7.4. Расчёты тока короткого замыкания для проверки аппаратуры по режиму кз
Расчётные виды КЗ:
1) трёхфазное КЗ при проверке предельного сквозного, вызывающего механические усилия между фазами; больший ток трёхфазного или однофазного КЗ, если ограничивающим фактором является усилие между витками одной фазы;
2) трёхфазное, двухфазное или однофазное КЗ, дающее больший тепловой импульс при проверке термической устойчивости (на шинах генератора ток двухфазного КЗ может дать больший тепловой импульс, чем ток трёхфазного);
3) трёхфазное или однофазное КЗ, дающее больший ток при проверке отключающей способности выключателя.
а) Проверка по предельному сквозному току согласно ГОСТу 686-70 на выключатели по ударному току и начальному действующему значению периодической слагающей
; 
.
Для выключателя указываются гарантируемые величины:
;
.
б) Проверка термической устойчивости. Тепловой импульс тока КЗ
,
где
- полное время отключения (включает
время действия релейной защиты и
собственное время работы выключателя
до погасания дуги).
Представим ток
КЗ
в виде суммы периодической и апериодической
слагающих
.
После возведения в квадрат, пренебрегая членом
,
запишем тепловой импульс как сумму тепловых импульсов от периодической и апериодической слагающих тока
.
При удалённых от генераторов КЗ можно пренебречь затуханием периодической слагающей тока, при этом
.
При близких к генераторам КЗ необходимо учитывать затухание периодической слагающей с помощью типовых кривых или по рис.7.6.
Тепловой импульс рассчитывается численным интегрированием по формуле прямоугольников
.
Тепловой импульс апериодической слагающей при наибольшем её значении
.
а) б)
Рис
7.6. Кривые затухания периодической
слагающей тока КЗ
по
отношению к сверхпереходному току в
зависимости относительного сопротивления
генераторной ветви: а – для турбогенераторов,
б – для гидрогенераторов (сплошные для
генераторов с демпферными обмотками)
При
с тепловой импульс апериодической
слагающей не учитывается.
В справочниках
даются предельные значения термической
устойчивости:
;
.
Расчётный тепловой импульс
.
в) Отключающая
способность выключателя проверяется
по двум величинам, соответствующим
моменту начала расхождения дугогасительных
контактов
.
1. Симметричный ток – эффективное значение периодической слагающей тока
.
2. Относительное содержание апериодической слагающей тока
. (1)
Номинальное
значение
соответствует наименьшему возможному
значению времени для данного выключателя
,
где 0,01 с - наименьшее
время действие релейной защиты,
принимаемое заводом. Обычно это время
больше 0,01 с и
.
Если не задано, то её значение можно определить из выражения
,
где
- неизменная периодическая слагающая
тока,
=0,045
с принята по ГОСТ.
Если
с
или
,
то
можно не вычислять, так как эти величины
приняты при определении
,
и условие (1) выполняется.
На шинах мощных станций часто условие (1) не выполняется, тогда проверяется максимальное значение тока КЗ с апериодической слагающей
. (2)
Это условие является
основным и из него вытекает (1) как частный
случай. Подставив сюда из (1) выражение
получим условие выбора в другом виде
. (3)
Это условие
выполняется при
в случае наличия запаса в периодической
слагаемой отключаемого тока. Согласно
ГОСТу 687-70, в выражениях (2) и (3) при
с принимается
.
г) Определение
тока КЗ для проверки отключающей
способности выключателя
производится при расчётном времени
действия защиты
,
которое обычно больше принятого заводом
0,01 с. Тогда условия отключения облегчаются.
1. При удалённом КЗ
;
;
,
где
- коэффициент, учитывающий затухание
апериодической слагающей тока,
определяемый с помощью кривых на рис.7.7.
Рис 7.7. Кривые изменения коэффициента, характеризующего затухание