Расчет токов короткого замыкания

В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий, сопровождающиеся резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания и выбираться с учётом величин этих токов. Основными причинами возникновения коротких замыканий в сети могут быть: повреждение изоляции отдельных частей электроустановки; неправильные действия обслуживающего персонала; перекрытие токоведущих частей.

Вычисление токов короткого замыкания производится для определения условий работы потребителей при аварийных режимах; выбора электроаппаратов, шин, изоляторов, силовых кабелей; проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики; проектирования защитных заземлений; подбора характеристик разрядников для защиты от перенапряжений.

При расчёте токов КЗ принимают, что источниками питания места КЗ являются: синхронные генераторы, синхронные компенсаторы и двигатели, асинхронные двигатели в начальный период времени.

До начала расчётов токов короткого замыкания составляем упрощённую схему согласно. Затем строим схему замещения, согласно рисунку 3, на ней указываем все точки наиболее вероятных возникновений токов короткого замыкания. Расчёт ведём в именованных единицах.

Рисунок 2 — Упрощённая однолинейная схема Рисунок 3 — Схема замещения Пересчитываем удельные сопротивления высоковольтной линии в мОм.

r1? = r1 • l,.

r1? = 1,95 • 800 = 1560 мОм;

х1? = х1 • l,.

х1? = 0,113 • 800 = 90,4 мОм.

Определяем ток периодической составляющей тока кз в начальный момент времени Iпо, кА.

Iпо = = ,.

где Uср — среднее напряжение в точке расчёта тока кз, В;

z — полное сопротивление участка сети, мОм.

Iпо = = 3,88 кА.

Находим соотношение реактивного и активного сопротивлений.

= = 0,06.

Определяем ударный коэффициент Ку=1.

Рассчитываем ударный ток, iу, кА.

iу = • Iпо • Ку,.

iу = • 3,88 • 1 = 5,49 кА.

Пересчитываем сопротивления всех остальных участков сети аналогично точке 1.

Пересчитываем сопротивления трансформатора, мОм.

rтр = ,.

rтр = = 2,94 мОм ,.

xтр = ,.

xтр = = 13,65 мОм.

По максимальному току первой секции ImIc=660,9 А выбираем выключатель с низкой стороны трансформатора ВА 62 .

Определяем активное сопротивление катушек расцепителей Rа=0,12 мОм, и переходное сопротивление контактов Rк=0,25 мОм и индуктивное сопротивление катушек Xа=0,094 мОм.

Пересчитываем сопротивления шины 50Ч6, мОм.

rш? = 0,119 • 5 = 0,595 мОм,.

xш? = 0,137 • 5 = 0,685 мОм.

Находим сопротивление кабельной линии, идущей к шкафу ШР1, мОм.

rшр1? = 1,25 • 15 = 18,75 мОм,.

xшр1 = 0,0662 • 15 = 0,99 мОм.

Определяем сопротивление кабельной линии, идущей к двигателю, мОм.

r2? = 1,95 • 10 = 19,5 мОм,.

x2? = 0,0675 • 10 = 0,675 мОм.

Принимаем, что напряжение на шинах U=10 кВ при возникновении тока кз остаётся неизменным и сопротивление энергосистемы не учитываем.

Аналогично точке К — 1 выполняем расчёт тока кз в оставшихся намеченных точках.

К — 2.

rк-2 = rтр + Ra + Rк ,.

rк-2 = 2,94 + 0,12 + 0,25 = 3,31 мОм,.

xк-2 = xтр + Хa,.

xк-2 = 13,97 + 0,094 = 14,06 мОм,.

Iпок-2 = = 16,01кА,.

= = 4,24.

Ку = 1,40,.

iу = • 1,40 • 16,01 = 31,60 кА.

К — 3.

rк-3 = rк-2 + rш? + Rа1 + Rк1 + rшр1? ,.

rк-3 = 3,31 + 0,595 + 1,8 + 0,75 + 18,75 = 25,21 мОм,.

xк-3 = хк-2 + хш? + Xа1 + xшр1?,.

xк-3 = 13,74 + 0,685 + 0,86 + 0,99 = 16,275 мОм,.

Iпок-3 = = 7,7 кА,.

= = 0,65, Ку = 1,02,.

iу = • 7,7 • 1,02 = 11,11 кА.

К — 4.

rк-4 = rк-3 + Rа2 + Rк2 + r2?,.

rк-4 = 25,21 + 1,8 + 0,75 + 19,5 = 47,26 мОм, хк-4 = хк-3 + Xа2 + x2?,.

хк-4 = 16,275 + 0,86 + 0,675 = 17,81 мОм,.

Iпо = = 4,57 кА,.

= = 0,38,.

Ку = 1,.

iу = • 4,57 • 1 = 6,46 кА.