатором Т3 в точке К7 в поврежденной фазе составляет:

а в неповрежденных фазах:

Ток в линии W4 на стороне 10 кВ при однофазном замыкании за трансформатором Т4 в точке К9 в поврежденной фазе составляет:

а в неповрежденных фазах:

Значения всех вычисленных токов приведены в таблице 1.6.

Таблица 1.6

Место контроля тока КЗ (место установки защиты)	Номер расчетной точки	Максимальный ток КЗ		Минимальный ток КЗ		Мини- мальный ток КЗ кА
		Схема за- мещения	Значение тока КЗ, кА	Схема за- мещения	Значение тока КЗ, кА
Линия W1	К1	Рис. 1.3	17,8	Рис. 1.3	15,4
	К3	Рис. 1.3	9,63	Рис. 1.3	8,34
	К4	Рис. 1.3	3,61	Рис. 1.3	3,13
	К2	Рис. 1.3	6,49	Рис. 1.3	5,62
Линия W2	К1	Рис. 1.4	17,8	Рис. 1.4	15,4
	К2	Рис. 1.4	9,08	Рис. 1.4	7,86
	К3	Рис. 1.4	6,21	Рис. 1.4	5,37
	К5	Рис. 1.4	3,53	Рис. 1.4	3,06
Линия W3 (подстанция №2)	К2	Рис. 1.4	9,08	Рис. 1.4	7,86
	К3	Рис. 1.4	6,21	Рис. 1.4	5,37
	К4	Рис. 1.4	4,05	Рис. 1.4	3,51
Линия W3 (подстанция №3)	К3	Рис. 1.3	9,63	Рис. 1.3	8,34
	К2	Рис. 1.3	6,49	Рис. 1.3	5,62
	К5	Рис. 1.3	3,93	Рис. 1.3	3,40
Трансфор-матор Т1	К2	Рис. 1.4	9,08	Рис. 1.3	7,86
	К5	Рис. 1.4	3,53	Рис. 1.3	3,06
Трансфор-матор Т2	К3	Рис. 1.3	9,63	Рис. 1.4	8,34
	К4	Рис. 1.3	3,61	Рис. 1.4	3,13
Линия W4	К5	Рис. 1.4	3,53	Рис. 1.3	3,06
	К6	Рис. 1.4	1,2	Рис. 1.3	0,99
	К8	Рис. 1.4	0,895	Рис. 1.3	0,74
	К7	Рис. 1.4	0,3	Рис. 1.3	0,25	0,04
	К9	Рис. 1.4	0,28	Рис. 1.3	0,24	0,04