Расчет токов короткого замыкания

 

В электрических установках могут возникать различные виды коротких замыканий, сопровождающихся резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания и выбираться с учетом величин этих токов.

Согласно ПУЭ - силы токов короткого замыкания рассчитывается в тех точках сети, при коротком замыкание в которых аппараты и токоведущие части будут находиться в наиболее тяжёлых условиях. Для вычисления силы токов короткого замыкания составляется расчетная схема, на которую наносится все данные, необходимые для расчета, и точки, где следует определить токи короткого замыкания.

 

 

 

 

Рис.1 Расчётная схема

 

 

 

Рис. 2 Схема замещения

 

Все расчетные данные приводятся к базисному напряжению и базисной мощности. За базисное напряжение по шкале средних напряжений, принимаются ниже приведенные значения (таблица 2).

 

 

Таблица 2

Шкала средних напряжений

U, кВ	0,22	0,38	0,66
Uн, кВ	0,23	0,4	0,69	3,15	6,33	10,5

 

Расчет токов короткого замыкания (I_кз) может выполняться в системе электроснабжения различными способами, а именно:

1. Расчет I_кз в относительных единицах;

2. Расчет I_кз в именованных единицах;

3. Расчет I_кз по расчетным кривым;

4. Расчет I_кз в электроустановках до 1000 В.

 

1 Порядок расчета токов короткого замыкания (I_кз) в относительных единицах.

Этот метод применяется для определения величин I_кз в сетях напряжением выше 1000 В.

1.1 Составляется расчетная схема и намечаются расчетные точки. (обычно расчетная точка берется на шинах РУ).

1.2По расчетной схеме составляется схема замещения, заменяя элементы их сопротивлениями.

1.3 Задаются базисными условиями S_б и U_б:

S_б – базисная мощность, МВА, принимается равной сумме номинальных мощностей источников питания (генераторов) – если это известно, но если этих данных нет, то S_б принимается условно равной числу, удобному для расчетов. Чаще всего это 100 МВА или 1000 МВА;

U_б–базисное напряжение, это напряжение больше на 5% от номинального напряжения в расчетной точке, его еще называют средним напряжением, принимается по таблице 2.

1.4 Определяется величина базисного тока, кА:

; (42)

1.5 Величину относительных сопротивлений (Х_*) элементов можно определить по формулам:

 

- для энергосистемы:

а) , (43)

 

где S_K - мощность короткого замыкания системы, МВА;

 

б) , (44)

 

где Х^*_г — относительное сопротивление генератора;

Х_d- сверхпроводное индуктивное сопротивление генератора.

 

в) если S_c = ¥, то Х_с = 0;

- для двухобмоточного трансформатора:

 

, (45)

 

где u_к - напряжение короткого замыкания трансформатора.

 

- для трёхобмоточного трансформатора и автотрансформатор:

 

 

; (46)

 

 

; (47)

 

 

; (48)

 

 

- для трёхфазного трансформатора с расщепленной обмоткой НН:

 

; (49)

 

; (50)

- для линии:

 

, (51)

где U _cp - среднее значение напряжения от рабочего напряжения линии, кВ;

L – длина линии электропередач, км.

 

, (52)

где r_о, х_о – соответственно активное и индуктивное сопротивление 1 км длины, определяется по справочной литературе.

 

- для реактора:

 

, (53)

 

где Х_р – индуктивное сопротивление реактора.

 

1.6. Определяется суммарное относительное сопротивление от энергосистемы до расчётной точки Х_*К∑, преобразуя схему замещения. Для этого находится эквивалентные сопротивления последовательно и параллельно включенных элементов:

 

а) для последовательно соединения элементов:

 

; (54)

 

б) для параллельного соединения 3 и более элементов:

 

 

; (55)

 

в) для параллельного соединения элементов:

 

; (56)

 

г) для параллельного соединения элементов с одинаковым сопротивлением:

, (57)

 

где n – число параллельных ветвей.

 

1.7. Рассчитывается значения токов короткого замыкания по формулам:

 

а) установившийся ток короткого замыкания, кА:

 

; (58)

 

б) ударный ток короткого замыкания, кА:

 

, (59)

 

где К _уд - ударный коэффициент, зависящий от места точки короткого замыкания в энергосистеме, его значение принимается равным 1,8.

 

в) мощность короткого замыкания в расчётной точке, МВА:

 

. (60)

 

 

2. Порядок расчёта токов короткого замыкания в именованных единицах. Применяется в тех же случаях, что и вышеописанный метод.

2.1. Составляется расчётная схема и намечаются расчётные точки. Обычно расчётная точка берётся на шинах РУ.

2.2. По расчётной схеме составляется схема замещения, заменяя элементы их сопротивлениями.

2.3. Задаётся базисное напряжение U_б в расчётных точка по табл.2:

2.4. Сопротивления элементов по схеме замещения определяется по формулам:

 

-для энергосистемы, Ом:

 

а) ; (61)

 

б) , (62)

 

где Хс- относительное номинальное сопротивление энергоносителя, Ом

 

в) если S_c = ¥, то Х_с = 0;

 

 

- для двухобмоточного трансформатора, Ом:

 

, (63)

 

где u_к – напряжение короткого замыкания, %.

 

- для трехобмоточного трансформатора и автотрансформатора, Ом:

 

 

; (64)

 

 

; (65)

 

 

; (66)

 

-для трёхфазный трансформатор с расщепленной обмоткой НН:

 

; (67)

 

; (68)

 

-для линии, Ом:

 

; (69)

 

; (70)

- для реактора, Ом:

 

. (71)

 

2.5. Определятся суммарное сопротивление до расчётной точки Х_к, преобразуя схему замещения. Для этого находится эквивалентные сопротивления последовательно и параллельно включенных элементов по формулам (54-57), Ом.

2.6.Определяется значения токов короткого замыкания по формулам, кА (58-59)

2.7.Мощность короткого замыкания в расчётной точке по формуле (60).

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: