4 Расчет параметров короткого замыкания

Из возможных аварийных режимов (КЗ различных видов, об­рывы проводов, нарушение устойчивости параллельной работы и возникновение асинхронного хода частей электрической систе­мы, сложные виды повреждений и т.п.) расчетным для выбора электрооборудования обычно является режим КЗ.

Расчетные условия КЗ включают в себя: расчетную схему элек­троустановки, расчетное место КЗ, расчетный вид КЗ, расчетную продолжительность КЗ.

Расчетный вид КЗ принимается в зависимости от степени воз­действия тока КЗ на электрооборудование. Расчетным видом КЗ при проверке на термическую стойкость проводников и электри­ческих аппаратов электроустановок напряжением свыше 1 кВ вплоть до 35 кВ является трехфазное КЗ, в электроустановках напряже­нием 110 кВ и выше — трех- или однофазное КЗ.

Электродинамическая стойкость проводников и электрических аппаратов проверяется обычно по условиям воздействия электро­динамических сил от ударного тока КЗ (t ≈ 0,01 с).

Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ оп­ределяют сложением времени действия основной релейной за­щиты, в зону действия которой входят проверяемые проводни­ки и аппараты, и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя.

При проверке проводников на термическую стойкость при КЗ определяют их температуру нагрева к моменту его отключения и сравнивают ее с предельно допустимой температурой нагрева.

Про­водник удовлетворяет условию термической стойкости, если тем­пература нагрева проводника Т_к к моменту отключения КЗ не пре­вышает предельно допустимую температуру Т_{К ДОП} нагрева соответ­ствующего проводника при КЗ.

4.1 Создание расчётной схемы для определения параметров короткого замыкания

Рисунок 4.1 – Расчетная схема для определения параметров короткого замыкания

Система величин, которая положена в основу расчетов параметров цепи короткого замыкания, называется базисной. В базисную систему величин входят базисная мощность S_б, базисное напряжение U_б, базисные токи I_б.

За базисную мощность S_б, можно принять суммарную мощность трансформаторов районных подстанций S_б = 100 (МВА)

Базисное напряжение:

Для каждой ступени напряжения схемы внешнего электроснабжения в качестве базисного напряжения для расчета сопротивлений принимают среднее напряжение, т.е. U_б = U_ср, которое превышает номинальное напряжение приемников.

Таблица 4.1 – Расчет базисного тока

Ступень напряжения	Формула	Результат	Примечание
110 кВ	Iб = Sб / √3 * Uср I = 100/√3 * 115	0,5 (кА)	Iб - базисный ток; Uср – среднее напряжение Sб-базисная мощность
27,5кВ	Iб = Sб / √3 * Uср I = 100/√3 * 28,8	2,04 2,04(кА)
25кВ	Iб = Sб / √3 * Uср I = 100/√3· 26,2	2,24 (кА)

4.2 Расчет относительных сопротивлений элементов цепи короткого замыкания

Элемент схемы	Исходные параметры	Расчётная формула
Генератор	Sнг, МВА Х"d	Х*б.г = Х"d · (Sб/ Sнг) Х*б.г1=0,146*(100/100)=0,146
Линия электропередачи воздушная (кабельная)	Uср, кВ L, км Хо, Ом/км	Х*ВЛ(КЛ) = Хо L · (Sб/U 2ср) Х*ВЛ=0,4*3(100/1152)=0,009
Трансформатор двухобмоточный	Sн.тр, МВА Uк, %	Х*б.тр = (Uк /100) · (Sб/ Sн.тр) Х*бтр =10/100+100/40=0,25
Трансформатор трёхобмоточный	Sн.тр, МВА Uк В-С, % Uк В-Н, % Uк С-Н, %	Uк.В = 0,5(Uк В-С+ Uк В-Н - Uк С-Н) % Uк.С = 0,5(Uк В-С+ Uк С-Н - Uк В-Н) Х*б.тр.В = (Uк.В /100) *(Sб/ Sн.тр) Х*б.тр.В = (11/100) *(100/40) = 0,275 Х*б.тр.С = (Uк.С /100) * (Sб/ Sн.тр) Х*б.тр.С = (6,5 /10)*(100/40)=0,16

Таблица 4.2 - Расчет относительных сопротивлений элементов цепи