7. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания выполняется на основании принципиальной схемы и схемы замещения, которые представлены на рисунке 7.1 и 7.2.

Рисунок 7.1 - Схема электрическая принципиальная

Рисунок 7.2 - Схема замещения

7.1 Расчет сопротивлений

Расчет сопротивлений производится в относительных единицах. Базовая мощность , МВА, принимается равной 1000 МВА.

Сопротивление энергосистемы определяется по формуле

, (7.1)

где - номинальная мощность энергосистемы, МВА;

- относительное номинальное сопротивление энергосистемы.

,

Сопротивление линии электрических передач определяется по формуле

(7.2)

где, - среднее удельное индуктивное сопротивление воздушной линии, берется по Л.Д. Рожковой (стр.130), Ом/км;

- длина линии, км;

- среднее напряжение в месте установки данного элемента, кВ.

,

,

.

Сопротивление трансформатора определяется по формуле

, (7.3)

,

.

,

.

Начальное значение периодической составляющей токов короткого замыкания, , кА, определяется по формуле:

, (7.4)

где, - относительное ЭДС источника, берется по Л.Д. Рожковой;

- результирующие сопротивление ветви схемы;

- базовый ток, кА, определяется по формуле

, (7.5)

где, - среднее напряжение в точке к.з., кВ.

Апериодическая составляющая тока к.з. , кА, определяется по формуле:

, (7.6)

где, - определяется по кривым затухания апериодической составляющей тока к.з. по Л.Д. Рожковой [стр.151];

Расчетное время для которого требуется определение токов к.з. , с, определяется по формуле

, (7.7)

где, - собственное время выключателя, с.

Для современного выключателя собственное время выключения равно

=0,01 0,05,

Ударный ток к.з. , кА, определяется по формуле:

, (7.8)

где, - ударный коэффициент, выбирается по Л.Д. Рожковой [стр.150].

Периодическая составляющая тока к.з. , для источника бесконечной мощности определяется по формуле

(7.9)

7.2 Расчет токов короткого замыкания в точке К1

Результирующее сопротивление:

;

.

Рисунок 7.3 – Схема замещения для расчета тока КЗ в точке К1

Рисунок 7.4 – Результирующая схема замещения для расчета тока КЗ

в точке К1

Базисный ток составляет:

кА,

Производится расчет начального значения периодической составляющей тока КЗ:

кА;

кА;

SI_п,о= 1,89+1,02 = 2,91 кА.

Производится расчет апериодической составляющей тока КЗ:

кА,

кА,

где T_а=0,03 с.; τ=0,06 c.; .

S 0,53+0,29=0,82 кА.

Производится расчет ударного тока КЗ:

кА,

кА,

где k_уд=1,71 – ударный коэффициент.

S 4,56+2,46=7,02 кА,

Периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент размыкания контактов выключателя равна: I_п,τ=I_п,о, т.к. система С1 и С2 являются источниками бесконечной мощности.

7.3 Расчет токов КЗ в точке К2

Рисунок 7.5 – Схема замещения для расчета тока КЗ в точке К2

7.3.1 Секционный выключатель включен

Для расчета токов КЗ в точке К2 частично используем предыдущие расчеты.

Рисунок 7.6 – Результирующая схема замещения для расчета тока КЗ

в точке К3 (секционный выключатель включен)

Результирующее сопротивление:

.

При расчете токов КЗ применяется метод коэффициентов участия.

Определяется результирующие сопротивление схемы по формуле

,

Эквивалентное сопротивление определяется по формуле

Коэффициенты распределения по ветвям рассчитываются по формулам

,

.

Правильность вычисления коэффициентов проверяется по условию

С1 + С2 = 1

С = 0,65+0,35 = 1,

следовательно коэффициенты вычислены правильно.

Сопротивления ветвей с учетом коэффициента участия определяется по формулам

,

,

,

.

Базисный ток составляет:

кА,

Производится расчет периодического тока КЗ:

кА,

кА.

SI_п,о= 6,31+3,4 = 9,71 кА.

Производится расчет апериодической составляющей тока КЗ:

кА,

кА,

где T_а=0,06 с.; τ=0,06 c.;

S 3,56+1,92=5,48 кА.

Производится расчет ударного тока КЗ:

кА,

кА,

где k_уд=1,85 – ударный коэффициент.

S 16,46+8,87=25,33 кА.

Периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент размыкания контактов выключателя равна: I_п,τ=I_п,о, т.к. система С1 и С2 являются источниками бесконечной мощности.

7.3.2. Секционный выключатель отключен

Рисунок 7.7 – Результирующая схема замещения для расчета тока КЗ

в точке К3 (секционный выключатель отключен)

Результирующее сопротивление:

.

При расчете токов КЗ применяется метод коэффициентов участия.

Определяется результирующие сопротивление схемы по формуле

,

Эквивалентное сопротивление определяется по формуле

Коэффициенты распределения по ветвям рассчитываются по формулам

,

.

Правильность вычисления коэффициентов проверяется по условию

С1 + С2 = 1

С = 0,65+0,35 = 1,

следовательно коэффициенты вычислены правильно.

Сопротивления ветвей с учетом коэффициента участия определяется по формулам

,

,

,

.

Базисный ток составляет:

кА,

Производится расчет периодического тока КЗ:

кА,

кА.

SI_п,о= 3,73+2,01 = 5,74 кА.

Производится расчет апериодической составляющей тока КЗ:

кА,

кА,

где T_а=0,06 с.; τ=0,06 c.;

S 2,1+1,13=3,23 кА.

Производится расчет ударного тока КЗ:

кА,

кА,

где k_уд=1,85 – ударный коэффициент.

S 9,73+5,24=14,97 кА.

Периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент размыкания контактов выключателя равна: I_п,τ=I_п,о, т.к. система С1 и С2 являются источниками бесконечной мощности.

Результаты расчета токов КЗ сводятся в таблицу 4.

Таблица 4 - Результаты расчета токов КЗ

Точка к.з.		Источники	, кА	, кА	, кА	, кА
К1 Шины 110 кВ		Система С1 Система С2 Суммарное значение	1,89 1,02 2,91	0,53 0,29 0,82	4,56 2,46 7,02	1,89 1,02 2,91
К2 Шины 10 кВ	Выключатель включен	Система С1 Система С2 Суммарное значение	6,31 3,4 9,71	3,56 1,92 5,48	16,46 8,87 25,33	6,31 3,4 9,71
	Выключатель отключен	Система С1Система С2Суммарное значение	3,73 2,01 5,74	2,1 1,13 3,23	9,73 5,24 14,97	3,73 2,01 5,74