Расчёт токов короткого замыкания

Расчетным видом КЗ для выбора и проверки параметров электрооборудования обычно считают трехфазное КЗ.

Для расчетов токов КЗ составим расчетную схему электроснабжения микрорайона и на её основе изобразим схему замещения.

Расчет токов КЗ производим в именованных единицах. При расчете в именованных единицах все величины сравниваются с базисными, в качестве которых принимаются базисная мощность S_б и базисное напряжение U_б.

Принимаем S_б = 100 мВА. В качестве базисного напряжения принимаем среднее значение напряжения той ступени, на которой имеет место короткое замыкание. Для точки К1 – U_б = 10,5 кВ, а для точки К2 – U_б = 0,4 кВ.

Рассчитываем базисный ток в точках К1 и К2

I_б = , (20)

где:

S_б – полная базисная мощность, мВА;

U_б – базисное напряжение, кВ.

I_б = = = 5,5 кА;

I_б = = = 144 кА.

Расчет токов короткого замыкания на высокой стороне для точки К1

Определяем сопротивления элементов схемы замещения в именованных единицах.

Для определения точки К1, сопротивления элементов цепи сворачиваем к точке К1 для определения X_расч принимаем что сопротивление системы равно нулю.

Определяем индуктивное сопротивление кабельной линии

X_л = X₀ * L * , (21)

где:

L – длина кабельной линии 2 км, от подстанции, км;

X₀ – индуктивное сопротивление кабеля на ААБ – 3Х95, Ом/м; (принимаем равным 0,08 по таблице 3.1 из учебника Рожкова «Электрооборудование электрических станций и подстанций»).

X_л = 0,08 * 0,2 * = 0,152 Ом.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДР – 270843 – ТЭ-41-11 – 9890 – 15 ПЗ  

Рассчитываем базисный ток от системы

I_б = , (22)

где:

U_б – базисное напряжение, кВ;

S_с – номинальная полная мощность системы, (принимаем 100 мВА).

I_б = = = 5,5 кА.

Рассчитываем сверхпереходный ток КЗ

I^″ = I_∞ = , (23)

где:

I^″ – сверхпереходный ток КЗ, кА;

I_∞ – установившийся ток короткого замыкания, кА.

I^″ = = 3,618 кА.

Рассчитываем ударное значение тока КЗ

i_уд = K_уд * * I^″, (24)

где:

K_уд – ударный коэффициент, зависящий от апериодической составляющей T_a (принимаем по табл. 4.5 [Рубашов], К_уд = 1,369).

i_уд = 1,369 * 1,41 * 3,618 = 6,983 кА.

Определяем результирующее индуктивное сопротивление

X_рез = X_с + X_л, (25)

где:

X_с – индуктивное сопротивление системы;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДР – 270843 – ТЭ-41-11 – 9890 – 15 ПЗ  

X_л – индуктивное сопротивление кабельной линии.

X_рез = 0 + 0,152 = 0,152 Ом.

Расчет токов короткого замыкания на низкой стороне для точки К2

При расчетах токов короткого замыкания в схему замещения включают сопротивление активное и индуктивное трансформатора, сопротивление шинопроводов, обмоток трансформатора тока, разъединителя, автоматических выключателей, переходных сопротивлений контактов. Сопротивления складывают к точке К2.

Рассчитываем индуктивное сопротивление трансформаторов

X_т = * , (26)

где:

U_кз – напряжение короткого замыкания, %;

S_тр.ном – номинальная полная мощность трансформатора, мBА.

= * = 0,105 * 976,56 = 102,53 Ом.

Определяем индуктивное сопротивление кабельной линии

X_л = X₀ * L * , (27)

где:

L – длина кабельной линии 2 км от подстанции, км;

X₀ – индуктивное сопротивление кабеля на ААБ – 3 Х 95 Ом/м; (принимаем равным 0,08 по таблице 3.1 из учебника Рожкова «Электрооборудование электрических станций и подстанций»).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДР – 270843 – ТЭ-41-11 – 9890 – 15 ПЗ  

= 0,08 * 0,2 * = 0,016 * 250 = 4 Ом.

