1. Расчет начального значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания

2.1. При расчете начального значения периодической составляющей тока трехфазного КЗ должны быть учтены все синхронные генераторы и компенсаторы, а также синхронные и асинхронные электродвигатели мощностью 100 кВт и более, если эти электродвигатели не отделены от точки КЗ токоограничивающими реакторами или силовыми трансформаторами. В автономных системах при расчетах токов КЗ следует учитывать и электродвигатели мощностью менее 100 кВт, если их доля в суммарном токе КЗ составляет не менее 5%.

2.2. Синхронные и асинхронные машины в схему замещения должны быть введены сверхпереходными сопротивлениями и сверхпереходными ЭДС. Последние следует принимать численно равными значениям этих ЭДС в момент, предшествующий КЗ.

Для синхронных генераторов и электродвигателей, которые до КЗ работали с перевозбуждением, сверхпереходную ЭДС (фазное значение) в киловольтах следует определять по формуле

где Uф|0| - фазное напряжение на выводах машины в момент, предшествующий КЗ, кВ;

I|0| - ток статора в момент, предшествующий КЗ, кА;

φ|0| - угол сдвига фаз напряжения и тока в момент, предшествующий КЗ, рад.

Для синхронных генераторов и электродвигателей, работавших до КЗ с недовозбуждением, сверхпереходную ЭДС следует определять по формуле

для синхронных компенсаторов, работавших до КЗ с перевозбуждением,

для синхронных компенсаторов, работавших до КЗ с перевозбуждением,

E"ф = Uф|0| + I|0|х"d,

а работавших с недовозбуждением

E"ф = Uф|0| -I|0|х"d,

Для асинхронных электродвигателей сверхпереходную ЭДС следует определять по формуле

причем сверхпереходное индуктивное сопротивление (x"АД) в омах допускается определять по формуле

где Uном - номинальное напряжение электродвигателя, кВ;

Рном - номинальная мощность электродвигателя, МВт;

cosφном - номинальный коэффициент мощности электродвигателя;

η - КПД электродвигателя, %

2.4. Если для расчета токов КЗ используется аналитический способ, то схему замещения, полученную в соответствии с указаниями пп. 2.1-2.3, необходимо преобразовать и определить эквивалентную ЭДС E"эк,ф (или и эквивалентное сопротивление хэк (или относительно точки КЗ. Начальное действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ (Iп0) в килоамперах равно

где Iσ - базисный ток той ступени напряжения сети, где находится точка КЗ, кА.

2.6. При приближенных расчетах начальное действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ допускается определять по методу эквивалентного генератора, приняв ЭДС всех источников электроэнергии равной нулю и используя формулу

или

где U|0| - напряжение в месте КЗ в момент, предшествующий КЗ, кВ;

Uном - номинальное напряжение (линейное) сети, в которой произошло короткое замыкание, кВ;

с - коэффициент, значение которого рекомендуется принимать равным: с=1,1 - при определении максимального значения тока КЗ; с=1,0 - при определении минимального значения тока КЗ;

хэк - результирующее эквивалентное сопротивление расчетной схемы относительно точки КЗ, Ом;

- результирующее эквивалентное сопротивление расчетной схемы относительно точки КЗ, в относительных единицах, при выбранных базисных условиях.

Для выбора и проверки электрооборудования по условию электродинамической стойкости необходимо знать наибольшее возможное мгновенное значение тока КЗ, которое называют ударным током и определяют по формуле

где Iп0 - значение периодической слагающей тока КЗ в начальный момент; Куд - ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Та апериодической составляющей тока КЗ

где Хк и Rк - соответственно индуктивное и активное сопротивления цепи КЗ.

Зависимость ударного коэффициента Куд от постоянной времени Та определяется выражением

Ток в процессе короткого замыкания не остаётся постоянным, а изменяется, т.е., ток, увеличившийся в первый момент времени, затухает до некоторого значения, а затем под действием автоматического регулятора возбуждения (АРВ) достигает установившегося значения. Промежуток времени, в течение которого происходит изменение значения тока КЗ, определяет продолжительность переходного процесса. После того как изменение значения тока прекращается, до момента отключения КЗ продолжается установившийся режим КЗ.

Из-за наличия в сети индуктивных сопротивлений, препятствующих мгновенному изменению тока при возникновении КЗ, значение тока нагрузки iн не изменяется скачком, а нарастает по определённому закону от нормального до аварийного значения. Для упрощения расчёта и анализа ток, проходящий во время переходного процесса КЗ, рассматривают как состоящий из двух составляющих: апериодической и периодической.

Апериодической называется постоянная по знаку составляющая тока iа, , которая возникает в первый момент КЗ и сравнительно быстро затухает до нуля.

Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени Iп mo называется начальным током КЗ. Значение начального тока КЗ используют, как правило, для выбора уставок и проверки чувствительности релейной защиты. Начальный ток КЗ называют также сверхпереходным iп, так как для его определения в схему замещения вводятся сверхпереходные сопротивления генератора и ЭДС

Полным током КЗ называется его значение, равное сумме периодической и апериодической составляющих в любой момент переходного процесса. Максимальное мгновенное значение полного тока называется ударным током КЗ и вычисляется при проверке электротехнического оборудования на электродинамическую стойкость.