Расчет токов короткого замыкания

7. Расчет токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания необходим для правильного выбора и проверки элементов схемы электроснабжения и параметров релейной защиты. При расчёте определяются токи трёхфазного тока короткого замыкания и установившееся значение мощности короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания (к.з.) составляется схема замещения электроснабжения шахты, представленная на рисунке 8.1

Расчет токов к.з. ведется в относительных единицах. За базисную мощность принимается . За базисное напряжение принимается напряжение рассматриваемой ступени трансформации

 

В соответствии с принятыми базисными напряжениями определяются величины базисного тока по формуле:

Относительное сопротивление энергосистемы определяется как:

где - установившееся значение мощности к.з. энергосистемы, принимается  =3500 MBA.

7.1 Определение токов и мощности К.З. в точке К₁

 

Полное сопротивление цепи до точки к₁ определяется по формуле

где - соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивления до точки к₁.

где – соответственно относительное активное и индуктивное сопротивления воздушной ЛЭП

где – соответственно активное и индуктивное сопротивления воздушной ЛЭП, согласно расчетам

r₁= 4,95 Ом, x₁ = 5,955 Ом.

Тогда

Следовательно,

Тогда

Сверхпереходный ток к.з. в точке К₁ определяется как

Ударный ток к.з. в точке К₁ определяется как

где К_у – ударный коэффициент для точки К₁, определяемый из соотношения /.

Из полученного соотношения согласно [1, с. 86] примем К_у =1,08.

Тогда

Мощность к.з. в точке К₁ определяется как

7.2 Определение токов и мощности к.з. в точке К₂

Индуктивное сопротивление в относительных единицах для силового трансформатора вычисляется по формуле

где (%) – напряжение к.з. трансформатора, согласно [1, с. 226] =7,5 %;

- номинальная мощность силового трансформатора, =10 МВА.

Полное сопротивление цепи до точки к₂ определяется как

Тогда

где ,  - суммы относительных значений активных и индуктивных сопротивлений всех элементов сети, по которым проходит ток к.з..

Сверхпереходный ток к.з. в точке К₂ определяется как

Ударный ток к.з. в точке К₂ определяется как

где К_у – ударный коэффициент для точки К₂, определяемый из соотношения /.

 Из полученного соотношения согласно [1, с. 86] примем К_у =1,41.

Тогда

Мощность к.з. в точке К₂ определяется как

 

7.3 Определение токов и мощности к.з. в точке К₃

Активное и индуктивное сопротивления до точки к.з.

Относительное сопротивление разделительного трансформатора определяется по формуле:

где - напряжение к.з. трансформатора, согласно [1, с. 226] =6,5 %.

-номинальная мощность разделительного трансформатора, =6300 кВ×А,

Тогда

Полное сопротивление цепи до точки к.з. определяется как :

Тогда

Сверхпереходный ток в точке к.з. определяется по формуле:

.

Ударный ток к.з. в точке К₃ определяется как:

где К_у – ударный коэффициент для точки К₃, определяемый из соотношения /.

согласно [1, с.86] К_у =1,63.

Тогда

.

Мощность к.з. в точке К₃ определяется по формуле:

.

 

7.4 Определение токов и мощности к.з. в точке К₄

Активное и индуктивное сопротивления до точки к.з.

Активное и индуктивное сопротивление ЛЭП,

  

где l = 0,9 км.

- соответственно активное и индуктивное сопротивления кабельной ЛЭП;

-сечение жил кабеля, =120

Тогда

Следовательно,

Тогда

Сверхпереходный ток в точке к.з. определяется по формуле:

.

Ударный ток к.з. в точке К₄ определяется как:

где К_у – ударный коэффициент для точки К₄, определяемый из соотношения /.

согласно [1, с.86] К_у =1,52.

Тогда

.

Мощность к.з. в точке К₄ определяется по формуле:

.

7.5 Определение токов и мощности к.з. в точке К₅

Активное и индуктивное сопротивления до точки к.з.

Активное и индуктивное сопротивление ЛЭП,

 

где l = 0,7 км.

- соответственно активное и индуктивное сопротивления кабельной ЛЭП;

-сечение жил кабеля, =95

Тогда

Следовательно,

Тогда

Сверхпереходный ток в точке к.з. определяется по формуле:

.

Ударный ток к.з. в точке К₅ определяется как:

где К_у – ударный коэффициент для точки К₅, определяемый из соотношения /.

согласно [1, с.86] К_у =1,36.

Тогда

.

Мощность к.з. определяется по формуле:

.

7.6 Определение токов и мощности к.з. в точке К₆

Активное и индуктивное сопротивления до точки к.з.

Активное и индуктивное сопротивление ЛЭП,

 

где l = 0,5 км.

- соответственно активное и индуктивное сопротивления кабельной ЛЭП;

-сечение жил кабеля, =16

Тогда

Следовательно,

Тогда

Сверхпереходный ток в точке к.з. определяется по формуле:

.

Ударный ток в точке к.з. определяется как:

где К_у – ударный коэффициент для точки К₆, определяемый из соотношения /.

согласно [1, с.86] К_у =1,08.

Тогда

 

.

Мощность к.з. определяется по формуле:

.

7.7 Определение токов и мощности к.з. в точке К₇

Активное и индуктивное сопротивления до точки к.з.

Общее индуктивное и активное сопротивление линии определяется как

 

где - соответственно активное и индуктивное сопротивления кабельной ЛЭП;

-сечение жил кабеля, =16

l - длина линии, l = 0,15 км.

Тогда

Следовательно,

Тогда

Сверхпереходный ток в точке к.з. определяется по формуле:

.

Ударный ток в точке к.з. определяется как:

где К_у – ударный коэффициент для точки К₇, определяемый из соотношения /.

согласно [1, с.86] К_у =1,05.

Тогда

.

Мощность к.з. определяется по формуле:

.

 

7.8 Определение токов и мощности к.з. в точке К₈

Активное и индуктивное сопротивления до точки к.з.

Относительное сопротивление трансформатора ПУПП определяется по формуле:

где  - относительное индуктивное сопротивление ПУПП типа ТСВП-250;

 - напряжение к.з., согласно (2, с.403) ;

 - номинальная мощность трансформатора, согласно (2, с.403) .

Тогда

Полное сопротивление цепи до точки к.з. определяется как :

Тогда

Сверхпереходный ток в точке к.з. определяется по формуле:

.

Ударный ток к.з. в точке К₈ определяется как:

где К_у – ударный коэффициент для точки К₈, определяемый из соотношения /.

согласно [1, с.86] К_у =1,63.

Тогда

.

Мощность в точке к.з.определяется по формуле:

.