6. Расчёт токов короткого замыкания

Определим токи симметричного трехфазного замыкания методом эквивалентных ЭДС [13].

Расчет производим исходя из следующих положений. Все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки, работают с номинальной нагрузкой. Синхронные машины имеют автоматические регуляторы напряжения и устройства быстродействующей форсировки возбуждения. Короткое замыкание наступает в такой момент времени, при котором ток КЗ имеет наибольшее значение. Электродвижущие силы всех источников питания совпадают по фазе. Расчетное напряжение каждой ступени принимают на 5 % выше номинального напряжения сети (среднее номинальное напряжение).

Схема расчетного участка электрической сети и схема замещения приведены на рисунке 11.

Рисунок 11 – Электрическая схема замещения

При расчете токов КЗ на напряжении выше 1 кВ учитываем только сопротивления линий электропередачи и обмоток электрических машин, реакторов. Сопротивлениями контактов, шин, трансформаторов тока и т.д. пренебрегаем в виду их малости

Расчет токов короткого замыкания на линейных вводах высшего напряжения трансформатора ППЭ (в точке К-1).

Принимаем за базисное условие S_б = S_с = 1 000 MBA (задано вариантом

работы), x_с = 0,6 о.е. (задано вариантом работы), U_б-1 = 110 кВ, Е_с = 1.

Определим базисный ток:

(77)

Сопротивление воздушной линии АС - 150/24 (при 110 кВ: r₀ = Ом; х₀ = Ом):

(78)

(79)

Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-1:

(80)

(81)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-1:

(82)

Определяем ударный коэффициент:

(83)

(84)

Ударный ток КЗ в точке К-1:

(85)

Расчет токов короткого замыкания на секции шин 6кВ (в точке К-2).

Принимаем за базисное условие S_б = S_с = 1 000 MBA; U_б-2 = 6 кВ.

Определим базисный ток:

Расчет сопротивления трансформатора ТРДН-63000/110/6.

(86)

где - напряжение короткого замыкания (паспортные данные трансформатора).

(87)

где - коэффициент расщепления принимаем равным - 3,5.

(88)

Результирующее сопротивление схемы замещения до точки К-2

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-2

Определяем ударный коэффициент:

Ударный ток КЗ в точке К-2:

Найдём токи подпитки от синхронных двигателей. Наиболее тяжёлый случай:

когда происходит КЗ при включенном секционном выключателе, тогда учитываются токи подпитки от шести двигателей (соответственно два СДН-2-16-36-6 по 1000 кВт от цеха №12 и четыре СДН-2-16-36-6 от цеха №10).

Токи подпитки для двигателей берем из справочника [8, стр. 132]

(89)

где - количество двигателей в цеху, – мощность двигателя, МВА.

Поскольку длина кабельных линий менее 300 м, то можно не учитывать их сопротивление.

Ток подпитки и ударный коэффициент от двигателей цеха № 10 и 12:

где Т_а – берем из справочника [8, стр. 132].

Ударные токи цехов № 10 и 12:

Ударный ток КЗ в точке К-2

Расчет токов короткого замыкания в точке К-3

Систему принимаем системой бесконечной мощности, сопротивление системы равно нулю. (S_с = ; х_с = 0) [1].

Расчёт приведём для самой мощной КТП цеха на плане № – 2 (Блок цехов № 1) S_ТР = 2919,05кВА

Сопротивление силового трансформатора ТП 2.1 (ТМГ – 2500/6) [8]:

r_тр = 0,64 мОм, x_тр = 3,46 мОм

Сопротивлением трансформатора тока с коэффициентом трансформации 500/5 [8]:

r_ТА = 0,02 мОм, х_ТА = 0,02 мОм

Сопротивление автоматического выключателя при I_раб = 4 218,27 А:

r_ав = 0,1 мОм, х_ав = 0,05 мОм

Сопротивление шинопровода ШМА68П на 4 000 А:

r_ш = r_o L (90)

х_ш = х_o L (91)

где r_o = 0,013 мОм, и х_o = 0,015 мОм [8]; L– принятая нами длина шин (3 м.).

r_ш = 0,013 3 = 0,04 мОм, х_ш = 0,015 3 = 0,05 мОм

Сопротивление контактов:

r_к = 0,01 мОм - для контактных соединений шинопроводов [8];

r_к = 1 мОм - для контактных соединений коммутационных аппаратов [8].

Сопротивление дуги [8]:

r_д = 3 мОм

Результирующее сопротивление схемы замещения

(92)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-3.

Ударный коэффициент

Ударный ток КЗ

На точке К-3 расчет токов короткого замыкания.

Результаты расчётов токов КЗ сведены в таблицу 15.

Таблица 15 – Результаты токов короткого замыкания

Точка КЗ	Напряжение UH, кВ	Периодическая составляющая тока КЗ , кА	Ударный ток КЗ iуд, кА
К-1	110	5,47	12,19
К-2	6	24,08	63,85
К-3	0,4	36,08	52,40