4. Токи короткого замыкания

Необходимо определить действующие значения токов короткого замыкания во всех местах (по схеме) установки защит (местах контроля тока защит) в максимальном и минимальном режимах работы электрической системы при повреждениях в расчетных точках. За расчетные точки принимаются шины всех подстанций (Рис 3.1).

Рис. 2

4.1 Параметры схемы замещения

Сопротивления линий электропередачи определяются по значениям удельных сопротивлений проводов и протяженности линий.

Так, активное сопротивление линии W1 будет рассчитываться по формуле:

Здесь и- удельное активное сопротивление линииW1 и её протяженность;

Значения , Ом/км, определяется по справочной таблице 7.35 [1] для проводаAC-95: .

При заданной протяженности линии равной 4 км, будем иметь сопротивление, Ом:

.

Индуктивное сопротивление этой линии, Ом:

.

Здесь - среднее значение удельного индуктивного сопротивления линии по справочной таблице 7.41 [1], Ом/км;. Это значение может быть использовано и для других линий.

Значения сопротивлений всех других линий определяются аналогично, результаты сведем в табл. 4

Таблица 4

Обозначение параметра	Значение параметра линии
	W1	W2	W3	W4
Uном, кВ	35	35	35	35
Iраб max, А	249	145	249	41
Марка провода	AC-95	AC-50	AC-95	AC-25
rуд, Ом/км	0,32	0,60	0,32	1,18
xуд, Ом/км	0,4	0,4	0,4	0,4
l,км	4	3	1,5	1,5
RW, Ом	1,28	1,8	0,48	1,77
XW, Ом	1,6	1,2	0,6	0,6

Сопротивления трансформаторов определяются по их паспортным данным. Активное сопротивления трансформатора Т1 определяется так:

Где - мощность короткого замыкания трансформатора Т1.

Индуктивное сопротивление этого трансформатора:

где - напряжение короткого замыкания трансформатора Т1, %.

Выбрав тип трансформаторов (ТМ 6300/35, ТМ 6300/35 и 2500/35 для трансформаторов T1, T2 и T3 соответственно) и используя их справочные данные получим, Ом:

Значения сопротивлений всех трансформаторов, определенные аналогично, приведены в таблице 5.

Внутреннее сопротивление эквивалентного источника питания (энергосистемы), Ом, определяется так:

Здесь - полная мощность трехфазного короткого замыкания на шинах подстанции №1.

Таблица 5

Обозначение параметра	Значение параметра трансформатора
	Т1	Т2	Т3
Uном, кВ	35/10	35/10	35/6
Iном, А	104	104	41
Sном, кВА	6,3	6,3	2,5
PК, кВт	33,5	33,5	23,5
UК, %	7,5	7,5	6,5
RТ, Ом	1,03	1,03	4,61
XТ, Ом	14,58	14,58	14,36

В исходных данных задано только одно значение мощности короткого замыкания на шинах подстанции №1, поэтому можно считать внутреннее сопротивление энергосистемы постоянной величиной.

2. Расчет токов короткого замыкания

Значения токов КЗ определяются по методике расчета токов при симметричных замыканиях без учета подпитки со стороны нагрузок. Для конкретных расчетных условий составляется отдельная схема замещения на основе схемы электрической сети (см рис. 1) и исходной схемы замещения (см. рис. 2). В целом можно выделить 3 варианта схемы замещения:

Рис. 3 Рис. 4

Рис. 5

Расчетная схема замещения для определения токов КЗ в начале линии W1 (место установки защиты) в максимальном режиме энергосистемы (рис. 4) соответствует конфигурации сети, когда питание подстанции №2 осуществляется по линии W1 (линия W3 отключена).

Значения максимальных токов в начале линии W1 при повреждениях (трехфазных КЗ) в разных точках (номер расчетной точки указан в индексе обозначения тока), кА:

Минимальные аварийные токи в месте установки защиты в начале линии W1 возникают при двухфазных КЗ в контролируемой сети в минимальном режиме работы энергосистемы.

Токи возникающие при КЗ в местах установки других защит, определяются по аналогичной методике. Для их определения необходимо использовать ещё и другие схемы замещения рассматриваемой электрической системы (рис. 3, рис. 5). Значения токов короткого замыкания всех элементов сведем в таблицу №6.

Таблица 6

Место контроля тока КЗ (место установки защиты)	Номер расчетной точки К	Максимальный ток КЗ			Минимальный ток КЗ
		Схема замещения, рисунок	Значения тока КЗ, кА	Схема замещения, рисунок		Значения тока КЗ, кА
1	2	3	4	5		6
W1	K1	4	10,21	4		8,83
	K2	4	1,10	4		0,95
	K4	4	3,55	4		3,07
	K5	4	0,92	4		0,80
	K6	4	1,02	4		0,88
W2	K4	4	3,55	4		3,07
	K5	4	0,92	4		0,8
	K6	4	1,02	4		0,88
W3	K1	3	10,21	3		8,83
	K3	3	7,7	3		6,67
	K5	3	1,07	3		0,92
	K6	3	1,17	3		1,01
W4	K3	3	7,7	3		6,67
	K5	3	1,07	3		0,92
	K3	4	3,55	4		3,07
	K5	4	0,92	4		0,80
T1	K2	4	1,10	4		0,95
1	2	3	4	5		6
T2	K6	3	1,17	3		1,01
	K6	4	1,02	4		0,88
T3	K5	3	1,07	3		0,92
	K5	4	0,92	4		0,8