2) Зная Ку [л.5.1. Т.3.7. И т.3.8. С.149-150] определяют для каждой ветви значение ударного тока уд [кА]:

_уд = 2 *I_по*К_у

3) Определяют токи к.З. Для любого момента времени переходного процесса к.З.

• определение апериодической составляющей тока к.з. _а для момента времени

= t_с.в. + 0,01 с, где t_с.в. - собственное время выключателя.

для точки К1 и К2: = 0,025 + 0,01 = 0,035 (выключатели ВНВ); для точки К3 и К5: = 0,15 + 0,01 = 0,16 (АГП генератора); для точки К4: = 0,08 + 0,01 = 0,09 (выключатель ВМК-35-8).

Для ускорения расчетов _а, которая определяется по формуле

_а =  2 *I_по*е ^(-/Та) [кА],

значение е ^(-/Та) целесообразно определять по кривым [Л.5.1. Рис 3-25] по известным величинам  и Та, либо расчетным путем.

• для определения периодической составляющей тока к.з. I_п для моментов времени до 0,5 с рекомендуется метод типовых кривых (в нашем случае  меньше 0,5 с).

Порядок определения Iп:

1) Определяют номинальный ток генератора, приведенный к той ступени напряжения, где находится точка к.з.:

I_ном = Р_ном/3 /U_срКЗ/cos_ном , где

Р_ном и cos_ном - номинальные значения мощности [МВт] и коэффициента мощности генератора;

U_срКЗ - среднее U той ступени к.з. [кВ], на которой находится точка к.з.

Примечание. Если в итоговой ветви объединены несколько генераторов, то вместо Р_ном в формулу подставляется Р_ном.

Для точки К1: I_номG1-G2 = (300+300)/3 /515/0,85 = 0,791 кА;

I_номG3-G7 = (300+300+300+300+300)/3 /515/0,85 = 1,98 кА;

Для точки К2: I_номG1-G2 = (300+300)/3 /340/0,85 = 1,20 кА;

I_номG3-G7 = (300+300+300+300+300)/3 /340/0,85 = 3,00 кА;

Для точки К3: I_номG1 = 300/3 /20/0,85 = 10,2 кА;

I_номG2-G7 = (6*300)/3 /20/0,85 = 61,1 кА;

Для точки К4: I_номG1-G2 = (300+300)/3 /37/0,85 = 11,0 кА;

I_номG3-G7 = (300+300+300+300+300)/3 /37/0,85 = 27,5 кА;

Составляющие токов к.з. Таблица 3.9.

Точка К.З. UсрКЗ Iб  tотк	Источ-ник	Е о.е.	Хрез о.е.	Iпо кА	Ку	уд кА	Та	а кА	Iном кА	Iпо/Iном	Iп/Iпо= К по типовым кривым [Л.5.1. с.152]	Iп кА	Вк КА2*с
К1	Сист.	1,0	0,255	4,39	1,895	11,77	0,06	3,46	-	-	1,0	4,39	5,01
515 кВ	G1-G2	1,13	0,44	2,88	1,981	8,07	0,54	3,82	0,791	3,64	0,94	2,71	6,14
1,12 кА	G3-G7	1,13	0,258	4.91	1,981	13,76	0,54	6,51	1,98	2,48	0,96	4,71	17,84
0,035 с 0,2 с		ХХХ	ХХХ	12.18	ХХХ	33,6	ХХХ	13,79	ХХХ	ХХХ	ХХХ	11,81	109,8
К2	Сист.	1,0	0,4	4,25	1,895	11,39	0,06	3,35	-	-	1,0	4,25	4,70
340 кВ	G1-G2	1,13	0,685	2,80	1,981	5,55	0,54	3,71	1,20	2,33	0,97	2,72	5,80
1,7 кА	G3-G7	1,13	0,168	11,43	1,981	22,64	0,54	15,15	3,00	3,81	0,94	10,74	96,68
0,035 с 0,2 с		ХХХ	ХХХ	18,48	ХХХ	39,58	ХХХ	22,21	ХХХ	ХХХ	ХХХ	17,66	252,7
К3	Сист.	1,0	1,01	28,61	1,895	76,67	0,06	2,81	-	-	1,0	28,61	3323
20 кВ	G2-G7	1,13	0,784	41,65	1,981	116,68	0,54	43,8	61,1	0,68	1,0	41,65	7876
28,9 кА	сис	ХХХ	ХХХ	70,26	ХХХ	193,35	ХХХ	46,61	ХХХ	ХХХ	ХХХ	70,26	22412
0,16 с	G1	1,13	0,55	59,38	1,981	166,36	0,54	62,44	10,2	5,82	0,72	42,75	16008
4 с		ХХХ	ХХХ	129,63	ХХХ	359,71	ХХХ	109,05	ХХХ	ХХХ	ХХХ	113,01	76301
К4	Сист.	1,0	22,05	0,707	1,895	1,895	0,06	0,223	-	-	1,0	0,707	0,13
37 кВ	G1-G2	1,13	38,07	0,463	1,981	1,297	0,54	0,554	11,0	0,042	1,0	0,463	0,16
15,6 кА	G3-G7	1,13	10,82	1,629	1,981	4,564	0,54	1,95	27,5	0,059	1,0	1,629	1,96
0,09 с 0,3 с		ХХХ	ХХХ	2,799	ХХХ	7,756	ХХХ	2,727	ХХХ	ХХХ	ХХХ	2,799	5,8
К5	Сист.	1,0	1,41	20,50	1,895	54,94	0,06	2,01	-	-	1,0	20,5	1706
	G1-G2	1,13	2,42	13,49	1,981	37,79	0,54	14,19	20,4	0,66	1,0	13,49	826
20 кВ	G4-G7	1,13	0.741	44,07	1,981	123,46	0,54	46,34	40,8	1,08	0,98	43,19	8817
28,9 кА	сис	ХХХ	ХХХ	78,06	ХХХ	216,1	ХХХ	62,54	ХХХ	ХХХ	ХХХ	77,18	27664
0,16 с	G3	1,13	0,55	59,38	1,981	166,35	0,54	62,44	10,2	5,82	0,72	42,75	16008
4 с		ХХХ	ХХХ	137,4	ХХХ	382,5	ХХХ	124,9	ХХХ	ХХХ	ХХХ	119,9	85759

