2.11. Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов трехфазного короткого замыкания (к.з.) электроустановок (ЭУ) напряжением выше 1000 В производится упрощенным способом с рядом допущений:
считается, что питание объекта осуществляется от источника неограниченной мощности; трехфазная система является симметричной; не учитывается насыщение магнитных систем, т.е считается, что индуктивные сопротивления в процессе к.з. не
изменяются; напряжение на шинах источника считается неизменным, так как точки к.з обычно удалены от источника. Расчет токов к.з. ЭУ напряжением выше 1000 В ведется в относительных единицах.В данном расчете необходимо просчитать точки КЗ
на
вводах 35 кВ подстанций подключенных к
линии.
2.11.1 Составляем расчетную схему с нанесением исходных данных. Расчетная схема строится по схеме электрической принципиальной (смотри показатели проектирования) и включает в себя: систему электроснабжения, питающие линии, шинные перемычки, сборные шины с номинальным напряжением, технические данные электрооборудования, необходимые для расчета.
Рис 2.11.1 расчётная схема
Рис
2.11.2 Схема замещения
2.11.2 Составляем схему замещения и намечаем точки короткого замыкания. Схема замещения составляется по расчетной схеме. Она содержит активные и индуктивные сопротивления, выраженные в относительных единицах (трансформаторов, линий, электродвигателей), базисные напряжения (ряд базисных напряжений: 6,3; 10,5; 37, 115 кВ), точки короткого замыкания
2.11.3 Рассчитываем базисный ток ,кА
,
(2.11.1)
где Sб –базисная мощность, МВА, принимается равной мощности короткого замыкания системы;
Uб-базисное напряжение, кВ, принимается ближайшее к номинальному из ряда базисных напряжений.
2.11.4 Рассчитываем сопротивления схемы замещения в о.е. по формулам:
а) для системы:
(2.11.2)
где Sк-мощность короткого замыкания, МВА принимается из исходных данных
б) для воздушной линии
-индуктивное:
(2.11.3)
- активное :
.
(2.11.4)
где
х0
, r0
–
удельные сопротивления линий, ом/км,
l-
длина линии, км
2.11.5 Определяем суммарное сопротивление до точки к.з. (таких сопротивлений столько, сколько точек к.з.), учитывая схему соединений сопротивлений
(2.11.5)
где хΣ*- суммарное индуктивное сопротивление до намеченной точки к.з. с учетом схемы замещения;
r Σ* -суммарное активное сопротивление до намеченной точки к.з. с учетом схемы замещения.
2.11.6 Определяем начальное значение периодической составляющей тока к.з., кА
(2.11.6)
Так как точки короткого замыкания считаются удаленными от системы, то значение периодической составляющей тока к.з. в любой момент времени равно значению периодической составляющей тока к.з. в начальный момент времени
Iпt= Iпо (2.11.7)
Iпt1 = Iпо1 =10,7 (кА)
2.11.7
Определяем ударный ток короткого
замыкания, кА
,
(2.11.8)
где ку-ударный коэффициент, табл.2.11.1.
Таблица 2.11.1.Значения постоянной времени затухания апериодической составляющей тока к.з.(Та) и ударного коэффициента(ку)
Таблица 2.11.1.
-
Место короткого замыкания
Та
ку
За воздушными линиями напряжением, кВ:
35-110
220
0,02
0,03
1,608
1,717
За понижающими трансформаторами мощностью, МВа:
32-63
менее 32
0,05
0,045
1,82
1,8
Распределительные сети 6-10 кВ
0,01
1,369
2.11.8 Определяем апериодическую составляющую тока к.з., кА
(2.11.9)
где e -t/Та –функция затухания апериодической составляющей тока к.з.(в расчете можно принять равной 0,5)
2.11.9 Определяем тепловой импульс квадратичного тока, кА2·с
(2.11.10)
где tотк -собственное время отключения выключателя, с; ( в расчете можно принять равным 0,06с)
Та-постоянная времени затухания апериодической составляющей, таблица 2.11.1
Для остальных точек короткого замыкания производим расчёты таким же образом.
2.11.10 Расчет токов трехфазного короткого замыкания сводим в таблицу 2.11.2
Таблица 2.11.2.Результаты расчета токов трехфазного короткого замыкания ВЛ-6 кВ
-
Точка
и место к.з.
x*
r*
zå*
КУ
Iпо ,
кА
Iпt , кА
iat ,
кА
IУ ,
кА
Sк,
МВА
Вк , кА2·с
К1
2
3,3
4,5
1,369
10,7
10,7
7,49
20,5
515
8,01
К2
3,5
5,8
11,2
1,369
4,3
4,3
3,01
8,2
515
1,29
К3
4,4
7,5
13,1
1,369
3,7
3,7
2,59
7,1
515
0,96
К4
6,7
11
26
1,369
1,9
1,9
1,33
3,6
515
0,25
К5
5,2
8,7
23,2
1,369
2,1
2,1
1,47
4
515
0,31
К6
7,9
13,3
38,7
1,369
1,24
1,24
0,87
2,4
515
0,11
К7
8,4
14,1
39,6
1,369
1,21
1,21
0,85
2,3
515
0,1
К8
9,4
15,8
41,6
1,369
1,2
1,2
0,84
2,3
515
0,1
К9
17,3
29,1
57,1
1,369
0,84
0,84
0,59
1,6
515
0,05
К10
9,9
16,6
42,5
1,369
1,1
1,1
0,77
2,1
515
0,08
К11
13,6
22,8
69,08
1,369
0,69
0,69
0,48
1,3
515
0,03
К12
64,7
38,5
113
1,369
0,43
0,43
0,3
0,82
515
0,01
