Расчет токов короткого замыкания в высоковольтной сети

Коротким замыканием называется всякое не предусмотренное нормальными условиями работы соединение двух точек электрической цепи (непосредственное или через пренебрежимо малое сопротивление). Вследствие КЗ в цепях возникают опасные для элементов сети токи, способные вывести их из строя. Поэтому для обеспечения надежной работы электрической сети, электрооборудования, устройств релейной защиты производится расчет токов КЗ.

Расчет токов КЗ произведем в относительных единицах.

Для начала необходимо составить расчетную схему. Расчетная схема составляется в однолинейном виде. В нее вводятся все источники, участвующие в питании места КЗ, и все элементы системы электроснабжения (трансформаторы, линии, реакторы), расположенные между ними и местом КЗ. На расчетной схеме указываются основные параметры элементов (мощности, напряжения КЗ трансформаторов, длины и сечения линий, сопротивления источников и т. д.) и отмечаются точки КЗ. Данная схема представлена на рис. 9.1.

Выбор базисных условий:

· базисная мощность:

· базисное напряжение:

Определение базисных токов:

Рис. 9.1. Расчетная схема высоковольтной сети

Для линии W1, выбираем воздушную линию АС-70, с параметрами:

Для линии W3, выбираем кабель СБл-В 3х10/6, с параметрами:

·

· сопротивление энергосистемы:

где x _с– реактивное сопротивление энергосистемы, Ом.

· активное и индуктивное сопротивления двухобмоточного трансформатора:

где u_к – напряжение короткого замыкания трансформатора, %; P_к – потери короткого замыкания трансформатора, кВт; S_ном.т – номинальная мощность трансформатора, МВА;

· активное и индуктивное сопротивления линии электропередач:

o для W1:

o для W3:

где r ₀, x ₀– удельные активное и индуктивное сопротивления линии, Ом/км; l – длина линии, км; U _ср– среднее номинальное напряжение линии, кВ.

Определение суммарного полного сопротивления до точки КЗ:

o для К1:

o для К2:

o для К3:

где и – суммарные активное и индуктивное сопротивления до точки КЗ.

Расчет тока трехфазного КЗ:

Расчет ударного тока КЗ:

Ударным током КЗ называется наибольшее действующее значение полного тока КЗ за первый период после возникновения короткого замыкания.

где k_у – ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени цепи КЗ. Значение ударного коэффициента k_у определяется по графикам зависимости, представленным на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Графики зависимости ударного коэффициента k _у от отношений r / х и x / r

Определение мощности КЗ:

Дата добавления: 2015-07-16