Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания (КЗ) является важнейшим этапом проектирования любого электротехнического сооружения, так как на основании его результатов производится проверка выбранного оборудования, токоведущих частей электроустановки и расчёт установок релейных защит.

Токи КЗ в высоковольтных цепях переменного тока рассчитываются по относительным сопротивлениям элементов цепи до точки КЗ Х^*, которые определяют при единой базисной мощности S_Б, базисном напряженииU_Б, равному среднему напряжению ступени, и базисном токе I_Б.

Целесообразно соблюдать такую последовательность расчёта токов КЗ:

1) составление расчётной схемы;

2) определение относительных сопротивлений элементов схемы;

3) составление эквивалентных схем замещения и преобразования;

4) определение суммарного сопротивления до характерных точек КЗ;

5) расчёт токов КЗ и мощности КЗ для указанных точек.

Расчётную схему составляют по известной схеме первичного электроснабжения и принятой однолинейной схеме проектируемой станции или подстанции. На расчётной схеме в однолинейном изображении указывают все источники питания и все элементы системы электроснабжения.

Х_С

Х_Л Х_Л

К₁

Х_РГ Х_Т Х_Т

Х_РС Х_РС

Х_Г1 Х_Г2 Х_Г3

Х_РС

Рис.4 Расчётная схема

Определение относительных сопротивлений элементов схемы:

За единую мощность принимаем S_Б = 1000 МВА.

За базисное напряжение принимаем U_Б = 110 кВ, тогда базисный ток при базисном напряжении будет равен:

= кА;

1) Относительное сопротивление генератора:

=

2) Относительное сопротивление трансформатора:

3) Относительное сопротивление линии:

,

где Х₀ – удельное сопротивление воздушной линии = 0,4 Ом/км.

L – длина линии = 100 км

U_н - напряжение на линии = 110 кВ.

4) Относительное сопротивление группового реактора:

Заменяя элементы расчётной схемы относительными сопротивлениями, вычисленными для случая трёхфазного КЗ при базисных условиях, составим эквивалентную схему замещения. Эквивалентная схема замещения для расчёта трёхфазного КЗ показана на рис. 7. Расчёт токов КЗ проводится методом наложения. Метод предполагает расчёт тока КЗ от каждого источника до точки КЗ в отдельности. После нахождения токов КЗ от каждого источника, токи складываются и получаем искомый ток КЗ (для точки К₁).

1. Найдём ток КЗ от системы до точки КЗ:

Х_Л

К₁

Х_Л

Суммарное сопротивление для этой схемы:

Периодический ток от системы равен:

Ударный ток:

1. Найдём ток КЗ от первого генератора до точки КЗ

Х_Т

G₁ Х_Г К₁

Х_Т

Определяем суммарное сопротивление:

= =

Периодический ток равен:

Ударный ток:

Полная периодическая составляющая тока равна

Полный ударный ток: