4 Расчет параметров короткого замыкания

Из возможных аварийных режимов (КЗ различных видов, об­рывы проводов, нарушение устойчивости параллельной работы и возникновение асинхронного хода частей электрической систе­мы, сложные виды повреждений и т.п.) расчетным для выбора электрооборудования обычно является режим КЗ.

Расчетные условия КЗ включают в себя: расчетную схему элек­троустановки, расчетное место КЗ, расчетный вид КЗ, расчетную продолжительность КЗ.

Расчетный вид КЗ принимается в зависимости от степени воз­действия тока КЗ на электрооборудование. Расчетным видом КЗ при проверке на термическую стойкость проводников и электри­ческих аппаратов электроустановок напряжением свыше 1 кВ вплоть до 35 кВ является трехфазное КЗ, в электроустановках напряже­нием 110 кВ и выше ‑ трех- или однофазное КЗ.

Электродинамическая стойкость проводников и электрических аппаратов проверяется обычно по условиям воздействия электро­динамических сил от ударного тока КЗ (t ≈ 0,01 с).

Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ оп­ределяют сложением времени действия основной релейной за­щиты, в зону действия которой входят проверяемые проводни­ки и аппараты, и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя.

При проверке проводников на термическую стойкость при КЗ определяют их температуру нагрева к моменту его отключения и сравнивают ее с предельно допустимой температурой нагрева. Про­водник удовлетворяет условию термической стойкости, если тем­пература нагрева проводника Т_к к моменту отключения КЗ не пре­вышает предельно допустимую температуру Т_{К ДОП} нагрева соответ­ствующего проводника при КЗ.

4.1 Создание расчётной схемы для определения параметров короткого замыкания

На рисунке 4.1 изображена расчетная схема для определения параметров короткого замыкания.

Рисунок 4.1 – Расчетная схема для определения параметров короткого замыкания

Система величин, которая положена в основу расчетов параметров цепи короткого замыкания, называется базисной. В базисную систему величин входят базисная мощность S_б, базисное напряжение U_б, базисные токи I_б.

За базисную мощность S_б, можно принять суммарную мощность трансформаторов районных подстанций S_б = 80 (МВА)

Базисное напряжение:

Для каждой ступени напряжения схемы внешнего электроснабжения в качестве базисного напряжения для расчета сопротивлений принимают среднее напряжение, т.е. U_б = U_ср, которое превышает номинальное напряжение приемников.

В таблице 4.1 приведен расчет базисного тока

Таблица 4.1 – Расчет базисного тока

Ступень напряжения	Формула	Результат, кА	Примечание
27,5кВ	Iб = Sб / √3 * Uср I = 80/√3 * 28,9	1,6	Iб – базисный ток; Uср – среднее напряжение Sб – базисная мощность
25кВ	Iб = Sб / √3 * Uср I = 80/√3·* 26,2	1,7

4.2 Расчет относительных сопротивлений элементов цепи короткого замыкания

В таблице 4.2 приведен расчет относительных сопротивлений элементов цепи.

Технические параметры трансформаторов районной подстанции:

‒ тип трансформаторов ТДТНЭ – 40000/110;

‒ напряжение короткого замыкания между обмотками U_{к В-С} ‒ 10,5 %; U_{к В-Н} – 17,0%; U_{к С-Н} – 6%.

Элемент схемы	Исходные параметры	Расчётная формула
Линия электропередачи воздушная	Uср, кВ L, км Хо, Ом/км	Х*ВЛ = Хо*L*(Sб/U 2ср) Х*ВЛ = 0,4*15(80/835,2)=0,54
Трансформатор трёхобмоточный	Sн.тр, МВА Uк В-С, % Uк В-Н, % Uк С-Н, %	Х*б.тр.В = (Uк.В /100)*(Sб/ Sн.тр) Х*б.тр.В = (11/100)*(100/40) = 0,275 Х*б.тр.С = (Uк.С /100)*(Sб/ Sн.тр) Х*б.тр.С = (6,5 /10)*(100/40)=0,32

Таблица 4.2 ‑ Расчет относительных сопротивлений элементов цепи