Рассчитываем индуктивное сопротивление нагрузки

= * , (28)

где:

X₀ – индуктивное сопротивление кабеля на ААБ – 3 Х 95, Ом/м; (принимаем равным 0,08 по таблице 3.1 из учебника Рожкова «Электрооборудование электрических станций и подстанций»).

– полная расчетная максимальная нагрузка ТП, кВА.

= 0,08 * = 0,019 Ом.

Сопротивления трансформатора считается по формуле:

= , (29)

= = = 9,68 мОм.

= , (30)

= = = 52,5 мОм.

= , (31)

= = 51,59 мОм.

Находим ток номинальный всей нагрузки по формуле:

= , (32)

где:

– номинальная полная мощность трансформатора, кВА.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДР – 270843 – ТЭ-41-11 – 9890 – 15 ПЗ  

= = 462,42 А.

Выбираем трансформатор тока коэффициент трансформации 200, ТК 20-600/5 три трансформатора тока по фазам.

– активное сопротивление трансформатора тока (справочная данная);

– индуктивное сопротивление трансформатора тока (справочная данная).

Выбираем шинопровод по и проверяем на динамическую стойкость и на ударный коэффициент.

Шины Ш алюминиевые сечением 80Х8, L = 8 м, выбираем по справочнику.

Сопротивление шин принимаем равным: r₀ = 0,055 мОм/м; Х₀ = 0,145 мОм/м.

= r₀ * L, (33)

= 0,055 * 8 = 0,44 мОм;

= Х₀ * L, (34)

= 0,145 * 8 = 1,16 мОм.

Активное сопротивление считается по формуле:

= + + + + + , (35)

где:

– активное сопротивление, мОм.

= 9,68 + 0,44 + 0,3 + 0,11 + 0,23 + 0,02 = 10,78 мОм.

Индуктивное сопротивление считается по формуле:

= + + + + , (36)

где:

– индуктивное сопротивление, мОм.

= 51,59 + 1,16 + 4 + 0,093 + 0,02 = 56,83 мОм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДР – 270843 – ТЭ-41-11 – 9890 – 15 ПЗ  

Полные сопротивления активное и индуктивное считаем по формуле:

= , (37)

где:

, – активное и индуктивное сопротивление, мОм.

= = 8,22 мОм.

Складываем трансформаторы с нагрузкой, для удобного расчета короткого замыкания в точке К2 со стороны нагрузки по формуле:

= + , (38)

где:

, – индуктивное сопротивление трансформатора и нагрузки, Ом;

= 51,59 + 19 = 70,59 мОм.

Рассчитываем токи короткого замыкания со стороны нагрузки

Рассчитываем сверхпереходный ток КЗ

I^″ = I_∞ = , (39)

где:

I^″ – сверхпереходный ток КЗ, кА;

I_∞ – установившийся ток короткого замыкания, кА.

I^″ = I_∞ = = 2,03 кА.

Рассчитываем ударное значение тока КЗ

= * * , (40)

где:

K_уд – ударный коэффициент, зависящий от апериодической составляющей T_a, (принимаем по табл. 4.5 [Рубашов], К_уд = 1,369).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДР – 270843 – ТЭ-41-11 – 9890 – 15 ПЗ  

= 1,369 * 1,41 * 2,03 = 3,91 кА.

Схемы замещения для точек К1 и К2 (смотреть в приложении А).

Таблица 10 – Результаты расчетов токов короткого замыкания

Точка КЗ	Полное сопротивление, Z∑	Сверхпереходный ток КЗ, I^″	Ударное значение тока КЗ, Iуд
К1	__	3,618	6,983
К2	8,22	2,03	3,91

Дата добавления: 2015-07-13