Для точки К5: I_номG1-G2 = (300+300)/3 /20/0,85 = 20,4 кА;

I_номG3 = 300/3 /20/0,85 = 10,2 кА;

I_номG4-G7 = (300+300+300+300)/3 /20/0,85 = 40,8 кА;

2) Определяют отношение I_поG /I_ном для каждой ветви.

Примечание. Если это отношение <1, то можно считать I_по=I_п (удаленная точка).

3) Зная  (расчетное время, для которого определяют токи к.з.) по типовым кривым на рис. 3.26 [Л.5.1. с.152] определяют отношение I_п/I_поG

I_п/I_поG = К - числовое значение

4) Определяют величину тока к.з. в момент времени 

I_{п } = I_поG * К

Примечание: Для энергосистемы принимают I_п =I_по.

Результаты расчетов заносят в таблицу 3.9.

5) Определяют величину теплового импульса тока к.з.

В_к = I_по² * (t_отк + Та)

ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ПРОТЕКАНИЯ ТОКА К.З. определяет время воздействия указанного тока на оборудование, в течение которого оборудование должно его выдержать без разрушений. Длительность протекания тока к.з. зависит от времени отключения повреждения и определяется по формуле

t_отк = t_р.з. + t_отк.Q , где

t_р.з. - время срабатывания основной релейной защиты (можно принимать t_р.з. = 0,1 сек);

t_отк.Q -полное время отключения выключателя [Л.5.2. с. 228].

Примечания:

1. Время отключения к.з. для цепи генератора определяется с учетом действия резервной защиты (при мощности генератора 60 МВт и более) и составляет 4 сек, для остальных генераторов - 0,3 сек.

2. Время отключения к.з. (t_отк.) можно определить из расчетных зон, в которых устанавливаются те или иные общие расчетные условия [Л.5.1. рис.3.58; 3.61; 3.62 с.206, 210, 211].

Результаты расчетов заносят в таблицу 3.9.

Для точки К1 (t_отк =0,2 с):

I_поСист=1,0/0,255*1,12 = 4,39 кА, _удСист = 2 *4,39*1,895 = 11,77 кА,

_{аСист} =  2 *4,39*е ^{(-0,035/0,06)} = 3,46 кА, I_{пСист} =I_поСист = 4,39 кА,

В_кСист = 4,39² * (0,2 + 0,06) = 5,01 кА²*с;

I_поG1-G2=1,13/0,44*1,12 = 2,88 кА, _{уд G1-G2} = 2 *2,88*1,981 = 8,07 кА,

_{а G1-G2} =  2 *2,88*е ^{(-0,035/0,54)} = 3,82 кА, I_поG1-G2 /I_номG1-G2 = 2,88/0,791 = 3,64,

I_{п G1-G2} =2,88*0,94 = 2,71 кА, В_кG1-G2 = 2,88² * (0,2 + 0,54) = 6,14 кА²*с;

