9.2. Определение значений токов короткого замыкания в электроустановках выше 1 кВ

Трехфазное КЗ характеризуют следующие условия: симметричность схемы и равенство нулю междуфазных и фазных напряжений в месте КЗ:

_т

334 Глава 9. Расчет токов короткого замыкания

^Мк(А В) ^{_ И}к(В С) ^{_ М}к(С А) ^_ "'

(9.17)

"кА ⁼ "кВ = "кС = О-

Таким образом, разность потенциалов цепи короткого замыкания от мес­та подключения генерирующего источника до точки КЗ равняется ЭДС дан­ного источника, что позволяет определить начальное действующее значение периодической слагающей по закону Ома. В случае питания КЗ от энергоси­стемы расчетное выражение для определения периодической слагающей при­обретает вид

I =/⁽ⁱ⁾= ^Ucp = ^Ucp ₍а\я\

^к 14 г- I ■, 7' V7.I»)

V3z* Sj(x_c+x_Bf+r>

где U — напряжение на шинах энергосистемы; г_ъ — v(x_c + х_в)² + г* — резуль­тирующее сопротивление цепи КЗ; х_с — результирующее сопротивление (ин­дуктивное) энергосистемы относительно места ее подключения в расчетной схеме; х_в, г_в — соответственно индуктивное и активное сопротивления от ме­ста подключения энергосистемы до точки КЗ. Без учета активного сопротив­ления периодический ток

/_к=/<³>=-^= .^ (9.19)

V3X, л/З^+xJ

где х_г — результирующее индуктивное сопротивление цепи КЗ. Мощность КЗ в заданной точке КЗ при базовом напряжении

S_K = S^ = SU_cpI_K, (9.20)

где /_к — ток в рассматриваемой точке КЗ, приведенный к напряжению U_cp.

В относительных единицах, если источником питания в расчетной схеме сети является энергосистема, ЭДС системы и напряжение на ее шинах равны: К⁼ ^рб⁼ 1» отсюда

/_K = '^(3, = /₆/W (9.2D

Без учета активного сопротивления

/_к=Р» = /_бА₁₍₆₎. (9.22)

При питании КЗ от энергосистемы в результате неизменности напряжения на шинах системы амплитуды периодической слагающей тока короткого за­мыкания во времени не изменяются, и ее действующее значение в течение

^Т/''^Э ~~"_W~ лл^атля UPijoxiPuULIU' Т = JO) = fO)=Z [О) _ ОПОеДв-

9.2. Значения токов КЗ в электроустановках выше 1 к В

335

ление периодической слагающей в данном случае для любого момента време­ни КЗ должно производиться по расчетным выражениям (9.18) и (9.20) для вычисления начального значения тока.

При питании КЗ от генератора с автоматическим регулятором возбуждения (АРВ) или без него амплитуды и действующие значения периодической сла­гающей в процессе КЗ изменяются по значению. Для практических расчетов периодической слагающей в различные моменты КЗ обычно используют гра­фоаналитический метод с применением расчетных кривых (метод расчетных кривых).

При расчетах токов трехфазного КЗ для выбора аппаратов и проводников принято считать, что максимальное мгновенное значение тока КЗ или удар­ный ток наступает через 0,01 с с момента возникновения короткого замыка­ния.

Для схем с последовательно включенными элементами ударный ток опре­деляют по выражению

Ь = $ = ^/«(l + e-⁰-⁰^)» Л/™*^, (9.23)

где Г_а — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ; к_ул — ударный коэффициент для времени t = 0,01 с. Постоянную времени Т₃ определяют по уравнению

T_a = x_z/((0r_z), (9.24)

где x_z и г_г — соответственно суммарные индуктивное и активное сопротивле­ния схемы от источника питания до места КЗ.

При составлении расчетной схемы для определения Г_а необходимо учиты­вать, что синхронные машины вводятся в схему индуктивным сопротивлени­ем обратной последовательности х₂ и активным сопротивлением статора r_s.

Характерные соотношения х/r для элементов электрической системы при­ведены ниже:

Трансформаторы мощностью, МВА:

5-30 7-17

60-500 20-50

Реакторы 6-10 кВ на ток, А:

до 1000 15-70