4.4. Расчёт параметров токов короткого замыкания (Iп0, Iпτ, iу, iаτ) для точки k-1

Теперь производим сворачивание схемы замещения относительно точки КЗ K-1.

Преобразование для последовательно соединённых сопротивлений (см. рис. 20):

Сворачиваем схему на стороне 35 кВ пополам:

Преобразуес эвивалентный треугольник в эквивалентную звезду

;

Теперь складываем полученное:

;

;

;

Необходимо разделить связные цепи для определия подпитки от Г3,Г4,Г5 и от Г1,Г2. Для этого находим коэффициенты токораспределения.

Следовательно сопротивление ветвей:

Получили схему:

Таким образом, получим следующую эквивалентную схему при КЗ в точке K-1:

Рис. 31. Схема замещения после преобразований

Находим значения сверхпереходных токов от каждого источника:

;

;

Теперь определим значения ударных токов для каждой ветви. Согласно [25], стр. 110 для генераторов 63 МВт ударный коэффициент принимается равным 1,95. Для системы по тому же источнику примем ударный коэффициент равным 1,78. Тогда ударные токи от каждого источника:

;

;

;

Теперь определим действующее значение периодической и мгновенное значение апериодической составляющих тока КЗ к моменту отключения. Время отключения согласно [2] определяется как:

,

где - время действия релейной защиты, принимаемое равным 0,01 с;- собственное время отключения выключателя, зависящее от его типа. К установке на ОРУ 110 кВ будут приняты элегазовые выключатели у которых собственное время отключения согласно [14] составляет 0,035 с. Тогда:

.

Для генераторов периодическая составляющая тока к моменту отключения определяется по формуле: .

Для определения по кривым из [23], стр. 113 необходимо знать электрическую удалённость точки КЗ от генератора. Удалённость определяется долей тока КЗ от генератора, отнесённой к его номинальному току, приведённому ступени напряжения, где произошло КЗ. Определим удалённость КЗ для каждого из генераторов:

;

;

Теперь по [23], стр. 113 для генераторов, для момента времени 0,045 с при найденной удалённости КЗ находим значения . Если, то принимается:

,,

Периодические составляющие тока КЗ от генераторов к моменту расхождения контактов:

;

;

;

Наконец, определяем апериодическую составляющую тока КЗ к моменту расхождения контактов. По [23] постоянные времени затухания апериодической составляющей равны: для генератора 63 МВт – 0,39 с, Для системы по [], стр. 110 постоянная времени равна 0,04 с.

;

;

;

Составим сводную таблицу результатов расчёта токов КЗ для точки K-1:

Таблица 12. Результаты ручного расчёта токов короткого замыкания для точки K-1

Источник	, кА	, кА	, кА	, кА
Система	7,85	18,84	7,85	3,61
Г1,Г2	0,93	2,57	0,93	1,17
Г3,Г4,Г5	1,65	4,56	1,65	2,05
Суммарный ток	10,43	25,97	10,43	6,83

4.5. Расчёт параметров токов короткого замыкания для последующих точек кз

Расчет токов КЗ для остальных точек выполним на ЭВМ с помощью программы GTCURR[20, 26].

Результаты расчётов сверхпереходного и ударного токов для каждой точки представим в виде снимков окна программы.

Рис. 21. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-1

Как видим разхожение в значениях между ручным расчетом и с помощью программы незначительно. Воспользуемся данными полученными вручную.

Для выбора электрооборудования необходимо определить тепловой импульс (интеграл Джоуля) , который характеризует термическое действие тока к.з. за время отключения. Время отключенияскладывается из времени действия защиты (0.1с) и полного времени отключения (примем 0.2с для расчета с запасом – это одно из самых больших времен отключения, в реальности быстрее). Тогда.

Тогда интеграл Джоуля от системы:

.

Для генераторов G1,G2 иG3,G4,G5 согласно проведённым ранее расчётам, короткое замыкание является близким, поэтому интеграл Джоуля определяется по формуле:

В формуле выше - относительный импульс квадратичного тока от генератора, определяемый по [29], стр. 40.

Рис. 22. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-2

Для точки K-2 все расчёты аналогичны приведённым ранее, поэтому комментарии давать не будем. Короткое замыкание будем считать удалённым относительно всех генераторов. Таким образом, токи к моменту отключения будут найдены приближённо с некоторым запасом. Время отключения с учётом предполагаемых к установке выключателей будет также составлять 0,045 с (подробнее о выборе выключателей см. далее).

;

;

;

.

;

;

;

.

Рис. 23. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-3

При расчёте тока от генератора G3 при КЗ в точкеK-3 приведём сверхпереходной ток от генератора к базисному:

.

Оцениваем электрическую удаленность генератора от точки КЗ:

.

Собственное время отключения предполагаемых к установке генераторных выключателей на напряжение 10,5 кВ также составляет 0,04 с, поэтому .

По кривым из [23] стр. 113 для генераторов с тиристорной системой самовозбуждения для момента времени 0,05 с при найденной удалённости КЗ находим значение . Тогда ток от генератораG3 к моменту отключения:

.

Апериодическая составляющая тока КЗ от генератора G3 к моменту отключения:

.

Для генераторов мощностью более 60 МВт время отключения согласно [23], стр. 153 принимается равным 4 с, по времени действия резервной защиты. Относительный импульс квадратичного тока от генератора по [29], стр. 40 равен .

.

Остальные источники, питающие точку КЗ, можно считать источниками бесконечной мощности (удалёнными источниками), поэтому:

;

;

;

.

;

;

;

.

Рис. 24. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-4

При расчёте тока от генератора G1 при КЗ в точкеK-4 приведём сверхпереходной ток от генератора к базисному:

.

Оцениваем электрическую удаленность генератора от точки КЗ:

.

Собственное время отключения предполагаемых к установке генераторных выключателей на напряжение 10,5 кВ также составляет 0,04 с, поэтому .

По кривым из [23] стр. 113 для генераторов с тиристорной системой самовозбуждения для момента времени 0,05 с при найденной удалённости КЗ находим значение . Тогда ток от генератораG1 к моменту отключения:

.

Апериодическая составляющая тока КЗ от генератора G1 к моменту отключения:

.

Для генераторов мощностью более 60 МВт время отключения согласно [23], стр. 153 принимается равным 4 с, по времени действия резервной защиты. Относительный импульс квадратичного тока от генератора по [29], стр. 40 равен .

.

Остальные источники, питающие точку КЗ, можно считать источниками бесконечной мощности, поэтому:

;

;

;

.

Рис. 25. Результаты расчётов токов короткого замыкания для точки K-5

Токи получились практически одинаковыми, поэтому рассмотри один случай:

.

Апериодическая составляющая тока КЗ от двигателя:

.

Интеграл Джоуля от двигателя равен: