Расчет токов короткого замыкания при минимальном и максимальном режиме работы источников питания.

Расчет токов короткого замыкания ведем для минимального и максимального режимов работы энергосистемы. Максимальному режиму соответствует нормальная эксплуатационная схема питающей сети энергосистемы и городской сети. Ток короткого замыкания в этом режиме получается наибольшим, что и дало название режиму. В минимальном режиме часть электрических связей отключена (например, выведена в ремонт). Это увеличивает сопротивление между источником питания и точкой короткого замыкания, что приводит к снижению уровня тока короткого замыкания. В ряде случаев в минимальном режиме электроснабжение производится по резервным, относительно слабым связям.

Так как низшее напряжение менее 1 кВ, расчет ведем в именованных единицах. Принимаем расчетные значения напряжения на 5% больше заданных - 6, 3; 10, 5; 0, 4 кВ.

Составляем по заданной схеме расчетную схему и по ней – схему замещения и определяем сопротивления ее элементов. В расчетную схему войдет половина заданной схемы, так как секционный выключатель нормально отключен. При составлении схемы замещения учитываем активные и реактивные сопротивления всех элементов. На схеме замещения определяем точки короткого замыкания, обычно на высшей стороне схемы до силового трансформатора и на шинах 0, 4 кВ.

Расчет ведем для трехфазного КЗ.

Рис.2. Расчетная схема

Рис.3. Схема замещения

Определяем сопротивления элементов схемы замещения. Сопротивления системы в максимальном и минимальном режиме определяется, исходя из того, даны в задании значения сопротивлений системы (1) или токи КЗ для точки К1 (2)

1. Х_с.макс= (Ом)

Х_с.мин.= (Ом)

2. Х_{с мин.} = (Ом)

Х_смакс. = (Ом)

Сопротивление кабельной линии

Х_л = х₀*L (Ом)

R_л = r₀* L (Ом)

значения удельных сопротивлений кабельной линии х₀ и r₀ определяем, зная сечение кабельной линии по таблице 11

Таблица 11

Сопротивление трехжильных проводов и кабелей

L – длина линии, км

Сечение питающей линии определяется по экономической плотности тока.

S = I_p/ j_эк

Значение экономической плотности тока определяем по таблице 13, выбрав в п.1.1. тип кабеля и решив, во сколько смен работает предприятие (подстанции обычно работают круглосуточно)

Значение расчетного тока определяется по максимально возможному току силового трансформатора

(А)

Для точки К2 определяем токи короткого замыкания – сверхпереходные токи I_п.о.

I_{п.о.макс.}= (кА)

I_{п.о.мин.}= (кА)

и ударные токи i_у.

i_y.макс. = (кА)

i_y.мин.. = (кА)

значение ударного коэффициента для напряжения 6…10кВ Ку =1, 369

Определяем токи для точки короткого замыкания К3 2. Сначала приводим сопротивления точки К2 к низшему напряжению U_б2 = 0, 4 кВ

(Ом)

(Ом)

(Ом)

Определяем сопротивление силового трансформатора по справочным данным по расчету токов КЗ (лит.2), зная мощность трансформатора.

Определяем сопротивления автоматических выключателей по величине расчетного тока (лит.2), причем активное сопротивление учитывает и сопротивление переходных контактов.

Сопротивление шинопровода определяем, выбрав сечение шинопровода по таблице 14. Сечение шинопровода определяется по расчетному току из п.2.1. выбираем однополосные алюминиевые шины прямоугольного сечения

Определяем индуктивное сопротивление шин по формуле

Хш = х₀* L (Ом)

где х₀ – удельное индуктивное сопротивление шин выбранного сечения, определяется по (лит.2), длина шинопровода ориентировочно определяется по числу потребителей, так как считается, что на одного потребителя приходится1 м шинопровода.

Определяем активное сопротивление шин по формуле

R_ш = r₀* L (Ом)

где r₀ – удельное активное сопротивление шин выбранного сечения, определяется по (лит.2)

Определяем токи короткого замыкания в точке К3.

Сверхпереходные токи

I_{п.о.макс.}= (кА)

где Z= (Ом)

I_{п.о.мин =} (кА)

i_y= (кА)

где значения К_{у находим} по рис.1.(лит.2) по отношению Х_∑ /R_∑ .

Результаты расчетов сводим в таблицу 12

Таблица 12

Результаты расчетов токов КЗ