Порядок расчета. а) Для расчета токов КЗ составляется расчетная схема – упрощенная однолинейная схема электроустановки

а) Для расчета токов КЗ составляется расчетная схема – упрощенная однолинейная схема электроустановки, в которой учитываются все источники питания, трансформаторы, воздушные и кабельные линии, реакторы.

Для выбора токоведущих частей и электрических аппаратов ток КЗ рассчитывается при нормальном режиме работы электроустановки, то есть учитывается параллельная или раздельная работа трансформаторов. Если в нормальном режиме секционный выключатель на двухтрансформаторной подстанции отключен, то в расчете тока КЗ будет учтено сопротивление только одного трансформатора. Ремонтные режимы и кратковременные включения трансформаторов на параллельную работу не учитываются.

б) По заданной расчетной схеме составляется упрощенная схема замещения, с учетом допущений, перечисленных выше. Большинство элементов в схеме замещения представляются их реактивными сопротивлениями. В схеме замещения сопротивления элементов нумеруются в виде дроби. В числителе – номер сопротивления, а в знаменателе- его величина. Это исключает ошибки при расчете сложных схем.

Схема замещения составляется для одной фазы, поскольку при трехфазном КЗ все фазы цепи находятся в одинаковых условиях.

в) На схеме замещения указываются точки для расчета токов КЗ. Расчетная точка КЗ находится непосредственно с одной или с другой стороны от рассматриваемого элемента электроустановки в зависимости от того, когда для него создаются наиболее тяжелые условия в режиме КЗ. В закрытых распределительных устройствах проводники и электрические аппараты,

расположенные до реактора, проверяются исходя из того, что расчетная точка КЗ находится за реактором.

При проверке кабелей на термическую стойкость расчетной точкой КЗ является:

¾ для одиночных кабелей - точка КЗ в начале кабеля;

¾ для одиночных кабелей с соединениями по длине – точки КЗ в начале каждого участка нового сечения;

¾ для двух и более параллельно включенных кабелей – в начале каждого кабеля.

г) Рассчитываются сопротивления элементов схемы замещения.

д) Если схема замещения сложная, то путем постепенного преобразования ее приводят к более простому виду. Преобразование (свертывание) схемы выполняется в направлении от источника питания к месту КЗ. При этом используются известные правила последовательного и параллельного сложения сопротивлений, преобразования звезды сопротивлений в треугольник и обратно и т.п.

е) Зная результирующее сопротивление, по закону Ома определяют начальное значение периодической составляющей тока КЗ, затем ударный ток и, по необходимости, остальные составляющие тока КЗ.

При расчетах токов КЗ в системе электроснабжения достаточно все ступени трансформации учитывать приближенно. Поэтому рекомендуется производить расчеты в относительных единицах с приближенным приведением параметров.

Пример расчета токов короткого замыкания.

1) Дана расчетная схема и данные для расчета:

Sс = 800 МВА

2) По заданной расчетной схеме составляем схему замещения, нумеруем все сопротивления, отметим ступени напряжения

3) Рассчитаем сопротивления.

а) Принимаем базисные единицы.

Базисное напряжение принимаем равным средним напряжениям ступеней.

б) Рассчитаем базисные токи для двух ступеней напряжения.

в) Вычисляем сопротивления элементов схемы в относительных базисных единицах.

г) Определяем результирующее сопротивление до точки короткого замыкании, для этого свернем схему относительно точки короткого замыкания.

Для К1

Для К2

Для К3

4) Определяем токи короткого замыкания.

5) Определяем ударные токи короткого замыкания.

,

где - ударный ток короткого замыкания, ;

- ударный коэффициент;

- ток короткого замыкания, .

Ку = 1,8 - только для цепи с индуктивными сопротивлениями.

,

,

,

,

- находится по таблице в зависимости от соотношения x/R

6) Рассчитаем мощность короткого замыкания.

Если в результате расчета получится, что ток КЗ больше 10 кА, то в курсовом проекте необходимо предусмотреть установку реактора для ограничения тока КЗ.

Реактор выбирается:

- по номинальному току и напряжению

Iном р > Iмах;

Uном р > Uуст;

- по сопротивлению:

Хр = (1/ Iк.т – 1/ Iк), Ом

Iк.т - задается или принимается равным Iотк ном выключателя

(в данном случае принимается 10 кА);

По напряжению, току и сопротивлению выбирается стандартный реактор со стандартным сопротивлением Хр в Ом.

Хр затем пересчитывается в %:

Хр % = √3* Хр* Iн.р. *100% / Uн.р.

Хр пересчитывается в о.е:

Хр = Хр % * Iб / 100 Iн.р, о.е

Затем токи Iк, iу пересчитываются с учетом установки реактора, то есть с учетом сопротивления Хр (о е):

Iк =

По полученному току КЗ (Iк) определяется ударный ток i_у и ведется выбор оборудования.

Выбранный реактор проверяется по электродинамической и термической стойкости (при КЗ за реактором)