Введение

В процессе эксплуатации систем электроснабжения (СЭС) одной из основных причин нарушения нормального режима работы отдельных электроустановок и системы в целом являются возникающие короткие замыкания (к.з.) [1]. В данном случае в электроустановках будут протекать токи к.з., которые необходимо рассчитать. Это является важной задачей проектирования, так как на основании проведенных расчетов производится выбор основного электрооборудования электрических станций, сетей, выбирается и проверяется действие релейной защиты и автоматики.

Целью данного курсового проекта является овладение навыками расчета токов трехфазного короткого замыкания, несимметричных коротких замыканий в электроустановках.

1 Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1 кВ

1.1 Трехфазное короткое замыкание

На рисунке 1 представлена система электроснабжения, для которой необходимо произвести расчет токов к.з. в точках К1-К5, полагая, что выключатель B разомкнут, автоматические выключатели QF3 и QF8 отключены;

В точках К1,К2 необходимо рассчитать токи к.з. первым, вторым и четвертым методами.

Рисунок 1 - Система электроснабжения

Расчет короткого замыкания в точках К3,К4,К5 будет производиться в другом разделе, так как оно происходит в сети до 1 кВ.

Представлены необходимые данные для расчета токов к.з. в точках К1 –К5.

Таблица 1 – Параметры системы

Мощность системы	Напряжение системы	Сопротивление
2500	110	1,0

Таблица 2 – Параметры линии W

Длина , км	Сопротивление , Ом/км
60	0,4

Таблица 3 – Трансформаторы Т1 и Т2

Номинальная мощность	Напряжение обмоток	Напряжение короткого замыкания	Соединение Обмоток
125	121/6,3	10,5

Таблица 4 – Трансформаторы Т3 и Т4

Номинальная мощность	Напряжение обмоток	Напряжение короткого замыкания	Соединение Обмоток
2,5	6/0,4	8,5

Двигатель Д1,Д2: 100 кВт, 0,4 кВ, , , , .

Шинопровод Ш1,Ш2: мОм/м, мОм/м, l=35 м.

Кабельные линии КЛ1,КЛ2: мОм/м, х=0,057 мОм/м, l=40м.

Трансформаторы тока ТА1,ТА2: r=0,42 мОм/м, х=0,67 мОм/м.

Выключатели QF1-QF2: r=0,1 мОм/м, х=0,05 мОм/м.

Выключатели QF4-QF11: r=1,1 мОм/м, х=0,5 мОм/м.

1.2 Расчет тока короткого замыкания в точке к1. Точное приведение в именованных единицах

За основную ступень напряжения принимается та, на которой произошло короткое замыкание. И к этому напряжению необходимо привести все параметры схемы замещения.

Сопротивление системы определяется по следующей формуле, Ом:

, (1)

.

Сопротивление линии приводить к не надо, так как напряжение линии равно 121 кВ.

Сопротивление линии определяется по следующей формуле, Ом:

(2)

где x₀ – погонное индуктивное сопротивление линии, Ом/км;

l – длина линии, км;

.

ЭДС системы, приведенная к будет равна, кВ:

, (3)

.

Схема замещения с рассчитанными значениями параметров представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 2 – Схема замещения для расчета токов КЗ в точке К1 методом точного приведения в именованных единицах

Для расчета токов КЗ эквивалентная схема замещения, в которой представлены различные элементы исходной расчетной схемы, постепенно путем последовательных эквивалентных преобразований приводится к простейшему виду, то есть к схеме, состоящей из результирующей эквивалентной ЭДС и результирующего эквивалентного сопротивления, рассчитанных относительно точки короткого замыкания.

, (4)

Рисунок 3 – Результирующая схема замещения

Ток трехфазного короткого замыкания определяется следующим образом, кА:

(5)