1.4.2. Расчёт токов короткого замыкания

Для вычисления токов КЗ составим однолинейную расчетную схему с указанием всех элементов цепи КЗ и их номинальных напряжений. Сопротивления элементов короткозамкнутой цепи, в общем случае состоящие из активных и реактивных сопротивлений, могут быть вы­ражены или в именованных единицах (Ом), или в относительных еди­ницах. Под относительным сопротивлением понимают отношение абсолют­ного падения напряжения на элементе цепи КЗ к среднему напряжению цепи.

Рассчитаем параметры элементов схемы замещения (рис. 1.3). Относительное сопротивление системы, приведенное к базисной мощности S_б=100 МВА:

. (1.17)

где S_КЗ =750 МВА– мощность к.з. на шинах 220 кВ подстанции.

.

Относительные сопротивления обмоток трансформаторов Тр1 и Тр2:

(1.18)

где u_k – условное напряжение КЗ обмотки трансформатора.

S_НОМ.тр- номинальная мощность трансформатора

Расчётная схема и схема замещения для расчёта

сопротивлений цепи К.З.

Рис. 1.3

Для каждой обмотки трёхобмоточного трансформатора параметр u_k определяется по выражению:

u _kв=0,5(u _{kI -II} +u _{kI - III} -u _{k II -III})

u _kс=0,5(u _{kI - II} +u _{k II -III} –u _{k I -III}) (1.19)

u _kн=0,5(u _{kI - III} +u _{k II -III} –u _{k I -II})

где u _{kI –II}=22,4%, u _{kI – III}=14,2%, u _{k II –III}=8% – напряжение КЗ между обмотками [ ]

u _kв=0,5(22,4+14,2-8)=14,3%

u _kс=0,5(22,4+8-14,2)=8,1%

u _kн=0,5(14,2+8-22,4)= -0,1%

Аналогично определим относительное сопротивление однофазного трансформатора:

Определим суммарные сопротивления до точек КЗ согласно рис.1.3.

0,133

Ток КЗ определяется по выражению:

I _k =I _б / х _{*б к,} (1.20)

где I _б–базисный ток, кА, определяется по выражению:

I _б = S_б / _{с р}, кА (1.21)

где _{с р}– среднее напряжение на шинах, кВ.

Ударный ток и мощность короткого замыкания:

i _y =2,55^. I _k, (1.22)

S _k =S _б / х _{*б к ,} (1.23)

Точка К1

I _{б 1}= S_б / _{с р 1}= 100/ ^.231= 0,250 кА;

I _{k 1}=I _б1 / х _{*б к1}= 0,250 / 0,133= 1,88 кА;

i _{y 1}=2.55^. I _k1=2,55^.1,88=4,79 кА;

S _{k 1}=S _б1 / х _{*б к 1}= 100 / 0,133= 750 МВ^.А;

Точка К2

I _{б 2}= S_б / _{с р 2}= 100/ ^.52,5=1,1 кА;

I _{k 2}=I _{б 2} / х _{*б к 2}= 1,1 / 0,553=1,99 кА;

i _{y 2}=2.55^. I _{k 2}=2,55^. 1,99=5,07 кА;

S _{k 2}=S _б2 / х _{*б к 2}= 100 / 0,553= 187,6 МВ^.А;

Точка К3

I _{б 3}= S_б / _{с р 3}= 100/ ^.26,2= 2,2 кА;

I _{k 3}=I _б3 / х _{*б к 3}= 2,2 / 0,343=6,41 кА;

i _{y 3}=2.55^. I _k3=2,55^.6,41=16,35 кА;

S _{k 3}=S _б3 / х _{*б к 3}= 100 / 0,343= 291,5 МВ^.А;

Точка К4

I _{б 4}= S_б / _{с р 4}= 100/ ^.10,5= 5,5 кА;

I _{k 4}=I _{б 4} / х _{*б к 4}= 5,5 / 0,492= 11,18 кА;

i _{y 4}=2.55^. I _{k 4}=2,55^.13,06=28,51 кА;

S _{k 4}=S _б1 / х _{*б к 4}= 100 / 0,492= 203,25 МВ^.А;

Точка К5

I _{б 4}= S_б / _{с р 4}= 100/ ^.26,2= 2,2 кА;

I _{k 4}=I _{б 4} / х _{*б к 4}= 2,2 / 0,693= 3,17 кА;

i _{y 4}=2.55^. I _{k 4}=2,55^. 3,17=8,08 кА;

S _{k 4}=S _б1 / х _{*б к 4}= 100 / 0,693= 144,3 МВ^.А.

Точка К6

Поскольку трансформатор собственных нужд (ТСН) имеет сопротивление, значительно превышающее сопротивление системы и силового трансформатора, влияние параметров сети не оказывает существенного влияния на ток короткого замыкания на стороне 0,4кВ.

При расчете этих токов учитываются только параметры самого трансформатора собственных нужд и аппаратуры, подключенной к шинам 0,4кВ. При расчете сопротивлений элементов цепи короткого замыкания, обычно учитывают как активные, так и индуктивные сопротивления обмоток трансформатора и элементов цепи.

Ток к.з. на шинах 0,4 кВ:

(1.24)

где Z-сопротивление цепи к.з.

(1.25)