Расчет токов короткого замыкания. В системе трехфазного переменного тока могут возникнуть непредусмотренные соединения проводников двух или трех фаз между собой или на землю

В системе трехфазного переменного тока могут возникнуть непредусмотренные соединения проводников двух или трех фаз между собой или на землю, называемые короткими замыканиями. Это происходит при набрасывании проводника на воздушную линию, повреждении кабеля, падении поврежденной опоры воздушной линии со всеми проводами на землю, перекрытии фаз животными и птицами, обрыве проводов и т. д.

В результате короткого замыкания резко снижается сопротивление электрической сети. Ток в короткозамкнутой цепи намного превышает рабочий ток. Наибольший ток короткого замыкания возникает при трехфазном коротком замыкании, поэтому данный ток и определяют для выбора электрического оборудования.

Увеличение тока в цепи приводит к возрастанию механического воздействия электродинамических сил на электроаппараты и повышению нагрева токоведущих частей пропорционально квадрату силы тока. Кроме того, снижается напряжение. При трехфазном коротком замыкании напряжение в точке короткого замыкания падает до нуля, а в смежных участках сети напряжение тем ниже, чем ближе эти участки к месту короткого замыкания.

Для уменьшения последствий аварий в электрической сети при коротких замыканиях необходимо обеспечивать быстрое отключение поврежденного элемента сети, выбирать аппаратуру таким образом, чтобы она была устойчивой к кратковременному воздействию тока короткого замыкания. Поэтому необходимо уметь рассчитывать токи короткого замыкания для выбора аппаратуры электросети и разработки мероприятий, обеспечивающих работу системы электроснабжения при внезапном коротком замыкании.

Токи короткого замыкания рассчитывают для тех точек сети, при коротком замыкании в которых аппараты и токоведущие части будут

находиться в наиболее тяжёлых условиях. Для вычисления токов короткого замыкания составляют расчётную схему, на которую наносят все данные, необходимые для расчёта, и точки, в которых следует определить токи короткого замыкания.

По расчётной схеме составляют схему замещения, в которой все элементы представляют в виде индуктивных и активных сопротивлений, выраженных в относительных единицах или омах. При расчёте токов короткого замыкания в установках напряжением свыше 1000В обычно пользуются системой относительных единиц, а в установках напряжением до 1000В сопротивления выражают в омах.

За базисное напряжение принимают номинальное напряжение .За базисную мощность выбирают мощность, принимаемую в расчетах за единицу

2.6.1Составляем схему и схему замещения

Расчет токов короткого замыкания в точке К1:

Базисную мощность принимаем S_б=100 мВА

Базисное напряжение принимаем U_б=10 кВ

Определим базисный ток:

Определим базисное индуктивное сопротивление в относительных единицах:

Аналогично расчет производится для точки К2:

Таблица 4 – Токи короткого замыкания

2.7 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств

Выбираем ячейку КСО

Выбор высоковольтных выключателей производим по следующим условиям:

1) по номинальному напряжению.

U_ном.в ≥ U_ном.

2) по току продолжительного режима

I_ном.в ≥ I_мах.

3) по отключающей способности

I_{отк.ном} ≥ I_к.

4) по электродинамической стойкости

I_дин ≥ I_у.

Выбор высоковольтных предохранителей производится по следующим параметрам по номинальному напряжению:

1) U_ном.пр. ≥ U_ном.

2) по току продолжительного режима

I_ном.пр. ≥ I_мах.

3) по отключающей способности

I_{ном.отк.} ≥ I_к.

Выбор трансформаторов тока производится по следующим параметрам:

1) по номинальному напряжению

U_{ном.т.т.} ≥ U_ном.

2) по току продолжительного режима

I_{ном.т.т.} ≥ I_мах.

3) по электродинамической стойкости

I_дин ≥ I_у.

Сравнение справочных и расчетных данных всего выбранного оборудования представлено в таблице 7.

Таблица 7– Сравнительная таблица расчетных и каталожных данных оборудования.

Оборудование на 10 кВ
Расчетные данные	Каталожные данные
Выключатель АВВ	Трансформатор тока Разъединитель ТПЛ -10 РЛВОМ-10/400
Uном =10 кВ	10 кВ	10 кВ 10кВ
Iном = 9, 24А	400А	100А 400А
Iк = 0, 92 кА	25кА	10кА
Iу =2, 34 кА	10кА	25кА
Привод ПРН-10 МУ1 или ПР-2 УХЛ. Оборудование на 0, 4 кВ
Расчетные данные	Каталожные данные
	Трансформатор тока
Uном =0, 4 кВ	Uном = 0, 66 кВ	Uном = 0, 66 кВ
Iном =217 А	Iмах = 400 А	Iмах = 400 А