2.5. Расчет токов короткого замыкания

Токи короткого замыкания (КЗ) рассчитывают для выбора и проверки аппаратов и токоведущих частей на термическую и динамическую стойкость, для выбора, при необходимости, устройств по ограничению этих токов, а также для выбора и оценки устройств релейной защиты и автоматики, для выбора заземляющих устройств и ограничителей перенапряжений.

Расчётным является трёхфазное короткое замыкание, т.к. токи КЗ в этом случае имеют максимальные значения. При расчётах токов КЗ принимаются допущения:

все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, работают одновременно и с номинальной нагрузкой;

расчётное напряжение каждой ступени схемы электроснабжения принимается на 5 % выше номинального значения;

короткое замыкание наступает в момент времени, при котором ударный ток КЗ будет иметь наибольшее значение;

сопротивление места КЗ считается равным нулю;

не учитывается сдвиг по фазе ЭДС различных источников питания, входящих в расчётную схему;

не учитываются ёмкости, а следовательно, и емкостные токи в воздушных и кабельных сетях;

не учитываются токи намагничивания трансформаторов;

не учитывается влияние мелких нагрузок;

не учитываются активные сопротивления переходных контактов выключателей и коротких линий.

напряжение источников питания остаются неизменным.

Расчёт произведён в относительных единицах с учетом фактических коэффициентов трансформации при базисных условиях ( , ) в следующей последовательности: составлена расчётная схема цепи КЗ и схема замещения; задана базисная мощность и базисное напряжение; определен базисный ток для каждой ступени трансформации

определены сопротивления отдельных элементов сети, приведённые к базисным условиям.

Расчётная схема представлена на рис. 3.1.

Исходные данные для расчёта представлены в табл. 3.2.

Схема замещения для расчётов токов КЗ представлена на рис. 3.2.

Рис 3.1. Расчетная схема для токов короткого замыкания

Таблица 3.2

Исходные данные элементов

Наименование элемента	Исходные данные
Т1, Т2: 3АОДЦТ-417000/750/500	306%; 13,3%; 289%; 1251 МВА
Т3, Т4: 3АОДЦТН-167000/500/220	245%; 11%; 229%; 501 МВА
Т5-Т8: АТДЦТН-200000/220/110	32%; 11%; 20%; 200 МВА
Линии: провод 5АС-300/39, длина указана на расчётной схеме	0,288 Ом/км
Реакторы: CLR 75/1000/1,78	0,56 Ом

Тогда базисный ток первой ступени и базисные ступени остальных ступеней равняются:

, ,

, ,

, ,

, ,

.

Рассчитаем значения параметров схемы замещения:

Определяем ЭДС источников питания:

Рис 3.2. Схема замещения для расчета токов КЗ

Упрощение схемы замещения (рис.3,3):

Рис. 3.3. Упрощенная схема замещения

Расчет короткого замыкания в точке К1:

Преобразование схемы замещения (рис. 3.4)

а)

б)

в)

г)

Рис. 3.4. К примеру расчета короткого замыкания в точке К1

Ток короткого замыкания в точке К1:

Ударный ток КЗ в точке К1:

Максимальный ток на стороне 750 кВ:

Расчет токов КЗ для каждой точки сведен в таблицу 4.5.

Таблица 4.5

Расчетные данные и значения токов КЗ

Наименование величины	Точка короткого замыкания
	К1	К2	К3	К4	К5	К6	К7	К8	К9
Базисное напряжение ступени, где рассматривается КЗ	750	10,5	500	10,5	10,5	230	10,5	10,5	121
Базисный ток для точки КЗ, кА	0,7698	54,986	1,155	54,986	54,986	2,51	54,986	54,986	4,771
Ударный коэффициент	1,895	1,88	1,85	1,88	1,956	1,717	1,88	1,956	1,608
Ток трехфазного КЗ, кА	7,441	22,911	10,247	8,635	2,539	6,842	44,852	3,765	7,42
Ударный ток КЗ, кА	19,941	60,914	26,809	22,958	7,023	16,614	119,249	10,415	16,873
Максимальный ток, А	1176,02	329,91	2022,34	461,88	461,88	1760,67	1639,67	1639,67	1336,02