Уральский государственный университет путей сообщения

АКАДЕМИЯ КОРПОРАТИВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ИНСТИТУТ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

(ИДПО)



А. Н. Штин

РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ

Пособие для слушателей ИДПО

Екатеринбург

2008

1 Расчет 3-х фазных токов КЗ

1.1 Общие положения

Определение токов КЗ является важнейшим этапом проектирования любого электротехнического сооружения. На основании результатов этих вычислений производятся:

• выбор и проверка силового оборудования;

• расчет типов и уставок релейных защит;

• расчет заземляющих устройств;

• расчет устойчивости электрических систем.

Последовательность расчета токов КЗ можно разбить на четыре этапа.

Первый этап заключается в составлении расчетной схемы электроустановки. На этой схеме должны быть указаны все источники питания, ЛЭП трансформаторы и прочие элементы, которые имеют достаточно большое сопротивление по отношению к токам КЗ. На расчетной схеме расставляются:

1) все ступени напряжений;

2) точки КЗ;

3) параметры элементов расчетной схемы, которые необходимы для определения сопротивлений этих элементов.

Второй этап заключается в составлении и расчете схемы замещения, на которой каждый элемент расчетной схемы заменяется индуктивным или активно-индуктивным сопротивлением. Для расчета сопротивлений схемы замещения существует два основных метода: относительных единиц и именованных единиц. Формулы для определения сопротивлений схемы замещения сведены в таблицы 1.1 и 1.2.

Третий этап заключается в преобразовании схемы замещения к простейшему виду. Преобразование производится до тех пор, пока схема для расчета токов КЗ не примет вид, показанный на рисунке 1.1. При упрощении схемы необходимо пользоваться правилами последовательно и параллельно соединенных сопротивлений.

Рисунок 1.1 — Окончательный результат преобразования схемы замещения

Четвертый этап заключается в том, чтобы рассчитать действующее значение тока, который будет протекать в точке К по следующим формулам:

• если расчет сопротивлений схемы замещения выполнен методом относительных единиц —

; (1)

• если расчет сопротивлений схемы замещения выполнен методом именованных единиц —

; (2)

где — базисный ток КЗ;

S_Б — базисное значение мощности (любое число);

U_Б — среднее значение напряжения РУ, где определятся ток КЗ (таблица 1.3).

Таблица 1.3 — Величины U_СР на шинах РУ подстанций

UH, кВ	220	110	35	25	10	6	3	0,38	0,22
UСР, кВ	230	115	37	26,2	10,5	6,3	3,15	0,4	0,23

После этого по действующему значению тока КЗ рассчитываются:

• значение ударного тока КЗ — i_У = 2,55I_К ; (3)

• значение мощности КЗ — . (4)

Таблица 1.1 — Формулы для определения величин сопротивлений источников питания и ЛЭП

Элемент	Условное обозначение на расчетной схеме	Схема замещения	Формулы для расчета сопротивлений
			в относительных единицах	в именованных единицах
Энергосистема
Генератор
ЛЭП

Таблица 1.2 — Формулы для определения величин сопротивлений силовых трансформаторов

Элемент	Условное обозначение на расчетной схеме	Схема замещения	Формулы для расчета сопротивлений
			в относительных единицах	в именованных единицах
Двухобмоточный (SHT 1000 кВА)
Трехобмоточный
			где j — индекс «В» или «С» или «Н»	где j — индекс «В» или «С» или «Н»
Двухобмоточный (SHT< <1000 кВА)			; ; .	; ; .