12. Расчет токов к.З. При питании от системы бесконечной мощности.

При коротких замыканиях происходит нарушение режимов работы электрической системы. По мере удаления точки короткого замыкания от электростанции это замыкание все меньше сказывается на режимах работы генераторов. Начиная с определенной электрической удаленности, сопротивлениями генераторов можно пренебречь и считать, что рассматриваемая сеть присоединена к точке, напряжение которой в процессе короткого замыкания не меняется. В этом случае считается, что сеть присоединена к источнику неограниченной мощности (S_c =∞) внутреннее сопротивление которого равно нулю (z_c = 0). При питании от системы бесконечной мощности сверхпереходный ток (I") равен переходному (I′) и установившемуся (I_∞) и его называют током короткого замыкания (I_к), т. е.

Порядок расчета.

1. Составляют схему замещения для исходной расчетной схемы.

2. Определяют сопротивления элементов схемы, например, в относительных единицах по формулам:

Для системы:

.

где S_к.с – мощность короткого замыкания в точке присоединения электроустановки к системе.

Для генератора:

Для трансформатора

.

Для реактора:

,

где – базисный ток.

Для линий (воздушных, кабельных):

, ,

где U_ср− среднее напряжение ступени (принимается U_ср = 1,05 U_н), кВ.

Если известно лишь напряжение шин, к которым присоединена рассматриваемая сеть, то сопротивление системы x_c = 0. Если известна мощность короткого замыкания в точке присоединения, то по выражениям или определяется сопротивление системы, и оно учитывается в результирующем сопротивлении.

,

где ∑x_вн – суммарное внешнее сопротивление всех элементов сети.

3. Определяют токи короткого замыкания.

Трёхфазный

;

ударный

,

где к_у − ударный коэффициент.

Для сельских электрических сетей, которые питаются от мощных энергосистем, при коротких замыканиях на шинах низкого напряжения подстанции напряжением 110 кВ и выше ударный коэффициент следует принимать к_у = 1,8. При коротких замыканиях на шинах 10 и 35 кВ подстанции с высшим напряжением 35 кВ к_у = 1,5. При коротких замыканиях в сетях 10 и 0,38 кВ ударный коэффициент к_у = 1.

4. Мощность трехфазного короткого замыкания определяется по формулам:

или

.

13. Расчет токов к.З. В сетях напряжением 380 в.

Расчет токов короткого замыкания в низковольтных электрических сетях выполняют в именованных единицах. Расчет сводится к определению максимального тока короткого замыкания на шинах 0,4 кВ трансформатора, которым является трехфазный, и минимального тока в наиболее электрически удаленной точке линии, которым является однофазный. По трехфазному току короткого замыкания проверяют устойчивость аппаратуры подстанции, по однофазному – настраивают работу защиты и проверяют устойчивость аппаратуры подстанции, по однофазному – настраивают работу защиты и проверяют эффективность системы зануления.

При расчете токов короткого замыкания в сетях напряжением

380/320 В учитывают:

- активные и реактивные сопротивления элементов схемы;

- сопротивления соединительных шин и кабелей длиной 10–15 м и более;

- сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока (многовитковых), катушек максимальных расцепителей автоматов, контактов рубильников и т. д.

Как уже говорилось выше, можно не учитывать те элементы цепи, суммарное влияние которых на величину полного сопротивления цепи не превышает 10 %.

При отсутствии достоверных данных о контактах и их переходных сопротивлениях рекомендуется при расчете токов короткого замыкания активные сопротивления переходных контактов принимать при длине ВЛ до 250 м – 0,02 Ом, до 500 м – 0,025 Ом и более 500 м – 0,03 Ом.

Напряжение, подведенное к силовому трансформатору, считают неизменным и равным номинальному, мощность питающей системы неограниченная.

Сопротивления элементов системы электроснабжения высшего напряжения приводят к низшему напряжению:

,

где х_н – сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения, приведенное к низшему напряжению;

х_в – сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения;

U_ном.н – номинальное напряжение низшей ступени;

U_ном.н – номинальное напряжение высшей ступени.

Порядок расчета.

1. На основании схемы электроснабжения составляется упрощенная расчетная схема и ее схема замещения.

2. Определяются сопротивления элементов сети. Сопротивление системы принимается (х_с) = 0. Сопротивлением линии 10 кВ можно пренебречь, так как оно значительно меньше сопротивления линии 0,38 кВ.

Активные и индуктивные сопротивления трансформатора 10/0,4 кВ определяются по формулам:

Активные и индуктивные сопротивления определяются по известным выражениям и :

;

.

3. Находят описанными выше методами результирующие сопротивления на шинах 0,4 кВ трансформатора z_рез1 и в конце наиболее удаленной точки линии 380 В z_рез2.

4. Определяют точки короткого замыкания:

- трехфазный

- однофазный

где z_т⁽¹⁾ – сопротивление трансформатора току однофазного короткого замыкания, определяется по таблице.

z_п – сопротивление петли «фазный провод – нулевой провод», определяется по формуле :

.