Вычисление силы тока и мощности при коротком замыкании

Мощность энергосистемы относительно возможной мощности короткого замыкания на вводе ЗРУ шахты можно считать бесконечной.

Для простоты расчётов за базисную величину мощности принимается

S_б= 100 MBА. За базисное напряжение рассматриваемой ступени принимается величина на 5 % большая номинального напряжения этой ступени.

В соответствии с принятыми базисными величинами для рассматриваемой ступени трансформации определяется величина базисного тока, А.

,

где S_б − базисная мощность, S_б = 100 MB^.А;

U_бi − базисное напряжение рассматриваемой ступени, .

Относительные активное и реактивное сопротивления участка линии

Относительное реактивное сопротивление трансформатора

,

где U_к(%) – напряжение короткого замыкания трансформатора, U_к(%)=17%;

S_н.тр – номинальная мощность трансформатора, S_н.тр =25 MB^.A.

Аналогично для подстанции:

Сопротивление энергосистемы определяется по формуле

,

где S_к⁽³⁾ – установившееся значение мощности короткого замыкания энергосистемы на шинах головной подстанции, к которой подключена шахта, для сетей 110 кВ принимается S_к⁽³⁾ =10000 MB^.A.

Для каждой точки короткого замыкания определяется полное суммарное сопротивление короткозамкнутой цепи в относительных единицах по формуле:

,

где − соответственно сумма относительных значений активных и индуктивных сопротивлений всех элементов сети, по которым проходит ток КЗ.

Сверхпереходный ток короткого замыкания в рассматриваемых точках определится как:

.

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

,

где к_у – ударный коэффициент, определяемый по кривой [2, стр.86, рис. 5.6] в зависимости от отношения

Мощность короткого замыкания для каждой точки определится как:

.

Двухфазный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Точка К1:

Точка К2:

Точка К3:

Точка К4:

В результате расчетов токов и мощности короткого замыкания получили, что мощность короткого замыкания в подземной сети шахты не превышает 100 МВ·А.

Проверка кабелей по термической стойкости осуществляется в целях обеспечения пожаробезопасности кабелей при дуговых коротких замыканиях посредством выбранных защитных аппаратов с заданным быстродействием отключения токов трехфазного короткого замыкания. Проверка осуществляется исходя из условия:

,

,

где I_n – предельно допустимый кратковременный ток короткого замыкания в кабеле;

С – коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил при коротком замыкании, А∙с^1/2·мм^-1;

F – выбранное сечение жилы кабеля, мм²;

t_п – приведенное время отключения, для ячеек типа КРУВ-6 t_п=0,17 с; для выключателей общепромышленного типа t_п=0,2 с.

Следовательно, выбранные кабельные линии по термической стойкости соответствуют требованиям безопасности.