4.2Расчет токов короткого замыкания.

Для выбора электрооборудования, аппаратов, шин, кабелей, токоограничивающее реакторов необходимо знать токи короткого замыкания. При этом достаточно уметь определять ток трехфазного короткого замыкания в месте повреждения. При расчете определяют периодическую составляющую тока короткого замыкания для наиболее тяжелого режима работы сети. Расчет апериодической составляющей проводят примерно, допуская при этом, что она имеет максимальное значение в данной фазе. Расчет токов при трехфазном коротком замыкании проводят в следующем порядке:

1. Для данной установки составляют расчетную схему. Расчетная схема - это однолинейная схема электроприборов с указанием тех элементов и их параметров, которые влияют на значение тока короткого замыкания и поэтому должны учитываться при выполнении расчетов. Расчетная схема устройства должна отражать нормальный режим работы. На расчетной схеме (рис. 4.1) намечают расчетные точки короткого замыкания - так, чтобы аппараты и проводники попадали в наиболее тяжелых условиях работы. Исключением являются аппараты в цепи присоединений с реактором, выбранные по току короткого замыкания по реактору.

В приведенных схемах предусмотрена раздельная работа трансформаторов ГЗП по низкой стороне.

2. По расчетной схеме составляют схему замещения, заменяя электромагнитные связи электрическими, источники вводят в схему замещения как ЭДС и опоры, остальные элементы - в качестве опоры. Расчет токов короткого замыкания можно вести как в именуемых, так и в относительных единицах. В сетях и установках напряжением до 1000 В обычно расчет проводят в именуемых единицах. В установках напряжением выше 1000 В приняты все опоры короткозамкнутой цепи приводить к базисным условиям и выражать в относительных единицах. Заранее принимают базовую мощность(100 или 1000 МВА). По базисному напряжению принимают среднее номинальное напряжение () той ступени, на которой предполагается короткое замыкание. Таким образом, для каждой точки короткого замыкания будут свои базисные напряжения и токи|токи|.

, (4.11)

Составляем схему замещения расчета трехфазного к. з. для линии и подстанции (рис. 4.1) и рассчитываем ток к. з. для начального момента времени и ударный ток к. з. при повреждении в точках К1 и К2. Начальные данные приведены на рис. 4.1 Токи к. з. в точке К1 определяются для выбора аппаратов в цепи трансформатора с высоким напряжением = кВ; в точке К2 - для выбора аппаратов в цепи трансформатора с низким напряжением= кВ. Трансформатор на подстанции с расщепленной вторичной обмоткой. Расчет выполнить при условии неограниченной мощности питающего системы в относительных единицах.

Расчет при неограниченной мощности питающего системы позволяет определять предельные возможные значения токов короткого замыкания в данной установке, что особенно важно, если нет точных указаний о дальнейшем развитии системы. Выбор электрооборудования по этим значениям токов короткого замыкания дает гарантию в том, что при любом развитии системы запроектированную установку не придется переоборудовать, поскольку при любой мощности системы действительные значения токов короткого замыкания в установке будут меньше расчетных.

Для упрощения расчетов для каждой электрической ступени вместо действительного напряжения на шинах указываем среднее напряжение , кВ, согласно шкале:: 770; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15 [7].

Принимаем для високого напряжения

=

кВ.

Принимаем для низького напряжения

=

кВ.

Схема замещения для расчета трехфазных кз. представлена на рис.4.2. Нагрузку, расположенная вблизи генераторов системы (источник питания) учитываем уменьшением Э. Д. С. генераторов к =1.

Определим опоры схемы рис. 4.2 при базовой мощности:

=

МВА.

Реактивное сопротивление энергосистемы, о.е .:

=

Реактивное и активное сопротивление высоковольтной линии электропередач выбранного варианта для (одноцепной при к. З.) определяем следующим образом. Берем для выбранного провода линии с табл. 2.3, 2.6, удельное реактивное и активное сопротивление провода участка (реактивное сопротивление провода на 1 км, x0, Ом активное сопротивление провода на 1 км, r0, Ом)

=		Ом/км.
=		Ом/км.

Активное сопротивление линии, о.е. (относительные единицы),

= . (4.12)

Реактивное сопротивление линии, о.е. (относительные единицы),

= . (4.13)

	Мощность короткого замыкания на шинах системы = МВА
	Среднее номинальное напряжение с высокой стороны = кВ
	Удельное реактивное сопротивление и длина линии = км, = Ом
	= кВ
	Номинальная мощность трансформатора = МВА, Напряжение короткого замыкания трансформатора = %
	Среднее номинальное напряжение с высокой стороны = кВ
	Удельное реактивное сопротивление и длина кабельной линии = км, = Ом
	Номинальная мощность трансформатора цеха №1 = кВА, Напряжение короткого замыкания трансформатора = %

Рис. 4.1. Расчетная схема для определения токов к. з. для подстанции

Среднее напряжение на участке сети (в точке к. з. К1) == кВ.

Сопротивление трансформатора подстанции определяется следующим образом:

Берем с табл.3.1: === МВА.

Сопротивление двухобмоточного трансформатора ГСП определяется, о.е.:

=. (4.14)

=

Активное сопротивление кабельной линии,о.е. (относительные единицы),

= (4.15)

Реактивное сопротивление кабельной линии, о.е. (относительные единицы), = (4.16)

Схема замещения	Расчетные данные для относительных единиц
	Сверхпереходная электродвижущая сила (э.д.с.) =1,0 Реактивное сопротивление энергосистемы 1/
	Реактивное сопротивление линии 2/
	==кВ
	Результирующий реактивное сопротивление трансформатора ГСП 3/
	==кВ
	Реактивное сопротивление кабельной линии 4/
	=0,4 кВ

Рис. 4.2. Схема замещения для определения токов к. з. для подстанции.

4.2.1. Короткое замыкание в точке К1

Результирующее сопротивление участка сети от генератора к точке замыкания К1, о.е.,

=

= (4.17)

Базовый ток участка сети к точке замыкания К1, кА

= (4.18)

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. в точке К1, кА,

=. (4.19)

4.2.2. Короткое замыкание в точке К2

Результирующее сопротивление участка сети от генератора к точке замыкания К2, о.е.,

=. (4.20)

=. (4.21)

Базовый ток участка сети к точке замыкания К2, кА,

=.

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. в точке К2, кА,

=

4.2.3. Короткое замыкание в точке К3

Результирующее сопротивление участка сети от генератора к точке замыкания К3,о.е.,

= (4.22)

=. (4.23)

Базовый ток участка сети к точке замыкания К3, кА,

=.

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. в точке К3, кА,

=