2.5 Расчет токов короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания (к.з.) составляется расчетная схема электроснабжения шахты и схема замещения, представленная на рисунке 1.

Рисунок 1 – Расчетная схема и схема замещения электроснабжения шахты

Расчет токов к.з. ведется в относительных единицах. За базисную мощность принимается S_б=100 МВ·А. За базисное напряжение принимается напряжение рассматриваемой ступени трансформации:

U_б1=37,5 кВ, U_б2=6,3 кВ, U_б3=6,6 кВ, U_б4=0,69 кВ.

В соответствии с принятыми базисными напряжениями определяются величины базисного тока по формуле: (2.24)

Относительное сопротивление энергосистемы определяется по формуле:

(2.25)

где – установившееся значение мощности к.з. энергосистемы,

принимается =3500 МВ·А.

Определение токов и мощности к.з. в точке к₁.

Полное сопротивление цепи до точки к_.з определяется по формуле:

(2.26)

где – соответственно суммарное активное и индуктивное

сопротивление до точки к_.з. (2.27)

где – соответственно относительное активное и индуктивное

сопротивление воздушной ЛЭП. (2.28)

где – соответственно активное и индуктивное сопротивление

воздушной ЛЭП, согласно расчетам r₁ = 1,08 Ом, x₁ = 1,388 Ом.

Тогда r_1*= х_1*=

Следовательно, r_∑*= 0,077, x_∑*= 0,029+0,099=0,128.

Тогда Z_*1= ,

Сверхпереходный ток в точке к.з. определяется по формуле:

(2.29)

Ударный ток в точке к.з определится как:

i_у1 = ·k_у· i_у1 = ·1,15 · 8556 = 16369 А, (2.30)

где к_у – ударный коэффициент, согласно [8, с.86] к_у=1,12.

Мощность к.з. определяется по формуле:

= МВ·А, = (2.31)

По образцу расчета в точке К₁, согласно схеме замещения, определим токи и мощности к.з. в точках К₂, К₃, К₄, К₅, К₆, К₇. Результаты сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Токи и мощность к.з.

	Сверхпереходный ток в точке к.з, А	Ударный ток в точке к.з, А	Мощность к.з., МВ·А
К1	10334	16369	671,1
К2	6849	17241	74,7
К3	6578	17632	52,1
К4	4349	11686	49,4
К5	4209	9763	47,7
К6	4194	9549	47,5
К7	3651	8513	45,2
К8	3110	7810	41,1
К9	2810	6716	37,7

Выбор токоограничивающего реактора

Токоограничивающие реакторы выбирают по номинальным значениям тока, напряжения и индуктивного сопротивления, проверяют на термическую и электродинамическую стойкость при к.з. по условиям обеспечения требуемого уровня напряжения на шинах подстанции.

За реактором допускается установка выключателя с номинальным током отключения I_ном.от. =12,5 кА.

Принимаем за базисное напряжение U_б = U_ном.с. = 10,5 кВ, а I_к.р = I_ном.от.

Базисный ток определяется по формуле:

(2.32)

Необходимая реактивность реактора определяется по формуле:

(2.33)

Индуктивное сопротивление реактора определяется по формуле:

(2.34)

Согласно [7, с 95] для установки выбираем реактор РБ 10-630-0,25 с индуктивным сопротивлением 0,25 Ом.

Проверка кабельных линий по току короткого замыкания

Проверка кабелей по термической стойкости осуществляется в целях обеспечения пожаробезопасности кабелей при дуговых коротких замыканиях посредством выбранных защитных аппаратов с заданным быстродействием отключения максимальных токов трехфазного короткого замыкания.

Проверка производится исходя из соотношения: (2.35)

где I_n – предельно допустимый кратковременный ток к.з. в кабеле.

А, (2.36)

где С – коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил

при коротком замыкании, для кабелей с медными жилами с бумажной

изоляцией на напряжение 6 кВ С=129 А·с^1/2/мм, для кабелей с

медными жилами с поливинилхлоридной изоляцией С=115 А·с^1/2/мм;

t_п – приведённое время отключения, для ячеек типа КРУВ-6М t_п=0,17 с; для

выключателей, установленных в КРУ общепромышленного применения t_п=0,2 с.

Проверка кабеля, питающего ЦПП: I_n=

86539 > 4349 А. Условие выполняется.

Проверка кабеля, питающего РПП 1: I_n=

46966 А > 4209 А. Условие выполняется.

Проверка кабеля, питающего РПП 2: I_n=

10958 А > 4194 А. Условие выполняется.