Расчет тока, отключаемого выключателем

В соответствии с ГОСТ 687-78Е для выбора выключателей необходимо знать не только I″ и i_у, но и периодическую I_пt и апериодическую i_at составляющие тока КЗ к моменту размыкания контактов выключателя.

Периодическая составляющая тока КЗ с момента возникновения КЗ начинает затухать и тем интенсивнее, чем ближе короткое замыкание к зажимам генераторов.

Периодическую составляющую I_пt для момента времени t определяют по расчетным кривым рис. 4.2.6, придерживаясь следующей последовательности расчета:

а) вычисляется отношение действующего значения периодической составляющей тока в начальный момент КЗ I_п0 (сверхпереходный ток I″) в данном луче к номинальному току луча:

I_п0(ном)*=, I_п0(ном)*=, (4.2.26)

где I″ по (4.2.15).

Номинальный ток луча, кА

I_{л ном}=, (4.2.27)

где S_{л ном} – суммарная номинальная мощность источников ЭДС, МВА;

U_ном – номинальное напряжение ступени, где происходит КЗ, кВ.

Отношение (4.2.26) характеризует удаленность точки КЗ от источников ЭДС. При значении этого отношения менее единицы КЗ следует считать удаленным и периодическую составляющую тока КЗ принимать неизменной по амплитуде для любого момента времени, т. е.

I_пt=I_п0, I_пt=I″. (4.2.28)

Это равенство справедливо и для луча от энергосистемы.

Если отношение (4.2.26) больше единицы, то следует определить степень изменения периодической составляющей как указано ниже:

- для найденного значения I_п0(ном) для заданного момента времени t кривыми (рис. 4.2.6) определяется отношение действующего значения периодической составляющей к начальному значению последней _t:

_t = , _t =;

- вычисляется искомое действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени t:

I_пt = _tI_п0, I_пt = _tI″; (4.2.29)

- ток в точке КЗ в данный момент времени равен сумме токов:

I_пt = I_{п 1t} + I_{п 2t} + … + I_{п nt}.

Если ток КЗ от источников ЭДС поступает в точку КЗ через общее сопротивление (рис. 4.2.7), то необходимо выполнить преобразование схемы в n-лучевую схему таким образом, чтобы значения результирующего сопротивления и токораспределения в лучах исходной схемы остались неизменными. С этой целью определяются коэффициенты токораспределения:

С_л1=, С_л2=, С_л3= и т. д., (4.2.30)

где Х_экв*=; Y_экв*=+++ …

Рис. 4.2.6. Изменение периодической составляющей тока КЗ от синхронных машин с тиристорной или высокочастотной системами возбуждения

Тогда результирующие сопротивления лучей определяются так:

X_1рез* = X_2рез*= и т. д., (4.2.31)

где X_рез*= X_экв+ X_об*. (4.2.32)

При КЗ на шинах генераторного напряжения (точка К2 рис. 4.2.1) ток от генератора к моменту t заметно снижается, а ток от системы практически остается прежним. Поэтому расчет общего значения периодической составляющей тока КЗ для момента времени t производится по формуле

а) б)

Рис. 4.2.7. Схемы замещения

а – с общим сопротивлением, б – n-лучевая схема

I_пt=I_пгt + I_с″, (4.2.33)

где I_пгt – суммарное значение периодических составляющих токов генераторов для момента времени t по расчетным кривым;

I_с″– периодическая составляющая тока от системы.

Апериодическая составляющая тока КЗ в этом случае вычисляется по формуле

i_at =, (4.2.34)

где _аг = , _ас = ; (4.2.35)

_аг, _ас – коэффициенты затухания апериодических составляющих;

T_aг, и T_ac – соответственно постоянные времени цепей генераторов и системы, вычисляемые по (4.2.22).

Расчет изменения тока от разноудаленных источников энергии не следует применять в случае точки КЗ за относительно большим сопротивлением Х_рез (за реакторами линий генераторного напряжения, за трансформаторами собственных нужд, на стороне вторичного напряжения подстанций). В этом случае расчет производится для одного луча (точки К2, К3 и К4).