Расчет токов короткого замыкания. Расчеты токов короткого замыкания производятся для выбора или проверки параметров электрооборудования

Расчеты токов короткого замыкания производятся для выбора или проверки параметров электрооборудования, а так же для выбора или проверки установок релейной защиты и автоматики.

При проектировании необходимо учесть аварийные режимы работы электроустановок, одним из которых являются короткие замыкания (КЗ).

На основании исходной схемы, составим схему замещения, где все элементы замещены сопротивлениями элементов и намечаются точки для расчета токов КЗ.

Рисунок Х – Схема замещения.

Расчет токов короткого замыкания ведем в относительных единицах.

Все мощности заданы в МВА, а нагрузки в кВт.

S_б = 1000 МВА;

U_ср1 = 115 кВ;

U_ср2 = 37 кВ;

U_ср3 = 6.3 кВ.

Все сопротивления сводим к этим базовым условиям.

1. Определяем сопротивление энергосистемы.

(2.1)

где Х _с – относительное номинальное сопротивление энергосистемы;

S_б – базовая мощность, МВА;

S_с– мощность энергосистемы, МВА.

2. Определяем сопротивление воздушных линий.

= · · (2.2)

где U_cp – среднее напряжение, кВ;

Х₀ –удельное сопротивление воздушной линии, Ом/км;

L – длина воздушной линии, км.

Согласно формуле (2.2)

= · = 3.3;

= · = 14.6;

= = 14.6.

3. Определяем сопротивление реакторов

Х₆ = · (2.3)

где Х_р % -

I_нт – номинальный ток трансформатора.

I_б - базовый ток для шины 10кВ, кА; который определяется по формуле:

I_б = ; (2.4)

I_б = = 55.

Подставляем значения в формулу (2.3)

Х₆ = · = 2.75;

Х₇ = Х₆ = 2.75.

4. Определим сопротивление генераторов X₈ и X₉ :

; (2.5)

где - относительное номинальное сопротивление генераторов

Мощность генератора находится по следующей формуле, МВА:

S_G = = = 41. (2.6)

Подставим полученное значение в формулу (2.5)

Х₈ = 0.12· = 2.9;

Х₉ = Х₈ = 2.9.

5. Определяем относительное сопротивление обмотки высокого (низкого, среднего) напряжения автотрансформатора по формуле:

(2.7)

где Uк – напряжение КЗ, %.

Х₃ = · = 2.66;

Х₄ = · = 1;

Х₅ = · = 1.6.

6. Х₁₂₃ = Х₁ + Х₂ + Х₃; (2.8)

Х₁₂₃ 66 = 6.26.

7. Х₄₆₇₈₉ = Х₄ + + ; (2.9)

Х₄₆₇₈₉ = 1+ + = 1 + 1.37 + 1.45 = 3.82.

Получили:

Преобразуем полученную звезду в треугольник:

8. Рассчитаем теперь каждое сопротивление полученного треугольника:

Х₅₄₆₇₈₉ = Х₅ + Х₄₆₇₈₉ + = 1.6 +3.82 + = 6.39; (2.10)

Х₁₂₃₅ = Х₅ + Х₁₂₃ + = 1.6 +6.26 + = 9.42; (2.11)

Х_12346789 = Х₁₂₃ + Х₄₆₇₈₉ + = 6.26 +3.82 + = 24.9. (2.12)

9. Определим результирующее сопротивление треугольника, что и будет являться результирующим сопротивлением для точки К₁ :

Х_рез1 = Х_1-9 = Х₅₄₆₇₈₉ + Х₁₂₃₅ + Х_12346789 = 6.39 + 9.42 + 24.9 = 40.7. (2.13)

Получили:

10. Рассчитаем трансформатор Х₁₂ :

(2.14)

Х₁₂= · = 7.5;

Х₁₂= Х₁₃ = 7.5.

11. Определяем сопротивление кабельных линий Х₁₄= Х₁₅ :

= · · ; (2.15)

Х₁₄= 0.08 · 0.4 · = 0.8;

Х₁₄= Х₁₅ = 0.8.

12. Рассчитаем результирующее сопротивление для точки К₂ :

Х_рез2 = Х_1-9 + + + + + ; (2.16)

Х_рез2 = 40.7 + + + = 52.15.

Получили:

Х_рез1 = 40.7;

Х_рез2 = 52.15.

13. Определим все токи для точки К₁ :

· Базовый ток I_б1, кА,:

I_б1 =

I_б1 = = 15.6.

· Ток короткого замыкания I_по1, кА,:

I_по1 = ;

I_по1 = = 0.38.

· Ударный ток i_уд1 , кА,:

i_уд1 = · I_по1 · К_уд;

i_уд1 = 1.4 · 0.38 · 1.8 = 0.95.

14. Определим все токи для точки К₂ :

· Базовый ток I_б2, кА,:

I_б2 =

I_б2 = = 91.7.

· Ток короткого замыкания I_по2, кА,:

I_по2 = ;

I_по2 = = 1.7.

· Ударный ток i_уд1 , кА,:

i_уд2= · I_по2 · К_уд;

i_уд2 = 1.4 · 1.7 · 1.8 = 4.3.

Таблица 1: сводные данные к разделу 2: расчет токов короткого замыкания.

Точки КЗ	Напряжение на шине, кВ.	Iпо , кА	iуд , кА
К1		0.38	0.95
К2		1.7	4.3