Расчет начального значения периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания

В отличие от сетей напряжением выше 1000 В в сетях напряжением до 1000 В периодическая составляющая тока короткого замыкания практически остается неизменной в течение всего процесса протекания короткого замыкания. Изменение ее может стать ощутимым лишь при коротком замыкании на выводах крупных трансформаторов собственных нужд электростанции и при большой мощности электродвигателей, связанных с точкой короткого замыкания. Но даже и в этих случаях с достаточной для практических расчетов точностью изменением периодической слагающей тока короткого замыкания можно пренебречь. Установлено, что неизменность значения периодической составляющей тока короткого замыкания обеспечивается при условии.

• 5
• -^>50, т. е. мощность источника (S_HCT), например трансформатора S_x

ГПП, более чем в 50 раз превышает мощность трансформатора (S_x), питающего сети напряжением до 1000 В, где рассчитывается ток короткого замыкания.

Методика расчета начального действующего значения периодической составляющей тока короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1000 В зависит от способа электроснабжения: от энергосистемы или от автономного источника.

При электроснабжении электроустановки от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение периодической составляющей трехфазного тока короткого замыкания без учета подпитки от электродвигателей рассчитывается по формуле.

где Н_ср._нн — среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло короткое замыкание, В; г_1Х, х_1Г— суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности в цепи короткого замыкания, мОм:

где r_x, х_т— активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, приведенные к ступени низшего напряжения, мОм (15.4); х_с — эквивалентное индуктивное сопротивление системы до понижающего трансформатора, приведенное к ступени низшего напряжения, мОм (15.1), (15.2); r_LR, x_LR — активное и индуктивное сопротивления реактора, мОм (15.4); г_ХА, х_ХА— активное и индуктивное сопротивления трансформаторов тока, мОм; г_кв, х_кв — активное и индуктивное сопротивления токовых катушек автоматических выключателей, мОм; г_ш, х_ш — активное и индуктивное сопротивления шинопроводов, мОм; г_к — суммарное активное сопротивление различных контактов, мОм; г_1кл, х_1кл, г_1вл, х_1вл — активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности кабельных и воздушных линий, мОм; г_д — активное сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания, мОм.

На величину тока короткого замыкания в сетях напряжением до 1000 В оказывают влияние синхронные и асинхронные электродвигатели, комплексная нагрузка. Однако это влияние весьма непродолжительно и ограничивается четырьмя-пятью периодами (0,08—0,1 с).

Если электроснабжение электроустановки осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор и вблизи места короткого замыкания имеются синхронные и асинхронные электродвигатели или комплексная нагрузка, то начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания с учетом подпитки от электродвигателей или комплексной нагрузки следует определять как сумму токов от энергосистемы /_п0С (15.11) и электродвигателей (СД, АД) и (или) комплексной нагрузки (н) /_по (сд, ад, н)^:

Начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания от синхронных и (или) асинхронных электродвигателей (/посад ад), кА) рассчитывают по формуле.

где Еф (сд, АД) — фазное значение сверхпереходной ЭДС синхронного (асинхронного) двигателя, В; x’J, г_(СД дд) — сверхпереходное индуктивное и активное сопротивления двигателя, мОм; х_1Х, г_1? — суммарные индуктивное и активное сопротивления прямой последовательности цепи, включенной между электродвигателем и точкой короткого замыкания, мОм.

При приближенных расчетах этой составляющей тока короткого замыкания в радиальной схеме можно пользоваться соответствующими типовыми кривыми.

Учет комплексной нагрузки зависит от характера исходной схемы замещения и положения расчетной точки короткого замыкания (рис. 15.1). В радиальной схеме (точка короткого замыкания К1, рис. 15.1,15.2, а) допускается не учитывать влияние статических потребителей (преобразователей, электротермических установок, электрического освещения). В этом случае расчет/_п0н производится по формуле, аналогичной (15.14).

При коротком замыкании за общим для узла нагрузки сопротивлением (точка короткого замыкания К2, рис. 15.1, 15.2, б) /_п0н, кА, определяется с учетом влияния двигательной и статической нагрузки:

где Е" , z_lH — номинальное значение эквивалентной ЭДС и сопротивление прямой последовательности узла нагрузки в относительных единицах, определяемые по соответствующим типовым кривым в зависимости от относительного состава потребителей; S_hX — суммарная номинальная мощность нагрузки, кВ • A; coscp_H — коэффициент мощности нагрузки; U_cр нн — среднее номинальное напряжение сети, соответствующее обмотке низшего напряжения трансформатора, В; r_lz, х_1Х — суммарные активное и индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания, мОм.

Рис. 15.1. Состав узла комплексной нагрузки.

При коротком замыкании за общим для нагрузки и системы сопротивлением (точка короткого замыкания КЗ, рис. 15.1,15.2, в) и близких значениях отношения х/r ветвей расчетной схемы величину 1_п0к рассчитывают по формуле.

где Е"  — ЭДС узла нагрузки в относительных единицах; п — коэффициент трансформации трансформатора.

Рис. 15.2. Преобразование схемы замещения при учете комплексной нагрузки в расчетах тока короткого замыкания.

В электроустановках с автономными источниками электроэнергии начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания без учета подпитки от электродвигателей /_п0, кА, определяется по формуле, аналогичной (15.11):

При необходимости учета синхронных и асинхронных электродвигателей или комплексной нагрузки в автономной электрической системе (см. рис. 15.1) используются формулы (15.13)—(15.16).