Определение теплового импульса квадратичного тока короткого замыкания (интеграла джоуля)

Тепловой импульс квадратичного тока КЗ характеризует его термическое действие за время отключения t_отк:

В_к = . (20)

Определение В_к для оценки термической стойкости производится приближенным способом. При этом полный тепловой импульс разбивается на две составляющие - пе­риодическую и апериодическую:

B_к = B_кп+B_ка . (21)

Импульс В_ка определяют аналитически, учитывая экспоненциальный закон изменения апериодической составляющей тока КЗ. Метод расчета импульса В_кп выбирают в зависимости от вида расчетной схемы замеще­ния.

Для схемы вида «система» вычисляют сразу тепловой импульс от пол­ного тока КЗ по формуле:

B_к = I²_п0с(t_отк+T_ас). (22)

Для схемы вида «Генератор-система» тепловой импульс от периоди­ческой составляющей тока КЗ рассчитывают по кривым изменения во вре­мени относительных тепловых импульсов от периодической составляющей тока Q и от квадрата этого тока КЗ В (рис. 7) [4]. По кривым рис. 7 для расчетного времени отключения генератора определяют относительные значения тепловых импульсов ( и ) (они всегда меньше единицы), а по ним находят тепловой импульс от периодической составляющей тока КЗ:

B_кп = (I²_п0с+2I_п0сI_п0г +I² _п0г )t_отк . (23)

Рис. 7. Расчетные кривые нагрева: I – турбогенераторы;

II – гидрогенераторы и СК

Расчетные кривые относительных тепловых импульсов и представлены на рис. 7 [1, 2, 4].

Другую составляющую В_ка с учетом разновременности затухания апериодических токов от системы и генератора находят по формуле [1, 2, 3]:

B_ка = I²_п0сT_ас+I²_п0гT_аг+4I_п0сI_п0г/(1/T_ас+1/T_аг). (24)

Для схемы вида «двигатель-система» тепловые импульсы от периоди­ческой и апериодической составляющих тока КЗ определяют раздельно:

B_кп = I²_п0сt_отк+2I_п0сI_п0дT_д(1-e^{-2tотк / Tд}) + 0,5I²_п0дT^д(1-e^{-2tотк /Tд}); (25)

B_ка =(I_п0с+I_п0д)²T_а(1-e^{-2tотк/Tа}), (26)

где T_а = (T_асI_п0с+T_адI_п0д)/(I_п0с+I_п0д) - обощенная постоянная времени.

Выражения (25) и (26) даны для расчета В_к в случае преобладания в группе электродвигателей синхронных машин. Если в группе электродвига­телей преобладают синхронные двигатели, то подсчитывают суммарный тепловой импульс так:

B_к=I²_п0с(t_отк+T_а)+I²_п0д (0,5 T_д+T_а)+2I_п0сI_п0д (T_д+T_а). (27)

После определения величин токов трехфазного КЗ данные сводят в табл. 8.

Таблица 8

Сводная таблица результатов расчета токов трехфазного КЗ

Точ-ка к.з	Место к.з	Наименование источника, подпитывающего точку к.з	Мощ-ность источни-ка, МВА	Результаты расчета
				Ток КЗ, кА			Tа, с	куд, о.е.
				Iп0	Iпτ	iуд
	Шины РУВН(CН)	Энергосистема Генератор (суммарное значение)