6 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания производится с помощью типовых кривых. Достаточно рассмотреть ток трехфазного короткого замыкания в характерных точках СЭС предприятия и определить периодическую составляющую этого тока для наиболее тяжелого режима работы сети. Учет апериодической составляющей производится приближенно, допускается, что она имеет максимальное значение в рассматриваемой точке электрической сети. Так как мощность короткого замыкания энергосистемы в месте присоединения питающей предприятие линии значительно превышает мощность, потребляемую предприятием, то допускается периодическую составляющую тока короткого замыкания от энергосистемы принимать неизменной во времени: .

При выборе расчетной схемы для определения токов короткого замыкания рассчитывается режим, при котором воздействие токов короткого замыкания на систему электроснабжения является наиболее тяжелым. Это режим, когда один из трансформаторов главной понизительной подстанции отключен для проведения профилактических мероприятий или аварийного ремонта и включен секционный выключатель в распределительном устройстве 10 кВ ГПП, то есть все электроприемники питаются от одного трансформатора.

Для расчета токов короткого замыкания составим расчетную электрическую схему (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 – Расчетная электрическая схема СЭС предприятия для

расчета токов КЗ

Для расчета токов КЗ по схеме электроснабжения предприятия (рисунок 6.1) составляется схема замещения (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 – Схема замещения для расчета токов КЗ

Найдем параметры схемы замещения в относительных единицах при S_Б=1000 МВА и принимая за базисное напряжение той ступени, на которой произошло короткое замыкание.

Сопротивление трансформатора ГПП:

. (6.1)

.

Сопротивление синхронных двигателей:

(6.2)

где – сверхпереходное сопротивление в относительных единицах:,.

Тогда по формуле (6.2) найдем сопротивления синхронных двигателей:

.

Определим сопротивление кабельных линий до синхронных двигателей по формуле:

(6.3)

.

Точку К₄полагаем расположенной на шинах 0,4 кВ цеховой ТП с трансформаторами наибольшей мощности и наименее удаленной от ГПП (ТП-1).

Сопротивление кабельной линии от ГПП до ТП-1 определим по (6.3):

.

В сети напряжением ниже 1000 В необходимо учитывать и активные сопротивления.

Полное сопротивление трансформатора цеховой ТП:

, (6.4)

.

Активное сопротивление трансформатора

, (6.6)

;

Индуктивное сопротивление трансформатора Т1:

. (6.7)

.

Согласно /1/ для распределительных устройств цеховых ТП переходное сопротивление контактов можно принять r_К=0,015 Ом. Это сопротивление в относительных единицах

. (6.8)

.

Перейдем к расчету токов короткого замыкания.

Токи КЗ в точках К₁и К₂были определены при технико-экономическом обосновании величины напряжения внешнего электроснабжения предприятия (раздел 4.4).

Определим ток короткого замыкания в точке К₃.

Базисный ток:

. (6.9)

кА.

Сопротивление X₃:

Х₃=Х_С+Х_ВЛ+Х_Т=0,24+0,27+10,5=11,01; (6.10)

Начальные значения сверхпереходного тока системы:

, (6.11)

кА.

Начальные значения сверхпереходного тока синхронных двигателей:

, (6.12)

где – сверхпереходное ЭДС, для синхронных двигателей.

, (6.13)

,

кА,

,

кА.

Начальное значение тока короткого замыкания в точке К₃:

I_К3 =I_С+I_СД630+I_СД400(6.14)

I_К3 = 4,99 + 1,16 +0,41 = 6,57 кА.

Ударный ток короткого замыкания:

, (6.15)

где К_У=1,92 согласно /1/.

кА,

Мощность короткого замыкания

. (6.16)

МВА.

Определим ток короткого замыкания в точке К₄.

Суммарное активное сопротивление:

r_=r_Т1+r₂; (6.17)

r_=5,9+93,8=99,7;

Суммарное индуктивное сопротивление:

х_=х₃+х_Т1+х_КЛ1; (6.18)

х_ = 11,01 + 33,9 + 0,06 = 44,97;

Полное сопротивление:

. (6.19)

.

Мощность короткого замыкания в точке К₄:

. (6.20)

МВА.

Ток короткого замыкания при базисном напряжении U_Б=0,4 кВ найдем по формуле:

. (6.21)

кА.

Ударный ток КЗ:

, (6.22)

кА.

Результаты расчетов по всем точкам КЗ представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Результаты расчета токов короткого замыкания

Расчетная точка	Напряжение UСР расчетной точки, кВ	Токи, кА			Мощность КЗ ступени, МВА
		IП,0	IПt	iУД
К1	115	20,58	20,58	50,07	4100
К2	115	9,80	9,80	24,94	1951,3
К3	10,5	6,57	6,57	17,83	119,4
К4	0,4	13,21	13,21	31,75	9,2

Выводы по разделу шесть

Произведен расчет токов короткого замыкания. Полученные данные будут использованы для выбора коммутационного оборудования системы электроснабжения предприятия.

7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры схемы внешнего электроснабжения был произведен в разделе 4.2.5.