Расчёт токов короткого замыкания

Горное предприятие получат питание от энергосистемы (ЭС), которая представляет собой комплекс связанных между собой предприятий, производящих, преобразующих и передающих элек­трическую энергию. ЭС, как правило, является источником неограниченной мощ­ности. Напряжение на шинах такого источника питания практически остается не­изменным в течение всего периода КЗ.

В связи с тем, что горное предприятие является потребителем первой категории, для преобразования напряжения установлены 2 одинаковых силовых трансформатора марки ТМН-6300-35/6,3со следующими параметрами:

При расчете токов КЗ определяются следующие величины:

 – начальное значение периодической составляющей тока КЗ;

 – ударный ток КЗ, необходимый для проверки электрических аппаратов, изоляторов, шин на динамическую стойкость;

 – наибольшее действующее значение полного тока КЗ для проверки электрических аппаратов на динамическую стойкость в течение первого периода КЗ;

 – значение тока при  с для проверки выключателей по отключаемому ими току;

 – действующее значение установившегося тока КЗ для проверки электрических аппаратов, шин, проходных изоляторов, кабелей на термическую стойкость;

 – мощность КЗ при  с для проверки выключателей по отключаемой мощности.

Порядок расчёта:

1. Выбираем базисные величины:

- базисная мощность S_б = 100 МBA.

- базисное напряжение U_б1= 35 кB, U_б2 = 6,3 кB (вкачестве базисных напря­жений следует выбирать напряжение холостого хода силового трансформатора в точке короткого замыкания, данные уровни базисных напряжений принимаются для каждой точки КЗ).

2. Составляем первичную схему замещения (рис. 1) и определяем отно­сительные сопротивления её элементов:

Рисунок 1. Первичная схема замещения

- сопротивление энергосистемы:

     - сопротивление воздушных линий:

.

,

где х₀ = 0,3 (среднее значение индуктивного сопротивления воздушных одноцепных линий при напряжении более 1кВ, Ом/км);

- сопротивление силовых понизительных трансформаторов:

- сопротивление двигателей:

где ,  = 0,2 сверхпереходное сопротивление двигателя.

3. Преобразуем схему замещения:

Рисунок 2. Преобразованная схема замещения для К1

4. Определяем возможность объединения источников питания:

Источники можно объединить, если результат нижеприведенной операции лежит в пределах 0,4 – 2,5:

объединение возможно.

Условие объединения выполняется, следовательно, можно объединить источники питания.

Суммарное сопротивление ветвей:

Схема замещения будет иметь следующий вид:

Рисунок 4. Преобразованная схема замещения для К1

Базисный ток: 

Так как полученное суммарное сопротивление ветвей , то по расчетным кривым определяем кратность токов КЗ для различных моментов времени.

Кратность токов для :

- для определения периодической слагающей тока КЗ: k^// = 1,3;

- для определения тока отключения: k_0,2= 1,2;

- для определения установившегося тока КЗ: k_∞= 1,4.

Определяем значения этих токов:

Ударный ток КЗ:

где = 1,8 – ударный коэффициент, для линий напряжением выше 1 кВ с преобладанием индуктивного сопротивления.

Наибольшее действующее значение тока КЗ за первый период:

Мощность КЗ для t=0,2 и t=∞, с:

МВА;

МВА.

5. Рассчитываем ток КЗ в точке К2:

Сопротивление воздушных линий:

Сопротивление цепи со стороны п/с ЭС:

Поскольку сопротивление ветвей, питаемых от ГПП ( и ) больше трех, то возможно объединение источников питания.

Суммарное сопротивление ветвей:

Рисунок 3. Преобразованная схема замещения для К2

Поскольку сопротивление потребителей, питаемых от шин ГПП больше трёх, то можно объединить эти источники, подпитывающие точку КЗ (К2).

Их общее сопротивление:

Суммарное сопротивление двигателей:

Суммарная мощность двигателей:

Проверим, возможно ли пренебречь источниками меньшей мощности. Условия проверки:

.

<20;

<0,05.

Оба условия выполняются, следовательно, двигателями, как источниками меньшей мощности можно пренебречь.

Базисный ток:    

Так как >3, то ток КЗ в точке К2 определяем аналитическим путем:

Определяем ударный ток КЗ в точке К2:

Определяем наибольшее действующее значение тока КЗ за первый период:

Мощность КЗ:

Итоговые значения расчетов токов КЗ: