Файл: Справочник для курсовой.doc

4.11. Расчет токов короткого замыкания в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ

В качестве допущений при таких расчетах можно:

– максимально упрощать и эквивалентировать всю внешнюю сеть по отношению к месту к.з. и индивидуально учитывать только автономные источники электроэнергии и электродвигатели, непосредственно примыкающие к месту к.з.;

• не учитывать ток намагничивания трансформаторов;

• не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин;

• принимать коэффициенты трансформации трансформаторов равными отношению средних номинальных напряжений (37; 24; 20; 17,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; 0,23 кВ);

• не учитывать влияние синхронных и асинхронных двигателей, если их суммарный номинальный ток не превышает 1 % начального значения периодической составляющей тока в месте к.з.

При расчетах токов к.з. составляют расчетную схему, в которую вводят все участвующие в питании источники тока (генераторы, синхронные компенсаторы, синхронные и асинхронные электродвигатели) и все элементы (трансформаторы, воздушные и кабельные линии, реакторы), связанные между собой и с местом к.з. Мощные источники питающей системы можно вводить в схему как источники неограниченной мощности. Схемы замещения выполняются в однолинейном изображении с указанием на них порядковых номеров сопротивлений, их величин, выраженных в относительных единицах, приведенных к базисной мощности, или при рассмотрении сетей напряжением до 1 кВ в именованных единицах (Ом), приведенных к одной ступени напряжения. Определение сопротивлений элементов схемы, приведение их к базисным величинам представлено в табл. 28.

При упрощении схемы замещения и определении результирующего сопротивления (х_*рез) до точки короткого замыкания основными являются известные формулы преобразования для последовательного и параллельного соединения элементов, а также «трехлучевой звезды» в «треугольник» и обратно (курс ТОЭ).

Таблица 28

Расчетные выражения

для определения приведенных значений сопротивлений

4.11.1. Расчет начального значения периодической составляющей токов трехфазного короткого замыкания

Токи к.з. в электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется рассчитывать в именованных единицах. При составлении эквивалентных схем замещения параметры элементов исходной расчетной схемы следует приводить к ступени напряжения сети, на которой находится точка к.з., а активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражать в миллиомах (1 мОм = 10^–3 Ом).

Методика расчета начального действующего значения периодической составляющей тока к.з. в электроустановках до 1 кВ зависит от способа электроснабжения  от энергосистемы или от автономного источника. При расчете токов к.з. в электроустановках, получающих питание непосредственно от сети энергосистемы, допускается считать, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное сопротивление (X_С, мОм). Значение этого сопротивления, приведенное к ступени низшего напряжения сети, следует рассчитывать по выражению

(19)

где U_срНН  среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке НН трансформатора, кВ; U_срВН  среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка ВН трансформатора, кВ; S_к  условная мощность короткого замыкания у выводов обмотки ВН трансформатора, МВА.

При отсутствии указанных данных эквивалентное индуктивное сопротивление системы допускается рассчитывать по выражению

(20)

где I_{откл.ном}  номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения понижающего трансформатора, кА.

В случаях, когда понижающий трансформатор подключен к энергосистеме через реактор, воздушную или кабельную линию (длиной более 1 км), необходимо учитывать не только индуктивные, но и активные сопротивления этих элементов.

При электроснабжении электроустановки от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного к.з. (I_п0, кА) без учета подпитки от электродвигателей следует рассчитывать по формуле

(21)

где R_1, Х_1  соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи к.з., мОм.

Эти сопротивления равны:

R_1 = R_т + R_Р + R_тА + R_кА + R_ш + R_к + R_1КЛ + R_1ВЛ + R_д;

Х_1 = Х_С + Х_т + Х_Р + Х_тА + Х_кА + Х_ш + Х_1КЛ + Х_1ВЛ,

где Х_С  эквивалентное индуктивное сопротивление системы до понижающего трансформатора, мОм, приведенное к ступени НН; R_т, Х_т  активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, мОм, приведенные к ступени НН сети, их рассчитывают по формулам, аналогичным (16) и (17):

, (22)

(23)

R_Р, Х_Р  активное и индуктивное сопротивления реактора; R_тА, Х_тА  активное и индуктивное сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока, мОм; R_кА, Х_кА  активное и индуктивное сопротивления токовых катушек и переходных сопротивлений подвижных контактов автоматических выключателей, мОм (табл. 29); R_ш, Х_ш  активное и индуктивное сопротивления шинопроводов, мОм; R_к  суммарное активное сопротивление различных контактов и контактных соединений (при приближенном учете сопротивлений контактов следует принимать: R_к = 0,1 мОм  для контактных соединений кабелей; R_к = 0,01 мОм  для шинопроводов; R_к = 1,0 мОм  для коммутационных аппаратов); R_1КЛ, Х_1КЛ  активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности кабелей (табл. 30); R_1ВЛ = r₁l, Х_1ВЛ = x₁l  активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности воздушных линий или проводов, проложенных открыто на изоляторах, мОм (табл. 22); R_д  активное сопротивление дуги в месте к.з., мОм.

Если электроснабжение электроустановки осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор и вблизи места к.з. имеются синхронные и асинхронные электродвигатели, то начальное действующее значение периодической составляющей тока к.з. с учетом подпитки от электродвигателей или комплексной нагрузки следует определять как сумму токов от энергосистемы и от электродвигателей или комплексной нагрузки.

Таблица 29

Значения сопротивлений автоматических выключателей

Таблица 30

Значения сопротивлений кабелей