4. Расчет токов короткого замыкания

Выполнять расчет токов к.з. рекомендуется в следующем порядке:.

- составить исходную расчетную схему тяговой подстанции, которая представляет собой упрощенную однолинейную схему первичной коммутации, на которой указать элементы, влияющие на токи к.з. (для условий тяговой подстанции это трансформаторы). На всех сборных шинах РУ схемы следует указать точки вероятных к.з. и напряжения U_cp(115; 29; 11; 0,4 кВ), принятые при расчетах к.з. На схеме указать параметры трансформаторов ( S_нт, U_к%);

- составить схему замещения представляющую собой исходную рас­четнуюсхему, в которой электромагнитные (трансформаторные) связи заменяются связями электрическими. Для этого использовать известные схемы замещения трансформаторов. Для удобства расчетов полученные сопротивления пронумеровать;

- вычислить все сопротивления схемы замещения;

- для каждой из намеченных на схеме точек к.з. выполнить преоб­разование схемы замещения таким образом, чтобы каждая из точек к.з. была связана с источником питания только одним сопротивлением, для чего использовать известные формулы параллельного и последова­тельного сложения сопротивлений;

- рассчитать токи к.з.

Расчет токов к.з. достаточно подробно изложен в специальной

литературе, в этой связи ниже приводятся лишь некото­рые рекомендации.

Расчет сопротивлений схемы замещения можно выполнять в относи­тельных или именованных единицах. Здесь мы предлагаем систему от­носительных единиц, которая в данных расчетах более проста. Если применить систему относительных единиц, необходимо предварительно задаться базисная мощностьS_б, в качестве которой реко­мендуется принять число, удобное для вычислении (напримерS_б=100 или S_б = 1000 МВ А). После этого можно приступить к расчету сопротивлений. Начинать рекомендуется с сопротивления питающей системы.

Составим исходную расчетную схему тяговой подстанции и укажем все элементы влияющие на токи КЗ.

Рисунок №4.1 – Исходная расчетная схема тяговой подстанции

Относительное значение Х_к1 вычисляется по следующей формуле:

,

где – базисная мощностьв точке к.з. К1 ( =1000 МВА);

Базовый ток:

;

Ток короткого замыкания:

,

Ударный ток:

,

где К_у – ударный коэффициент (К_у =1,8);

Мощность трехфазного к.з. в точке К1:

;

Данные расчета сводим в таблицу 4.1

1 – сопротивление питающей системы

Рисунок 4.2 – Схема замещения для точки к.з. К1

Таблица 4.1 - Расчет параметров к.з

Базовый ток	Iб = 1000000 / 1,73∙115 = 5.02 кА
Ток КЗ	Iк = 5.02 /0,67 = 7,49 кА
Ударный ток	i у = 2,55 ∙7,49= 19,1 кА
Мощность КЗ	Sк = 1000 / 0,67=1492,54МВА

4.2 Расчет токов короткого замыкания в точке К2

Рисунок 4.3– Схема замещения для точки к.з. К2

1 – сопротивление питающей системы;

2, 3 – сопротивления понижающего трансформатора, обмотки низкого

напряжения (3) и среднего напряжения (2);

4– результирующее сопротивление до точки к.з.

Результирующее сопротивление Х_К4 определяется по следующей формуле:

где 2 – число, учитывающее параллельную работу двух понижающих трансформаторов;

В свою очередь

,

где U_квн– напряжение к.з. понижающего трансформатора (U_квн=17 %);

S_нт– номинальная мощность понижающего трансформатора.

Теперь по формулам можно определить I_к, i_у, S_к, при этом вместо Х_К1 нужно подставлять значение Х_К4. Ток I_б следует определять по формуле, где

U_б = 29кВ:

Данные расчета сводим в таблицу 4.2

= =2,63,

= 17/100 +1000/40=4,25,

Таблица 4.2 - Расчет параметров к.з

Базовый ток	Iб = 1000 / 1,73∙29 = 19.91кА
Ток КЗ	Iк =19.91/ 1,99=10 кА
Ударный ток	i у = √2 ∙ 1,8 ∙ 10= 25,5 кА
Мощность КЗ	Sк = 1000 / 1,99 = 502,5 МВА

4.3 Расчет токов короткого замыкания для точки К3.

Рисунок 4.3 – Схема замещения для точки к.з. К3

1-сопротивление питающей системы;

4,5-сопротивления понижающего трансформатора, обмотки высокого напряжения (5) и низкого напряжения (6);

9-результирующее сопротивление.

Результирующее сопротивление определяется по следующей формуле:

,

в свою очередь

,

где U_квс– напряжение к.з. понижающего трансформатора (U_квс=10.5%);

=2,13

= 0,67 +2,13=2,8

Данные расчета сводим в таблицу 4.3

Таблица 4.3 - Расчет параметров к.з

Базовый ток	Iб = 1000 / 1.73∙ 10,5= 54,99 кА
Ток КЗ	Iк = 54,99 /2,8= 19,64кА
Ударный ток	i у = √2 ∙ 1,8 ∙ 19,64= 50,8 кА
Мощность КЗ	Sк = 1000 / 2,8= 357,1 МВА