Источники, питающие точку короткого замыкания

Система

При питании электроустановки от энергосистемы значение сопротивления системы X _с, мОм, приведенное к ступени низшего напряжения сети, рассчитывается по формуле

 

(10.1)

                                                                        

В (10.1) S_k   – условная мощность короткого замыкания в системе,     к_тр – коэффициент трансформации трансформатора.

Если известно значение тока трехфазного замыкания в системе, то преобразованное уравнение (10.1) будет иметь следующий вид:

где I_kВН – действующее значение периодической составляющей трехфазного тока кз у вводов обмотки высшего напряжения трансформатора; U_ср.НН, - среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора,В, U_ср.ВН – среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке высшего напряжения трансформатора, В.

При отсутствии данных мощности или тока короткого замыкания, сопротивление в системе определяется по параметрам выключателя, через который питается электроустановка:

(10.2)

 

где I _{откл.ном} – номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения трансформатора.

     Синхронные машины

Сверхпереходная эдс синхронных генераторов и двигателей, участвующих в питании точки короткого замыкания, рассчитывается также как и при расчете токов короткого замыкания в электроустановках напряжением       свыше 1 кВ:

(10.3)

 

где – фазное напряжение на выводах синхронной машины в момент, предшествующий кз,  – ток статора в момент, предшествующий кз, – угол сдвига фаз напряжения и тока в момент, предшествующий кз,  – сверхпереходное сопротивление СМ в продольной оси.

Для синхронных генераторов, а также двигателей, работающих с перевозбуждением, в формуле (10.3) ставится знак «+», а для сихронных двигателей, работающих с недовозбуждением – «–».

Синхронные генераторы автономных электроустановок и синхронные двигатели.

При расчете начального значения периодической составляющей тока короткого замыкания автономные источники, а так же синхронные двигатели учитываются сверхпереходным сопротивлением в продольной оси СМ , а при определении постоянной времени затухания апериодической составляющей тока кз – индуктивным сопротивлением для токов обратной последовательности x ₂ и активным сопротивлением статора R. При проведении приближенных расчетов эти параметры СМ принимаются равными: ,  X ₂ = , R = 0,15 .

Асинхронные двигатели 

При приближенных расчетах в схеме замещения сверхпереходное индуктивное сопротивление  и активное сопротивление статора  АД принимают равными:  = 0,18, = 0,36 .

При уточненных расчетах эти параметры рассчитываются по формулам:

,

где активное сопротивление ротора, приведенное к статору рассчитывается в миллиомах по формуле

где М_П – кратность пускового момента электродвигателя, Р_ном – его номинальная мощность, К_П – кратность пускового тока, – номинальный ток, – номинальное скольжение.

Активное сопротивление статора электродвигателя в миллиомах рассчитывается по формуле:

(10.4)

 

где s_ном – номинальное скольжение асинхронного двигателя.

Сверхпереходное индуктивное сопротивление АД в миллиомах:

(10.5)

 

где – номинальное фазное напряжение электродвигателя, В.

Сверхпереходная эдс асинхронного двигателя рассчитывается по   формуле:

(10.6)

,

где ,  – активное и реактивное сопротивления асинхронного двигателя.

Пассивные элементы

 Трансформаторы

Активное и реактивное сопротивления трансформатора определяется по формулам:

(10.7)

 

(10.8)

                                             

где S_т.ном – номинальная мощность трансформатора, кВА; P_к.ном – потери короткого замыкания в трансформаторе, кВА; uk – напряжение короткого замыкания, %.

Активные и индуктивные сопротивления нулевой после­довательности понижающих трансформаторов, обмотки которых соединены по схеме Д/У_о. при расчете кз в сети низшего напря­жения принимаются равным соответственно активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности. При других схемах соединения обмоток трансформаторов активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности необхо­димо принимать в соответствии с указаниями завода изготовителя.

 Реакторы

Активное сопротивление токоограничивающих реакторов рассчитывается по формуле:

(10.9)

где ΔР_{р. ном} — потери активной мощности в фазе реактора при но­минальном токе, Вт; I_{р. ном} — номинальный ток реактора, А.

Значение индуктивного сопротивления принимается в соответствии с указаниями заводов изготовителей или рассчитывается по формуле

(10.10)

 

где ω₀ — угловая частота напряжения сети, рад/с; L — индуктивность катушки трехфазного реактора, Гн; М — взаимная индуктивность между фазами реактора, Гн.

Активные и индуктивные сопротивления всех последовательностей реактора равны между собой:

R_1р = R_2р = R_0р, .

 Кабели

Значения параметров прямой (обратной) и нулевой пос­ледовательности кабелей, применяемых в электроустановках до 1 кВ, приведены  в ГОСТ Р 50270-92.

 Расчетные параметры комплексных нагрузок

При расчете токов кз от комплексных нагрузок учитываются параметры прямой, обратной и нулевой последовательностей. Значения сопротивлений прямой, обратной последовательностей отдельных элементов комплексной нагрузки приведены в табл. 10.1.

 В приближенных расчетах для узлов, содержащих до 70% асинхронных электродвигателей, значения модулей полных сопротивлений комплексной нагрузки можно принять равными

Таблица10.11

Значения сопротивлений комплексной нагрузки

Потребители комплексной нагрузки	Обозначения на схемах	cosj	Значения сопротивлений, отн. ед.
1	2	3	4	5
Асинхронные двигатели	АД	0,8	0,074-j0,1	0,07-j0,18
Синхронные двигатели	СД	0,9	0,034-j0.16	0,034-j0.16
Лампы накаливания	ЛН	1,0	1,0	1,33
Газоразрядные ИС	ЛГ ПГ	0,85 0,9	0,85-j0,6 0,94-j0,44	0,384-j0,24 1,664-j0,81
Преобразовательные электротермические установки	ЭУ	0,9	1-j0,49	0,4-j0,2

 

При расчетах токов кз учитываются также сопротивления трансформаторов тока, шин, переходных контактов автоматических выключателей, и другие элементы сети, приведенные ниже.