4.2. Розрахунок струмів короткого замикання.

Для вибору електроустаткування|електрообладнання|, апаратів, шин, кабелів, струмообмежувальних реакторів необхідно знати струми|токи| короткого замикання. При цьому досить уміти визначати струм|тік| трифазного короткого замикання в місці пошкодження|ушкодження|. При розрахунку визначають періодичну складову струму|току| короткого замикання для найбільш важкого|тяжкого| режиму роботи мережі|сіті|. Розрахунок|урахування| аперіодичної складової проводять|виробляють,справляють| приблизно, допускаючи при цьому, що вона має максимальне значення в даній фазі.

Розрахунок струмів|токів| при трифазному короткому замиканні проводять|виробляють,справляють| в наступному|слідуючому| порядку|ладі|:

1. Для даної пристрої складають розрахункову схему. Розрахункова схема - це однолінійна схема електропристроїв з|із| вказівкою тих елементів і їх параметрів, які впливають на значення струму|току| короткого замикання і тому повинні враховуватися при виконанні розрахунків. Розрахункова схема пристрої повинна відображати|відбивати| нормальний режим роботи. На розрахунковій схемі (рис. 4.1) намічають розрахункові точки короткого замикання - так, щоб апарати і провідники потрапляли|попадали| в найбільш важкі|тяжкі| умови роботи. Виключенням|винятком| є|з'являються,являються| апарати в ланцюги|цепи| приєднань з|із| реактором, вибрані по струму|току| короткого замикання за реактором.

У приведених схемах передбачена роздільна робота трансформаторів ГЗП по низькій стороні.

2. По розрахунковій схемі складають схему заміщення, замінюючи електромагнітні зв'язки електричними, джерела вводять|запроваджують| в схему заміщення як е.р.с. і опори, решта елементів – як опори. Розрахунок струмів|токів| короткого замикання можна вести як в іменованих, так і у відносних одиницях. У мережах|сітях| і установках напругою|напруженням| до 1000 В звичайно розрахунок проводять|виробляють,справляють| в іменованих одиницях. У установках напругою|напруженням| понад 1000 В прийнято всі опори короткозамкненого ланцюга|цепу| приводити|призводити,наводити| до базисних умов і виражати|виказувати,висловлювати| у відносних одиницях. Заздалегідь приймають базисну потужність (100 або 1000 МВА|). За базисну напругу|напруження| приймають середню номінальну напругу|напруження| () того ступеня|рівня|, на якому передбачається|припускається| коротке замикання. Таким чином, для кожної точки короткого замикання будуть свої базисні напруги|напруження| і струми|токи|.

, (4.11)

Складаємо схему заміщення для розрахунку трифазного к. з. для лінії і підстанції (рис. 4.1) і розраховуємо струм к. з. для початкового моменту часу і ударний струм к. з. при пошкодженні в точках К1 і К2. Початкові данні приведені на рис. 4.1 Струми к. з. у точці К1 визначаються для вибору апаратів у колі трансформатора з високою напругою = кВ; у точці К2 - для вибору апаратів у колі трансформатора з низькою напругою= кВ. Трансформатор на підстанції з розщепленою вторинною обмоткою. Розрахунок виконати за умови необмеженої потужності живлячої системиу відносних одиницях.

Розрахунок за умови необмеженої потужності живлячої системи дозволяє визначати граничні можливі значення струмів короткого замикання в даній установці, що особливо важливо, якщо немає точних вказівок про подальший розвиток системи. Вибір електроустаткування по цих значеннях струмів короткого замикання дає гарантію в тому, що при будь-якому розвитку системи запроектовану установку не доведеться переобладнати, оскільки при будь-якій потужності системи дійсні значення струмів короткого замикання в установці будуть менше розрахункових.

Для спрощення розрахунків для кожного електричного ступеню замість дійсної напруги на шинах указуємо середню напругу , кВ, згідно шкалі: 770; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15 [7].

Приймаємо для високої напруги

=

кВ.

Приймаємо для низької напруги

=

кВ.

Схема заміщення для розрахунку трифазних к. з. представлена на рис.4.2. Навантаження, розташоване поблизу генераторів системи (джерело живлення) враховуємо зменшенням е. р. с. генераторів до =1.

Визначимо опори схеми рис. 4.2 при базовій потужності:

=

МВА.

Реактивний опір енергосистеми, в.о.:

=

Реактивний і активний опір високовольтної лінії електропередач обраного варіанта для (одноланцюгової при к. з.) визначаємо таким чином. Беремо для обраного проводу лінії з табл. 2.3, 2.6 , питомий реактивний і активний опір проводу ділянки (реактивний опір проводу на 1 км, x₀ , Ом активний опір проводу на 1 км, r₀ , Ом)

=		Ом/км.
=		Ом/км.

Активний опір лінії, в.о. (відносні одиниці),

=. (4.12)

Реактивний опір лінії, в.о. (відносні одиниці),

=. (4.13)

	Потужність короткого замикання на шинах системи = МВА
	Середня номінальна напруга з високої сторони|напруження| = кВ
	Питомий реактивний опір та довжина лінії = км, = Ом
	= кВ
	Номінальна потужність трансформатора = МВА, Напруга короткого замикання трансформатора = %
	Середня номінальна напруга з низької сторони = кВ
	Питомий реактивний опір та довжина кабельної лінії = км, = Ом
	Номінальна потужність трансформатора цеху №1 = кВА, Напруга короткого замикання трансформатора = %

Рис. 4.1. Розрахункова схема для визначення струмів к. з. для підстанції

Середня напруга на ділянці мережі (в точки к. з. К1) == кВ.

Опір трансформатора підстанції визначається таким чином.

Беремо з табл.3.1: === МВА.

Опір двохобмоткового трансформатора ГЗП визначається, в.о.:

=. (4.14)

=

Активний опір кабельної лінії, в.о. (відносні одиниці),

= (4.15)

Реактивний опір кабельної лінії, в.о. (відносні одиниці),

= (4.16)

Схема заміщення	Розрахункові данні для відносних одиниць
	Надперехідна електрорушійна сила (е.р.с.) =1,0 Реактивний опір енергосистеми 1/
	Реактивний опір лінії 2/
	==кВ
	Результуючий реактивний опір трансформатора ГЗП 3/
	==кВ
	Реактивний опір кабельної лінії 4/
	=0,4 кВ

Рис. 4.2. Схема заміщення для визначення струмів к. з. для підстанції.

4.2.1. Коротке замикання в точці К1

Результуючий опір ділянки мережі від генератора до точки замикання К1, в.о.,

=

= (4.17)

Базовий струм ділянки мережі до точки замикання К1, кА

= (4.18)

Початкове значення періодичної складової струму к. з. в точці К1, кА,

=. (4.19)

4.2.2. Коротке замикання в точці К2

Результуючий опір ділянки мережі від генератора до точки замикання К2,

в. о.,

=. (4.20)

=. (4.21)

Базовий струм ділянки мережі до точки замикання К2, кА,

=.

Початкове значення періодичної складової струму к. з. в точці К2, кА,

=

4.2.3. Коротке замикання в точці К3

Результуючий опір ділянки мережі від генератора до точки замикання К3,

в. о.,

= (4.22)

=. (4.23)

Базовий струм ділянки мережі до точки замикання К3, кА,

=.

Початкове значення періодичної складової струму к. з. в точці К3, кА,

=