4. Токи короткого замыкания. Выбор и проверка токоведущих частей, изоляторов и аппаратов.

Токи короткого замыкания рассчитывают для тех точек сети, при коротком замыкании в которых аппараты и токоведущие части будут находится в наиболее тяжелых условиях. При расчете токов короткого замыкания в установках выше 1000В обычно пользуются системой относительных единиц, а в установках до 1000В сопротивления выражают в омах.

При использовании системы относительных единиц все расчетные данные приводят к базисным напряжениям и мощности. За базисное напряжение принимают напряжение 6,3; 10,5; 37; 115; 230 кВ. За базисную мощность принимают мощность системы, суммарную мощность генераторов электростанций кратные 10 ( 10, 100, 1000 МВ.А ).

Формулы расчета базисного сопротивления для системы ( звездочка в нижнем индексе указывает, что сопротивление выражено в относительных единицах ) :

а ) если задана мощность короткого замыкания системы S_кз

Х_*бс = S_б/ S_кз ; ( 4.1 )

б ) если задана номинальная мощность трансформаторов системы S_нт

Х_*бс=U_к%*S_б/100*S_нт , ( 4.2 )

где U_к% -напряжение короткого замыкания трансформатора, %

S_нт – номинальная мощность трансформаторов системы.

Для реактора базисное индуктивное сопротивление

Х_*бр= Х_р%*I_б*U_н/100*I_н*U_б ( 4.3 )

где Х_р% - индуктивное сопротивление реактора; I_б, I_н – базисный и номинальный токи реактора;

U_н, U_б – номинальное и базисное напряжения реактора.

Для линий электропередачи

Х_*бл = х_о*ℓ*S_б /U²_б, (4.4)

R_*бл = r_o*ℓ*S_б /U²_б, (4.5)

где х_о, r_о - соответственно индуктивное и активное сопротивление линии на 1 км длины;

ℓ - длина линии в км.

Ток короткого замыкания равен:

I_к = I_б/∑Х_{*б ,} (4.6)

Ударный ток короткого замыкания равен:

i_у = К_у√2I_к , (4.7)

если активное сопротивление не учитывается, то ударный ток короткого замыкания

i_у = 1.8√2I_к = 2,55I_к ( 4.8 )

Мощность короткого замыкания равна

S_к= √3U_бI_к = S_б/∑Х_*б ( 4.9 )

Расчет токов короткого замыкания в установках напряжением до 1 кВ.

Особенность расчета токов короткого замыкания в установках напряжением до 1 кВ заключается в том, что кроме индуктивных учитываются и активные сопротивления

короткого замыкания ( воздушных и кабельных линий, обмоток силовых трансформаторов, трансформаторов тока, шин, коммутационной аппаратуры ).

При расчетах следует исходить из следующих условий:

- напряжение трансформатора неизменно и мощность системы не ограничена, т.е. Х_с=0;

- по режиму к.з. в сетях до 1000В должны проверяться лишь элементы, указанные в ПУЭ,

т.е. распределительные щиты, силовые шкафы и токопроводы;

- по термической стойкости к токам короткого замыкания не проверяются элементы, защищаемые плавкими предохранителями, если время их перегорания менее 0,01.

Ток трехфазного короткого замыкания, кА

I_к= U/√3_*(√R² + X²) *10³ , ( 4.10 )

где R и Х- суммарные активные и индуктивные сопротивления всех элементов.