4 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания производится для выбора аппаратов, проводов, шин и кабелей. Поэтому расчетным является наиболее тяжелый эксплуатационный режим (форсированный).

Нагрузки в расчете токов КЗ не учитываются, т.к. они значительно электрически удалены от расчетных точек короткого замыкания.

Для выбора аппаратов и проводников в качестве расчетных точек КЗ принимаются: сборные шины ВН или выводы трансформаторов со стороны ВН, сборные шины СН и НН.

Расчет токов короткого замыкания выполняем по упрощенной схеме (рис.4.1):

Рис. 4.1 – Электрическая схема замещения

4.1 Расчет сверхпереходного тока кз

Расчет тока короткого замыкания выполняется в именованных единицах. При расчете используются средние номинальные напряжения ВН, СН и НН, равные 115, 37 и 10,5кВ соответственно.

Сопротивление системы вычисляется через заданную мощность короткого замыкания при трехфазном КЗ на шинах источника питания ПС:

				(4.1)
где		-	мощность 3хфазного КЗ, кА;
		-	среднее номинальное напряжение ВН, кВ.

Сопротивления обмоток трансформаторов:

						(4.2)
где		-	номинальная мощность трансформатора, МВ∙А;
				-	напряжения короткого замыкания обмоток трансформатора, %.

Сопротивления линий:

				(4.3)
где		-	удельное индуктивное сопротивление линииОм/км;
		-	удельное активное сопротивление линииОм/км.
					(4.4)

Ток КЗ на шинах BН ПС (К1):

Суммарное сопротивление до точки короткого замыкания К1, Ом:

(4.5)

Ток трехфазного КЗ в точке К1 , кА:

(4.6)

Ток КЗ на шинах СН ПС (К2):

Сопротивление системы, приведенное к стороне СН:

				(4.7)
где		-	среднее номинальное напряжение СН, кВ.

Сопротивления обмоток трансформатораприведенные к стороне СН:

Сопротивления линииприведенное к стороне СН:

Суммарное сопротивление до точки короткого замыкания К2, Ом:

(4.8)

Ток трехфазного КЗ в точке К2, кА:

(4.9)

Ток КЗ на шинах НН ПС (К3):

Сопротивление системы, приведенное к стороне НН:

				(4.10)
где		-	среднее номинальное напряжение НН, кВ.

Сопротивления обмоток трансформатораприведенные к стороне НН:

Сопротивления линии приведенное к стороне НН:

Суммарное сопротивление до точки короткого замыкания К3, Ом:

(4.11)

Ток трехфазного КЗ в точке К3, кА:

(4.12)

4.2 Расчет ударного тока кз

Активное сопротивление системы:

				(4.13)
где		-	среднее значение соотношения x/rдля электрической системы [10].

Активные сопротивления обмоток трансформаторов:

						(4.14)
						(4.15)
где		-		потери короткого замыкания трансформатора, МВт;
			-		сквозное сопротивление трансформатора, Ом.

Ударный ток КЗ на шинах BН ПС (К1):

Суммарное сопротивление до точки короткого замыкания К1, Ом:

(4.16)

Постоянная времени затухания апериодической составляющей:

(4.17)

где f – частота сети, Гц.

Расчет ударного коэффициента и ударного тока:

				(4.18)
				(4.19)
где		-	ударный коэффициент;
		-	сверхпереходный ток на шинах ВН, кА;
		-	ударного тока на шинах ВН, кА.

Ударный ток КЗ на шинах СН ПС (К2):

Сопротивление системы, приведенное к стороне СН:

				(4.20)
где		-	среднее номинальное напряжение СН, кВ.

Сопротивления обмоток трансформатора приведенные к стороне СН:

Сопротивления линииприведенное к стороне СН: Суммарное сопротивление до точки короткого замыкания К2, Ом: (4.21) Постоянная времени затухания апериодической составляющей: Расчет ударного коэффициента и ударного тока: где - сверхпереходный ток на шинах CН, кА.

Ударный ток КЗ на шинах НН ПС (К3):

Сопротивление системы, приведенное к стороне НН:

где		-	среднее номинальное напряжение НН, кВ.

Сопротивления обмоток трансформатора приведенные к стороне НН:

Сопротивления линииприведенное к стороне СН: Суммарное сопротивление до точки короткого замыкания К3, Ом: (4.22) Постоянная времени затухания апериодической составляющей: Расчет ударного коэффициента и ударного тока: где - сверхпереходный ток на шинах НН, кА.