2.9 Расчёт токов короткого замыкания

Все электрические аппараты и токоведущие части электрических установок должны быть выбраны таким образом, чтобы исключить их разрушения при прохож­дении по ним наибольших возможных токов короткого замыкания, в связи с чем возникает необходимость расчета этих токов.

Необходимо, чтобы сечение питающей кабельной линии соответствовало возмож­ных КЗ (т.е. не происходило его повреждения при КЗ). Величина сечения определяется в зависимости от тока в первичной цепи и от экономической плотно­сти тока:

где S_э – расчетное экономическое сечение;

I_н – номинальный ток на КТП;

j_э – экономическая плотность тока, принимает стандартное значение 1,4.

Значение I_н определяется по формуле:

Выбираем по справочной литературе (Л.4,стр.511, табл 5.2 ) стандартную вели­чину сечения кабельной линии:

S_ст=16 мм².

Cоставляем схему системы электроснабжения:

Рис. 2.8.1 Расчетная схема токов короткого замыкания

где S_с – номинальная мощность системы электроснабжения, в нашем случае равна бесконечности, МВА;

Х_с – индуктивное сопротивление системы, равно нулю;

S_н2 и S_н1 – мощности трансформаторов на КТП.

Составляем схему замещения:

Рис. 2.8.2 Схема замещения

При составлении схемы замещения электрическую систему, трансформаторы и воздушные линии электропередач заменяем индуктивными сопротивлениями, а кабельные линии индуктивными и активными сопротивлениями.

Задаемся значениями базисной мощности S_б=100 МВА, а также U_ср1=115 кВ, U_ср2=10,5 кВ.

Находим сопротивления всех элементов системы, расчет ведем в относитель­ных единицах:

Значение индуктивного сопротивления Х₀ имеет стандартное значение для воз­душных линий равное 0,4 Ом/км.

Для кабельных линий индуктивное сопротивление Х₀ принимает стандартное зна­чение 0,08 Ом/км.

Значение удельного сопротивления r₀ зависит от сечения кабельной линии и оп­ределяется по справочной литературе (Л5, стр.511, табл. П2.1), в нашем случае r₀=1,25 Ом/км.

Определяем полное сопротивление системы электроснабжения Z, по фор­муле:

Определяем величину базисного тока I_б по формуле:

Мощность короткого замыкания будет определятся:

Величина тока короткого замыкания будет равна:

Ударный ток найдем следующим образом, учитывая, что коэффициент удар­ный К_у равен 1,369:

Производим проверку сечения кабельной линии по ударному действию тока ко­роткого замыкания по условию:

S_ст≥ S

где s_ст – стандартное сечение кабеля, мм²;

s- расчетное значение сечения кабеля при воздействии тока к.з., мм².

где С – термический коэффициент, зависит от материала из которого изготов­лены жилы кабеля : для алюминия С=85;

В_к – тепловой импульс, возникающий в момент КЗ, определяется по фор­муле:

где t_рз – время срабатывания релейной защиты, принимается равным 0,1.

Тогда расчетное сечение определится:

По условию проверки, запишем:

35>16

S_ст=35 мм²

То есть выбранное сечение подходит по электротермической стойкости к току КЗ. Для питающей кабельной линии выберем кабель ААБ – 3x35 – 10.