5 Расчет токов короткого замыкания
Большая часть аварий в электрических системах вызывается коротким замыканием (КЗ). Во многих случаях КЗ сопровождаются повреждением электрооборудования и частичным или полным расстройством электроснабжения потребителей.
При возникновении КЗ токи в ветвях системы значительно увеличиваются, одновременно напряжение в отдельных частях системы уменьшается. Особенно значительно уменьшается напряжение вблизи места КЗ.
Значительные по величине токи КЗ могут быть опасны для электрооборудования, так как недостаточно прочное в механическом отношение электрооборудование может быть разрушено, а большой нагрев частей может повредить их изоляцию.
Поэтому расчет токов КЗ необходимо проводить для выбора основного электрического оборудования и аппаратов подстанции, для выбора мер борьбы с КЗ и их ограничения, для проверки чувствительности устройств релейной защиты и автоматики.
Для расчета токов КЗ прежде всего необходимо составить эквивалентную схему замещения, в которую все элементы влияющие на величину токов КЗ, должны войти в виде своих сопротивлений, рисунок 5.
Расчет ведем в относительных единицах
Sб = 100 МВА,
где Sб – базисная мощность.
Рисунок 4 – Исходная схема Рисунок 5 – Схема замещения
За базисное напряжение принимаем напряжение той ступени, на которой предполагаем КЗ.
Uб1= 115 кВ; Uб2 = 37 кВ; Uб3 = 10,5 кВ.
Определяем базисный ток
;
(16)
где
- базисная мощность
- базисное напряжение
.
Определяем сопротивление элементов схемы замещения, приведенным к базисным условиям. Сопротивление энергосистемы можно определить приближенно из условия предельного использования выключателя, намечаемого к установке в данном узле энергосистемы.
;
(17)
Для выключателя установленного в настоящее время на подстанции ВМТ 110Б-1000 УХЛ , Iном.отк = 20 кА
,
(18)
Сопротивление питающей линии
,
(19)
где
– удельное сопротивление линии, Ом/км;
–длина
питающей линии, км.
/2/.
.
С
опротивление
трансформатора
(20)
(21)
(22)
Определяем токи КЗ
Расчёт токов КЗ проводится на ЭВМ с использованием расчётных кривых Результаты расчёта представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Результаты расчётов токов короткого замыкания
|
Точка КЗ
|
Место КЗ |
Sб, кВА
|
Uб, кВ
|
Iб, кА
|
Хт |
I″, кА |
I уд, кА |
tд, с |
Вк, кА2с
| |
|
К1
|
Шины 110кВ |
100
|
115 |
0,502 |
1,075 |
1,2 |
2,87 |
1,03 |
1,48 | |
|
К2
|
Шины 35 кВ |
|
37 |
1,562 |
0 |
3 |
6,8 |
0,13 |
1,17 | |
|
К3
|
Шины 10 кВ |
|
10,5 |
5,505 |
0,675 |
9,9 |
20,9 |
0,74 |
72,5 | |
|
Ячейки, секционного выключателя, НН |
– |
– |
– |
– |
– |
0,44 |
43,1 | |||
|
Ячейки отходящих линий, НН |
– |
– |
– |
– |
– |
0,14 |
13,7 | |||