I_{по G3-G7} =1,13/0,258*1,12 = 4,91 кА, _{уд G3-G7} = 2 *4,91*1,981 = 13,76 кА,

_{а G3-G7} =  2 *4,91*е ^{(-0,035/0,54)} = 6,51 кА, I_поG3-G7 /I_номG3-G7 = 4,91/1,98 = 2,48,

I_{п G3-G7} = 4,91* 0,96 = 4,71 кА, В_кG3-G7 = 4,91² * (0,2 + 0,54) = 17,84 кА²*с;

I_по =4,39+2,88+4,91 = 12,18 кА , _уд =11,77+8,07+13,76 = 33,6 кА,

_а = 3,46+3,82+6,51 = 13,79 кА, I_п = 4,39+2,71+4,71 = 11,81 кА,

В_к = 12,18² * (0,2 + 0,54) = 109,8 кА²*с.

Для точки К2 (t_отк =0,2 с):

I_поСист=1,0/0,4*1,7 = 4,25 кА, _удСист = 2 *4,25*1,895 = 11,39 кА,

_{аСист} =  2 *4,25*е ^{(-0,035/0,06)} = 3,35 кА, I_{пСист} =I_поСист = 4,25 кА,

В_кСист = 4,25² * (0,2 + 0,06) = 4,7 кА²*с;

I_поG1-G2=1,13/0,685*1,7 = 2,80 кА, _{уд G1-G2} = 2 *2,80*1,981 =7,84 кА,

_{а G1-G2} =  2 *2,80*е ^{(-0,035/0,54)} = 3,71 кА, I_поG1-G2 /I_номG1-G2 = 2,80/1,20 = 2,33 ,

I_{п G1-G2} =2,80*0,97 = 2,71 кА, В_кG1-G2 = 2,80² * (0,2 + 0,54) = 5,80 кА²*с;

I_{по G3-G7} =1,13/0,168*1,7 = 11,43 кА, _{уд G3-G7} = 2 *11,43*1,981 = 32,02 кА,

_{а G3-G7} =  2 *11,43*е ^{(-0,035/0,54)} = 15,15 кА, I_поG1-G2 /I_номG1-G2 = 11,43/3,00 = 3,81 ,

I_{п G3-G7} = 11,43* 0,94 = 10,74 кА, В_кG3-G7 = 11,43² * (0,2 + 0,54) = 96,7 кА²*с;

I_по =4,25+2,80+11,43 = 18,48 кА, _уд =11,39+7,84+32,02 = 51,25 кА,

_а = 3,35+3,71+15,15 = 22,21 кА, I_п = 4,25+2,71+10,74 = 17,7 кА,

В_к = 18,48² * (0,2 + 0,54) = 252,7 кА²*с.

Для точки К3 (t_отк = 4 с):

I_поСист=1,0/1,01*28,9 = 28,61 кА, _удСист = 2 *28,61*1,895 = 76,67 кА,

_{аСист} =  2 *28,61*е ^(-0,16/0,06) = 2,81 кА, I_{пСист} =I_поСист = 28,61 кА,

В_кСист = 28,61² * (4 + 0,06) = 3323 кА²*с;

I_поG1=1,13/0,55*28,9 = 59,38 кА, _{уд G1} = 2 *59,38*1,981 = 166,36 кА,

_{а G1} =  2 *59,38*е ^(-0,16/0,54) = 62,44 кА, I_поG1 /I_номG1 = 59,38/10,2 = 5,82 ,

I_{п G1} =59,38*0,72 = 42,75 кА, В_кG1 = 59,38² * (4 + 0,54) = 16008 кА²*с;

I_{по G2-G7} =1,13/0,784*28,9 = 41,65 кА, _{уд G2-G7} = 2 *41,24*1,981 = 116,68 кА,

_{а G2-G7} =  2 *41,65*е ^(-0,16/0,54) = 43,80 кА, I_поG2-G7 /I_номG2-G7 = 41,65/61,1 = 0,68,

I_{п G2-G7} = 41,65* 1,0 = 41,65 кА, В_кG2-G7 = 41,65² * (4 + 0,54) = 7876 кА²*с;

I_по =28,61+59,38+41,65 = 129,64 кА, _уд =76,67+166,36+116,68 = 359,71 кА,

_а = 2,81+62,44+43,80 = 109,05 кА, I_п = 28,61+42,75+41,65 = 113,01 кА,

В_к = 129,64² * (4 + 0,54) = 76301 кА²*с.

Выбор аппаратов в данной зоне по токам со стороны энергосистемы (без тока генератора G1):

I_по = 129,64 – 59,38 = 70,26 кА , _уд = 359,71 – 166,36 = 193,35 кА,

_а = 109,5 – 62,44 = 46,61 кА, I_п = 113,01 – 42,75 = 70,26 кА,

В_к = 70,26² * (4 + 0,54) = 22412 кА²*с.

