Способы расчета токов к.З.
Целью расчета токов к.з. является определение значений составляющих и полного тока к.з. в различных точках СЭС, необходимых для выбора и проверки на термическую и динамическую стойкость электрооборудования и расчета уставок срабатывания РЗ.
Для расчета токов к.з. составляется расчетная схема (рис. 6.3), соответствующая нормальному режиму работы СЭС, в которой учитывают все ИП, трансформаторы, ЛЭП, реакторы. По расчетной схеме составляют схему замещения, в которой указываются сопротивления всех элементов, ИП представляются своими ЭДС и намечаются точки расчета токов к.з. (рис.6.4).
Генераторы,
трансформаторы, высоковольтные воздушные
ЛЭП, реакторы обычно учитываются только
индуктивными сопротивлениями. Кабельные
линии 6-10 кВ, трансформаторы мощностью
1600 кВА и менее представляются индуктивными
и активными сопротивлениями. Активное
сопротивление целесообразно учитывать,
если
,
где
и
- суммарные активное и индуктивное
сопротивления сети от ИП до места к.з.
Значения индуктивных сопротивлений некоторых элементов схемы замещения могут быть приняты:
для синхронных генераторов выражается в относительных единицах и представляет собой сверх-переходное сопротивление по продольной оси
полюсов
:
для турбогенераторов – 0,125, для
гидрогенераторов – 0,2 (с успокоительной
обмоткой);
для синхронных и асинхронных двигателей =0,2;
для воздушных ЛЭП напряжением выше 1000 В =0,4 Ом/км;
для кабельных ЛЭП напряжением 6-20 кВ =0,08 Ом/км;
Расчет может вестись в относительных единицах или в именованных.
Расчет токов к.З. В относительных единицах
При
этом методе расчета все расчетные данные
приводятся к базисным напряжениям
и мощности
.
За принимают напряжения из шкалы средних напряжений: 0,23; 0,4; 6,3; 10,5; 37; 115; 230 кВ.
За обычно принимают удобное для расчетов число, например, кратное десяти: 100 или 1000 МВА.
Исходными
данными для расчета сопротивлений
элементов схемы замещения в о.е. являются
,
,
,
,
,
которые определяются по справочным
данным или каталогам. Сопротивление в
о.е. представляет собой отношение падения
напряжения на данном сопротивлении при
номинальном токе к номинальному
напряжению.
Величины сопротивлений в относительных единицах (о.е.) рассчитываются по следующим формулам:
- генераторов
энергосистемы
двухобмоточных трансформаторов
линии
и
реактора
После определения сопротивлений схема замещения упрощается (свертывается) относительно точки к.з. Это значит, что точки приложения ЭДС объединяют, а их величины заменяют эквивалентными ЭДС. Например, для двух ИП:
где
и
.
При преобразовании схемы замещения пользуются формулами преобразования схем соединения звездой в треугольник и наоборот (рис.6.5):
Определяются
результирующие индуктивное и активное
сопротивления цепи к.з., как суммы
сопротивлений схемы замещения
Базисный ток на ступени напряжения точки к.з.:
Тогда сверхпереходной ток к.з.:
или
Для
источников неограниченной мощности
(
,
)
и случая, когда точка к.з. значительно
удалена от ИП (
),
периодическая составляющая тока к.з.
считается неизменной
Ударный ток
Приведенные
выше формулы относятся к трехфазному
к.з. Расчеты токов двухфазного и
однофазного к.з. производятся специальными
методами. Приближенно ток двухфазного
к.з.
связан с током трехфазного к.з.
Если
точка к.з. находится вблизи о ИП (
),
то периодическую составляющую тока
к.з. можно определить по расчетным
кривым, представляющим зависимость
кратности
периодической составляющей тока к.з.
от расчетного сопротивления
где
- результирующее сопротивление схемы
замещения;
- суммарная номинальная мощность ИП.
Периодическая составляющая тока к.з.
где
- суммарный ток (мощность) всех ИП;
- номинальное напряжение ступени, для
которой рассматривается к.з.