Расчет токов короткого замыкания

Составление расчетной схемы и схемы замещения на высоком и среднем напряжении

Расчетная схема – рисунок

Расчет токов короткого замыкания для высоковольтной схемы производим в относительных единицах [1]. Для этого, задаемся базисными величинами:

Эквивалентное сопротивление системы, отнесенное к высокой стороне:

Определим базисные токи:

Рисунок. Схема замещения с нанесением точек КЗ.

Определим сопротивления элементов схемы:

ВЛ:

- удельное сопротивление ВЛ (стр. 12).

Для определения сопротивлений кабельных линий, необходимо знать удельное реактивное сопротивление, которое принимается в зависимости от сечения и марки кабеля по справочным данным.

Таблица 19. Реактивные сопротивления линии на всех участках:

	L, км	F, мм2	x0, Ом/км
10 кВ:
РП - ТП1	0,213	50	0,204
РП – ТП2	0,127	50	0,204
РП – ТП3	0,401	50	0,204
РП – ТП4	0,596	50	0,204
РП – ТП6	0,855	50	0,204
ТП6 – ТП5	0,375	50	0,204
0,4 кВ:
ТП1 - цех 1	0,075	50	0,204
ТП1 - цех 2	0,041	150	0,179
ТП1 - цех 6	0,086	50	0,204
ТП2 - цех 3	0	-	-
ТП3 - цех 4	0	-	-
ТП4 - цех 5	0	-	-
ТП5 - цех 7	0,078	16	0,218
ТП5 - цех 8	0,082	16	0,218
ТП5 - цех 10	0,187	70	0,196
ТП5 - цех 12	0,232	35	0,212
ТП6 - цех 9	0,363	70	0,196
ТП6 - цех 11	0,097	35	0,212
ТП6 - цех 13	0,142	16	0,218
ТП6 - цех 14	0,03	35	0,212

Расчет тока короткого замыкания в точке К1

Преобразуем схему замещения относительно точки К1.

(Для упрощения расчетов опустим *).

На ток короткого замыкания будет влиять только ЭДС системы и синхронного двигателя, поэтому схема замещения будет выглядеть следующим образом:

Рисунок. Преобразование схемы замещения относительно точки К1

Рисунок. Упрощенная схема замещения для точки К1

– принимается по справочным данным в зависимости от ступени напряжения, на которой произошло КЗ [1, стр121]

Расчет тока короткого замыкания в точке К2

Расчет выполняется аналогичным образом. Преобразуем схему замещения относительно точки К2:

Рисунок. Преобразование схемы замещения относительно точки К2

– принимается по справочным данным в зависимости от ступени напряжения, на которой произошло КЗ [1, стр121]

Таблица 20. Расчет токов короткого замыкания для точек КЗ на высокой стороне.

Точка КЗ	, о.е.	, кА	, кА	, кА
К1	35	1,9	4,82	1,65
К2	35,43	1,87	4,74	1,62
К5	35,26	1,88	4,77	1,63
К7	35,81	1,86	4,72	1,61
К9	36,21	1,83	4,64	1,59
К11	35,76	1,86	4,72	1,61
К12	35,76	1,86	4,72	1,61
К15	37,5	1,78	4,52	1,54

Расчет токов короткого замыкания на напряжении 0,4 кВ

Расчет токов короткого замыкания для сети ниже 1000 В производится в именованных единицах. При этом учитываются активные составляющие сопротивлений элементов.

Расчет токов короткого замыкания в точке К3 и К4

Расчет ведем в соответствие с [1].

Рисунок. Расчетная схема для точки К3

Рисунок 5.10.1.2. Схема замещения для точки К3

Расчет трехфазного тока КЗ (I_кз⁽³⁾, кА):

Где – среднее номинальное напряжение рассматриваемой ступени, кВ

Для этого необходимо определить и - суммарные активное и реактивное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ, мОм. Они определяются как:

где х_с - эквивалентное индуктивное сопротивление системы до понижающего трансформатора, мОм, приведенное к ступени низшего напряжения;

r_т3, x_т3 - активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора 1, мОм

r_кл1, х_кл1 –активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности кабельных линий, мОм.

Определение параметров:

-Эквивалентное индуктивное сопротивление системы, мОм:

Где = 400 В (среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В);

- среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, кВ;

I_к.ВН = I_поВН - действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА (I_поВН =1,87 кА, табл, точка К2).

-Активное и индуктивное сопротивления понижающих трансформаторов, мОм:

-Активные и индуктивные сопротивления кабельных линий:

Где – удельное сопротивление материла, Ом км/мм².

Определив все сопротивления, рассчитаем суммарные сопротивления участка:

Для точки К4 определяем ток однофазного короткого замыкания:

где - сопротивление петли фаза-ноль, мОм.

Рисунок 5.10.1.3. Схема замещения для точки К8

Ом

Расчет для остальных точек сведем в таблицу:

Таблица 21. Расчет токов короткого замыкания на низком напряжении

Точка КЗ	, мОм	, мОм	,кА	, кА	, мОм	,кА
К3	3,26	23	9,95	18,23	-	-
К4	-	-	-	-	0,06	3,44
К6	1,17	11,36	20,2	37,02	-	-
К8	0,68	9,57	23,53	43,13	-	-
К10	1,17	11,48	20	36,66	-	-
К13	1,34	82,52	2,79	5,4	-	-
К14	-	-	-	-	0,53	0,41
К16	3,8	66,77	3,44	6,3	-	-
К17	-	-	-	-	0,48	0,45

Таблица 22. Сводная таблица расчета токов короткого замыкания

Точка КЗ	, кА	, кА	, кА	, кА
10 кВ:
К1	1,9	4,82	1,65	-
К2	1,87	4,74	1,62	-
К5	1,88	4,77	1,63	-
К7	1,86	4,72	1,61	-
К9	1,83	4,64	1,59	-
К11	1,86	4,72	1,61	-
К12	1,86	4,72	1,61	-
К15	1,78	4,52	1,54	-
0,4 кВ:
К3	9,95	18,23	-	-
К4	-	-	-	3,44
К6	20,2	37,02	-	-
К8	23,53	43,13	-	-
К10	20	36,66	-	-
К13	2,79	5,4	-	-
К14	-	-	-	0,41
К16	3,44	6,3	-	-
К17	-	-	-	0,45