Для точки К4 (t_отк = 0,3 с):

I_поСист=1,0/22,05*15,6 = 0,707 кА, _удСист = 2 *0,707*1,895 = 1,895 кА,

_{аСист} =  2 *0,707*е ^(-0,09/0,06) = 0,223 кА, I_{пСист} =I_поСист = 0,707 кА,

В_кСист = 0,707² * (0,2 + 0,06) = 0,13 кА²*с;

I_поG1-G2=1,13/38,07*15,6 = 0,463 кА, _{уд G1-G2} = 2 *0,463*1,981 = 1,297 кА,

_{а G1-G2} =  2 *0,463*е ^(-0,09/0,54) = 0,554 кА, I_поG1-G2 /I_номG1-G2 = 0,463/11,0 = 0,042,

I_{п G1-G2} =0,463*1,0 = 0,463 кА, В_кG1-G2 = 0,463² * (0,2 + 0,54) = 0,16 кА²*с;

I_{по G3-G7} =1,13/10,82*15,6 = 1,629 кА, _{уд G3-G7} = 2 *1,629*1,981 = 4,564 кА,

_{а G3-G7} =  2 *1,629*е ^(-0,09/0,54) = 1,95 кА, I_поG3-G7 /I_номG3-G7 = 1,629/27,5 = 0,059,

I_{п G3-G7} = 1,629* 1,0 = 1,629 кА, В_кG3-G7 = 1,629² * (0,2 + 0,54) = 1,96 кА²*с;

I_по = 0,707+0,463+1,629 = 2,799 кА, _уд = 1,895+1,297+4,564 = 7,756 кА,

_а = 0,223+0,554+1,950 = 2,727 кА, I_п = 0,707+0,463+1,629 = 2,799 кА,

В_к = 2,799² * (0,2 + 0,54) = 5,8 кА²*с.

Для точки К5 (t_отк = 4 с):

I_поСист=1,0/1,41*28,9 = 20,50 кА, _удСист = 2 *20,50*1,895 = 54,94 кА,

_{аСист} =  2 *20,50*е ^(-0,16/0,06) = 2,01 кА, I_{пСист} =I_поСист = 20,50 кА,

В_кСист = 20,50² * (4 + 0,06) = 1706 кА²*с;

I_поG1-G2=1,13/2,42*28,9 = 13,49 кА, _{уд G1-G2} = 2 *13,49*1,981 = 37,79 кА,

_{а G1-G2} =  2 *13,49*е ^(-0,16/0,54) = 14,19 кА, I_поG1-G2 /I_номG1-G2 = 13,49/20,4 = 0,66,

I_{п G1-G2} =13,49*1,0 = 13,49 кА, В_кG1-G2 = 13,49² * (4 + 0,54) = 826 кА²*с;

I_{по G3} =1,13/0,55*28,9 = 59,38 кА, _{уд G3} = 2 *59,38*1,981 = 166,36 кА,

_{а G3} =  2 *59,38*е ^(-0,16/0,54) = 62,44 кА, I_поG3 /I_номG3 = 59,38/10,2 = 5,82,

I_{п G3} = 59,38* 0,72 = 42,75 кА, В_кG3 = 59,38² * (4 + 0,54) = 16008 кА²*с;

I_{по G4-G7} =1,13/0,741*28,9 = 44,07 кА, _{уд G4-G7} = 2 *44,07*1,981 = 123,46 кА,

_{а G4-G7} =  2 *44,07*е ^(-0,16/0,54) = 46,34 кА, I_поG4-G7 /I_номG4-G7 = 44,07/40,8 = 1,08,

I_{п G4-G7} = 44,07* 0,98 = 43,19 кА, В_КG4-G7 = 44,07² * (4 + 0,54) = 8817 кА²*с;

I_по = 20,50+13,49+59,38+44,07 = 137,44 кА, _уд = 54,94+37,79+166,36+123,46 = 382,55 кА,

_а = 2,01+14,19+62,44+46,34 = 124,98 кА, I_п = 20,50+13,49+42,75+43,19 = 119,93кА,

В_к = 137,44² * (4 + 0,54) = 85759 кА²*с.

Выбор аппаратов в данной зоне по токам со стороны энергосистемы (без тока генератора G3):

I_по = 137,44 – 59,38 = 78,06 кА , _уд = 382,55 – 166,36 = 216,19 кА,

_а = 124,98 – 62,44 = 62,54 кА, I_п = 119,93 – 42,75 = 77,18 кА,

В_к = 78,06² * (4 + 0,54) = 27664 кА²*с.