7 Расчет короткого замыкания.

Короткие замыкания (к.з.) являются одной из основных причин нарушения нормального режима работы электроустановок и энергосистем в целом. При проектировании подстанции расчёт токов к.з. производится с целью проверки выбранного электрооборудования, установки релейной защиты и токоведущих частей. При расчёте токов к.з. принимают ряд допущений, не вносящих существенных погрешностей в расчёты. К ним относятся:

- отсутствие качаний генераторов;

- нелинейность всех элементов схемы (не учитывается насыщение магнитных систем);

- приближённый учёт нагрузок (все нагрузки представляются в виде постоянных по величине индуктивных сопротивлений);

- пренебрежение активными сопротивлениями элементов схемы при расчёте токов к.з. и учёт активных сопротивлений только при определении степени затухания апериодических составляющих токов к. з.;

- пренебрежение распределённой ёмкостью линий, за исключением случаев длинных линий и линий в сетях с малым током замыкания на землю;

- симметричность всех элементов системы, за исключением места короткого замыкания;

- пренебрежение током намагничивания трансформаторов.

Рисунок 5 - Схема замещения подстанции

Рассчитываются все сопротивления в относительных единицах.

Принимается S_б = 1000 МВ^.А.

Сопротивление системы вычисляют по формуле

(22)

где S_н – мощность системы в относительных единицах;

S_б– базисная мощность, равная 1000 МВ^.А;

х_н,С* - сопротивление системы в относительных единицах.

₍₂₃₎

(24)

где - длина ЛЭП;

- удельное сопротивление ЛЭП;

- напряжение в ЛЭП, взятое по ряду средних напряжений, ближайшее к напряжению в точке короткого замыкания.

Сопротивления обмоток автотрансформаторов на высокой стороне , вычисляют по формуле

(25)

где - взяты из Таблицы 1 для автотрансформатора.

Сопротивления обмоток автотрансформаторов на средней стороне , вычисляют по формуле

_{, (26)}

Сопротивления обмоток на низкой стороне ,вычисляют по

формуле

_{, (27)}

Рассчитаем ток короткого замыкания в точке К1. Для этого составим схему замещения, не учитывая те сопротивления, по которым ток к точке короткого замыкания не течёт.

Вычисляется результирующее сопротивление , вычисляют по формуле

Рисунок 6– Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К1

Рисунок 7 – Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К1

_{Вычисляется результирующее сопротивление}

(28)

₍₂₉₎

₍₃₀₎

Рисунок 8 – Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К1

Рисунок 9 – Схема для расчета тока к.з. в точке К1

Периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент короткого замыкания , кА, вычисляют по формуле

(31)

(32)

Ударный ток , кА, вычисляют по формуле

(33)

где к_у - ударный коэффициент.

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент разведения контактов выключателя , кА, вычисляют по формуле

(34)

Периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент размыкания контактов выключателя равна: I_nτ = I_no = 1,37 кА, т.к. система С является источником бесконечной мощности.

Рисунок 10 – Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К2.

Рисунок 11 – Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К2

Вычисляется результирующее сопротивление.

Периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент короткого замыкания вычисляют по формулам (31), (32)

Ударный ток вычисляют по формуле (33)

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент разведения контактов выключателя рассчитывается аналогично формуле (34)

I_nτ = I_no = 2,86 кА, т.к. система С является источником бесконечной мощности.

Рисунок 12 - Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К3 при включенном выключателе.

Рисунок 13 – Схема замещения для расчета тока при выключенном выключателе QB

Вычисляется результирующее сопротивление

₍₃₅₎

Рисунок 14 - Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К3 при включенном выключателе.

Периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент короткого замыкания рассчитывают по формулам (31), (32)

Ударный ток вычисляют аналогично формуле (33)

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент разведения контактов выключателя вычисляется аналогично формуле (34)

I_nτ = I_no = 51,2 кА, т.к. система С является источником бесконечной мощности.

Рисунок 15 - Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К3 при отключенном выключателе.

Периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент короткого замыкания рассчитывают по формулам (31), (32)

Ударный ток вычисляют аналогично формуле (33)

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент разведения контактов выключателя вычисляется аналогично формуле (34)

I_nτ = I_no =33,6 кА, т.к. система С является источником бесконечной мощности.

Вычисленные данные составляющих тока к.з. для всех точек сведем в таблицу 4.

Таблица 4 – Составляющие тока короткого замыкания

	Ino , кА			Inτ , кА
1)К1(з) (шины 330 кВ)
2) К2(з) (шины 110 кВ)
3) К3(з) (шины 6 кВ) При включенном QB При отключенном QB	51,2 33,6	98,1 64,3	2,51 1,86	51,2 33,6