Расчёт токов Короткого замыкания

Расчёт производится с целью определения максимальных значений токов КЗ.

С помощью этих токов проводится проверка проводников и аппаратов на термическую и электродинамическую устойчивость к токам КЗ. Необходимо, чтобы электрическая сеть и оборудование выдерживали без повреждения действие наибольших возможных токов КЗ.

Активные сопротивления элементов системы электроснабжения при определении тока КЗ не учитывают, так как они малы по сравнению с индуктивными сопротивлениями и это почти не влияет на результаты расчёта токов КЗ.

Сопротивления шин распределительных устройств, электрических аппаратов (выключателей, трансформаторов тока и т.д.), кабельных и воздушных перемычек сравнительно небольшой длины при этом не учитывают из-за их малого значения.

Согласно ПУЭ [5] в качестве расчётной схемы принимается её послеаварийная конфигурация: при выходе из строя одного из автотрансформаторов, повреждении одной из питающих линий, включенном секционном выключателе (см. рис. 7.1).

Рис. 7.1. Расчётная схема

В целях упрощения расчётов для каждой электрической ступени в расчётной схеме вместо её действительного напряжения

на шинах указывают среднее напряжение U_ср, кВ.

Приняв для каждой электрической ступени среднее напряжение, считают, что номинальные напряжения всех элементов, включенных на данной ступени, равны её среднему напряжению.

По расчётной схеме составляется схема замещения (рис. 7.2).

Расчётный ток КЗ определяем из условий повреждения в такой точке рассматриваемой цепи, в которой проводники и аппараты этой цепи находятся в наиболее тяжёлых условиях при КЗ.

Рис. 7.2. Схема замещения

В ходе расчёта обязательно должны быть определены действующие значения периодической составляющей тока КЗ (I_п) и расчётный ударный ток КЗ i_у.

Определение результирующих сопротивлений от системы до соответствующих точек определяется суммированием.

Для точки К1 результирующее сопротивление составит:

(7.1)

Для точки К2 результирующее сопротивление составит:

(7.2)

И так далее для каждой расчётной точки КЗ.

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в соответствующей расчетной точке определяется по выражению:

а) для точек КЗ, находящихся на высокой стороне трансформатора:

(7.3)

б) для точек КЗ, находящихся на низкой стороне трансформатора:

,

(7.4)

где - суммарное сопротивление до соответствующей точки КЗ, приведенное к соответствующему напряжению.

Ударный ток КЗ в каждой расчетной точке определяется по выражению:

,

(7.5)

где К_У – ударный коэффициент, определяемый по данным табл. 7.1.

Результаты расчёта для наглядности можно свести в таблицу.

При выборе коммутационных аппаратов производится их проверка на электродинамическую и термическую стойкость к токам КЗ.

Значения постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ и ударного коэффициента для характерных ветвей, примыкающих к точке КЗ, приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Контрольные вопросы

1. Перечислите этапы расчета токов КЗ?

2. С какой целью производят расчет токов КЗ

3. Какое значение имеет ударный коэффициент К_У для распределительной сети 10 кВ?

4. Перечислите причины возникновения КЗ и их последствия в электроустановках?

5. Как производится проверка аппаратуры на стойкость при КЗ?