Расчет токов трехфазного короткого замыкания

5 6 7 8 9 10 11

1. Составляем расчетную схему ПС, намечая расчетные точки короткого замыкания.

2. По расчетной схеме составляем электрическую схему замещения.

3. Определяются величины сопротивлений всех элементов схемы замещения.

Расчет ведется в относительных единицах.

Зададимся базисными условиями:

S_б = 1000 МВА;

U_б1 = 230 кВ;

U_б2 = 37,5 кВ;

U_б1 = 11 кВ;

Сопротивление системы:

(4.1)

где S_к.з. – мощность короткого замыкания на шинах системы, МВА;

Сопротивление питающих линий [4, стр.104]

х_л*б^max = (х₀· l · S_б)/ U_б²(n-1)

х_л*б^max = (0,405·106·1000)/230²·(3-1) =0,406 о.е., (4.2)

что соответствует послеаварийному режиму работы линии.

где х₀ – удельное реактивное сопротивление провода, Ом;

l – длина провода, км;

х_л*б^min = х_л^max/3 = 0,406/3 = 0,135 о.е.,

что соответствует нормальному режиму работы линии.

Сопротивление трансформаторов:

х_т= (U_к· S_б)/(100·S_ном); (4.3)

где U_к – напряжение короткого замыкания обмоток трансформатора, %;

S_ном – номинальная мощность трансформатора, МВА;

Рассчитаем напряжение короткого замыкания обмоток трансформатора:

U_к^в=0,5(U_в-с+U_в-н–U_с-н)=0,5(11+28,8–12,5)=27,3%; (4.4)

где U_в-с;U_в-н;U_с-н – напряжение короткого замыкания соответствующих обмоток трансформатора, %;

U_к^с = 0,5(U_в-с+U_с-н–U_в-н) = 0,5(11+12,6-28,8) = -5,2%; → 0%

U_к^н= 0,5(U_в-н+U_с-н–U_в-с) = 0,5(28,8+12,6-11) = 30,4%;

х_т*б^в= (U_к^в · S_б)/(100S_ном) = (27,3 · 1000)/(100·63) = 4,3 о.е.; (4.5)

х_т*б^с=(U_к^с · S_б)/(100S_ном) = 0 о.е.;

х_т*б^н= (U_к^н· S_б)/(100S_ном) = (30,4·1000)/(100·63) = 4,83 о.е.;

4. Определим результирующее сопротивление в точках короткого замыкания:

К1

х_рез*б^max = x_с*б+ х_л*б^max =0,25 + 0,406 = 0,656 о.е.;

х_рез*б^min = x_с*б+ х_л*б^min = 0,25+ 0,135 = 0,385 о.е.;

К2

х_рез*б^max = x_с*б+ х_л*б^max + х_т*б^в + х_т*б^с = 0,25+ 0,406 + 4,3+0= 4,96 о.е.;

х_рез*б^min = x_с*б+ х_л*б^min + (х_т*б^в + х_т*б^с)/2=0,25+ 0,135+(4,3+0)/2=2,54 о.е.;

К3

х_рез*б^max = x_с*б+ х_л*б^max + х_т*б^в + х_т*б^н = 0,25+ 0,406 + 4,3+4,83= 9,79 о.е.;

х_рез*б^min = x_с*б+ х_л*б^min + х_т*б^в + х_т*б^н = 0,25 + 0,135 + 4,3+4,83= 9,52 о.е.;

5. Определяют начальное значение периодической составляющей тока КЗ, затем ударный ток и при необходимости периодическую и апериодическую составляющие тока КЗ для заданного момента времени τ.

Рассчитываем базисные токи:

I_б = S_б / U_б; (4.6)

I_б1 = 2,51 кА;

I_б2 = 15,4 кА;

I_б3 = 52,49 кА;

Определяем ток трехфазного короткого замыкания для всех расчетных точек короткого замыкания в начальный момент времени:

I_п0⁽³⁾ = (Е_*с·I_б) / х_рез*б; (4.7)

где Е_*с – ЭДС системы, о.е.;

Е_*с = 1;

I⁽³⁾^max_{п0 К1} = (Е_*с·I_б1)/ х_рез*б^min = (1·2,51)/ 0,385 = 6,52 кА;

I⁽³⁾^min_{п0 К1} = (Е_*с·I_б1)/ х_рез*б^max = (1·0,503)/ 0,656 = 3,83кА;

I⁽³⁾^max_{п0 К2} = (Е_*с·I_б2)/ х_рез*б^min = (1·15,4)/ 2,54 = 6,06 кА;

I⁽³⁾^min_{п0 К2} = (Е_*с·I_б20/ х_рез*б^max = (1·15,4)/ 4,96 = 3,10 кА;

I⁽³⁾^max_{п0 К3} = (Е_*с·I_б3)/ х_рез*б^min = (1·52,49)/ 9,52 = 5,51 кА;

I⁽³⁾^min_{п0 К3} = (Е_*с·I_б3)/ х_рез*б^max = (1·52,49)/ 9,79 = 5,36 кА;

Выбор и проверка оборудования на термическую и динамическую стойкость к токам короткого замыкания проводятся по max значениям токов короткого замыкания. Минимальные значения используются проверке чувствительности РЗиА.

6. Проведем расчет результирующих активных сопротивлений:

Сопротивление системы:

R_c_*б= 0;

Сопротивление линии:

r_л*б = (r₀·l ·S_б)/ U_б²= (0,09747·106·1000)/230²=0,195 о.е., (4.8)

где r₀ – удельное активное сопротивление провода, Ом; [9, стр.578]

l – длина провода, км;

Определяем общее активное сопротивление трансформатора:

r_т*б =(ΔP_кз·U_б²·S_б)/(S_ном²·U_ном²) (4.9)

r_т*б=(0,13·230²·1000)/(63²·230²)=0,033 о.е.;

Определяем сопротивление обмоток трансформатора:

r_т*б^в=r_т*б/2; r_т*б^с= r_т*б/2; r_т*б^н= r_т*б/2. (4.10)