Расчет токов короткого замыкания

 

Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение К.З. в сети или элементах электрооборудования вследствии повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала.

Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов К.З., а так же для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи К.З. и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов К.З.

При возникновении К.З. имеет место увеличение токов в фазах системы электроснабжения или электроустановок по сравнению с их значением в нормальном режиме работы.

В свою очередь, это вызывает снижение напряжений в системе, которое особенно велико вблизи места К.З.

Расчетным видом К.З. для выбора или проверки параметров электрооборудования обычно считают трехфазное К.З., однако, для выбора или проверки уставок релейной защиты и автоматики требуется определение и нессиметричных токов К.З.

Расчет токов К.З. с учетом действительных характеристик и действительных режимов работы всех элементов системы электроснабжения сложен. Поэтому, для решения большинства практических задач вводят допущения, которые не дают существенных погрешностей:

не учитывается сдвиг по фазе ЭДС различных источников питания, входящих в расчетную схему;

трехфазная сеть принимается симметричной;

не учитываются токи нагрузки;

не учитываются токи намагничивания трансформаторов;

не учитываются емкости, а следовательно, и емкостные токи в воздушной и кабельной сетях.

Для расчета токов К.З. составляется расчетная схема системы электроснабжения.

Расчетная схема представляет собой упрощенную однолинейную схему, на которой указаваются все элемены системы электроснабжения и их параметры, влияющие на ток короткого замыкания (К.З.).

Схема замещения представляет собой электрическую схему, соответствующую расчетной схеме, в которой все магнитные связи заменены электрическими и все элементы системы электроснабжения представлены сопротивлениями (r и x).

 

Рис. 1. Расчетная схема

 

Рис. 2. Схема замещения

 

За базисные единицы принимается номинальная мощность трансформатора  и среднее напряжение ступени с точками К.3.

 

 

В соответствии с табл. 6.1 [2] определяются сопротивления элементов схемы замещения в базисных единицах.

) Система

 

 

) Воздушная линия

 

 

) Трансформатор

 

 

) Кабельная линия

 

 

Суммарное сопротивление до точки К1

 

 

Суммарное сопротивление до точки К2

 

 

Суммарное сопротивление до точки К3

 

 

Так как выполняется условие: , то активные сопротивления элементов системы электроснабжения при определении тока К.3. не учитываются.

 

 

Для выбора и проверки эл. оборудования по условию электродинамической стойкости необходимо знать наибольшее возможное мгновенное значение тока К.3. (ударный ток)

 

 

Где, I_п.о - значение периодической составляющей тока К.3. в начальный момент (если рассматривают систему бесконечной мощности, то );

К_уд - ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Т_а апериодической составляющей тока К.3. (рис. 6.2 ).

Т_а= x_к/(314 r_к); где x_к и r_к - соответственно индуктивное и активное сопротивления цепи К.3.

Для точки К1 -

Для точки К2 -

Для точки К3 -

Ударный ток в рассматриваемых точках составит: