2.3 Расчет токов короткого замыкания

При выборе токоведущих частей и коммутационных аппаратов учитывается влияние токов короткого замыкания на их работу.

Для определения значений этих токов составляется схема замещения, когда все магнитные связи трансформаторов заменены электрическими.

где S_б=1000МВА, U_б=U_ср, I_б=S_б/(√3*U_б)

Рисунок 15. Расчетная схема

Сопротивление системы определяется по формуле:

Х_с=Х₁=х_с*(S_б/S_с.ном) отн.ед. (34)[1]

где х_с=0,2 – номинальное сопротивление системы,

S_б=1000 МВА – номинальная базовая мощность,

S_с.ном=4400 МВА – номинальная мощность системы.

Х₁= отн.ед.

Сопротивление линий определяется по формуле:

Х_л=Х₂=Х₃=Х_уд*L*(S_б/U_ср²), отн.ед. (35)[1]

где Х_уд=0,4 Оь/км – удельное усредненное значение одного км линии,

L=50 км – протяженность линий данного класса напряжений,

U_ср=115 кВ – среднее напряжение по шкале данного класса.

Х_л=Х₂=Х₃= отн.ед.

Сопротивление обмоток трансформатора определяется по формуле:

Х_т=(U_к%*S_б)/(100*S_нт), отн.ед. (36)[1]

где U_к% - напряжение короткого замыкания обмоток,

S_нт – номинальная мощность трансформатора, МВА.

Для трансформатора напряжение короткого замыкания определяется каждой из сторон обмоток:

U_тв= 0,5*(U_кв-н%+U_кв-с%-U_кс-н%), % (37)[1]

U_тв= 0,5*(U_кв-с%+U_кс-н%-U_кв-н%), % (38)[1]

U_тв= 0,5*(U_кв-н%+U_кс-н%-U_кв-с%), % (39)[1]

U_тв= %

U_тв= %

U_тв= %

Х_тв=Х₄=Х₅= отн.ед.

Х_тс=Х₈=Х₉= отн.ед.

Х_тн=Х₆=Х₇= отн.ед.

Расчет точки К1:

Рисунок 16. Расчетная схема замещения для точки К1, К2 и К3.

Х₁₀=Х₁+Х₂/2 (40)[1]

Х₁₀=

Базовые условия:

I_б=S_б/(√3*U_б), кА (41)[1]

I_б= кА

Расчеты производятся для токов короткого замыкания, приходящих с энергосистемы, так как со стороны потребителей кратковременные токи ниже номинальной величины не представляют угрозы для оборудования.

Начальное значение периодической составляющей определяется по формуле:

I_по= I_б*(Е_с/ Х₁₀), кА (42)[1]

где Е_с – ЭДС системы, принимается = 1, так как точка короткого замыкания К1 находится на значительном расстоянии от источника питания.

I_по= кА

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент времени  определяется по формуле:

i_а=√2* I_по*е^-/Та, кА (43)[1]

где Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Момент времени  определяется по формуле:

=t_св+0,01, с (44)[1]

где t_св – время, через которое наступает максимальное мгновенное значение полного тока после начала процесса короткого замыкания, с.

Предлагается установка выключателей типа ВГУ-110, с собственным временем отключения 0,028 с. Тогда:

=0,028+0,01=0,038 с.

i_а= кА

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

I_у=√2* I_по*К_у, кА, (45)[1]

где К_у – ударный коэффициент, для системы он равен 1,717

I_у= кА

Периодическая составляющая тока короткого замыкания для энергосистемы равна начальному значению, то есть:

I_п= I_по, кА (46)[1]

I_п= кА.

Для остальных точек короткого замыкания расчеты производятся аналогично и сводятся в таблицу 11.

Таблица 11 - Результаты расчетов токов короткого замыкания

Точка КЗ		источник	Трехфазное КЗ
			Iпо, кА	iа, кА	Iу, кА	Iп, кА
К1	Шины 110 кВ	энергосистема
К2	Шины 35 кВ
К3	Шины 10 кВ