Расчет токов короткого замыкания

Горное предприятие получат питание от двухисточников:

1. Подстанция № 1 ЭС

2. Подстанция № 2 ЭС

Энергосистема (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.

Уровень напряжения внешнего электроснабжения предприятия 35 кВ.

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

Тип	Мощность, кВА	Напряжение, кВ	Потери, кВт	Uкз, %	Ixx, %
ВН	НН	ΔPxx	ΔPм
ТMН			6,3		46,5	7,5	0,8

Основными потребители предприятия являются:

- 3 синхронных двигателя типа СДВ-15-39-10У3 с параметрами:

Марка	Активная мощность Рном, кВт	Номинальное напряжение, кВ	Сosφном
СДВ-15-39-10У3			0,9

- 3 асинхронных двигателя типа АК-13-46-6У4 с параметрами:

Марка	Активная мощность Рном, кВт	Номинальное напряжение, кВ	Сosφном
АК-13-46-6У4			0,88

- потребители на 0,4 кВ мощностью Р_0.4 = 1100 кВт;

Структурная схема электроснабжения предприятия представлена на рис. 2.

ЭС

Рис 2. Структурная схема электроснабжения

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.

Произведем расчет токов КЗ:

1. Выбираем базисные величины.

- базисная мощность S_б = 1000 МBA;

- базисное напряжение U_б1 = 37,5 кB, U_б2 = 6,6 кB,

2. Составляем первичную схему замещения (рис. 3) и определяем отно­сительные сопротивления её элементов.

- сопротивление энергосистемы:

- сопротивление воздушных и кабельных линий:

где х₀ = 0,399 для провода АС-95/16,

где х₀ = 0,126 для кабеля СБ 95-35;

- Сопротивление понизительного трансформатора:

.

- Сопротивление синхронных двигателей

где

X14б=279

X11б=112

X9б= X10б =112

X12б= X13б=279

X4б=0,134

X3б=1,7

X8б=11,9

X7б=11,9

X2б=1

X1б=1

К2

К1

ЭС

ЭС

Рис. 3. Первичная схема замещения

- Сопротивление асинхронных двигателей

где = 0,2 сверхпереходное сопротивление двигателя; МВ^.А

3. Преобразуем схему замещения

Рис. 4. Преобразованная схема замещения для точки К1

4. Источники объединить нельзя , т.к. x_*<3 у обоих источников. Токи КЗ рассчитываем отдельно.

1. Так как , пользуемся расчётными кривыми:

k =0.35; k_0.2=0.35; k_∞=0.39.

Определяем базисный ток:

Токи трёхфазного короткого замыкания:

Периодическая составляющая

Ударный ток КЗ:

где = 1,8 – ударный коэффициент.

Наибольшее действующее значение тока КЗ за первый период:

Ток отключения:

Установившийся ток КЗ:

Мощность КЗ:

2. Для расчёта тока КЗ в точке К2 преобразуем схему (рис. 3).

X5∑б=26,6

X2∑б=5,341

X1∑б=55,96

Рис. 5. Схема замещения для точки К2

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

Сопротивление воздушных и кабельных линий:

Суммарное сопротивление цепи со стороны питания

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

Суммарное сопротивление электродвигателей

Источники можно объединить, т.к. x_*>3 у обоих источников.

Базисный ток:

Так как >3, то ток КЗ в точке К2:

Мощность КЗ в точке К2:

Итоговые значения расчетов токов КЗ

Точки КЗ	It=0, кА	It=0.2, кА	It=∞, кА	iу, кА	Iу, кА	S0.2, МВА
К1	5,39	5,39		39,2	8,69	143,77
К2	3,9	3,9	3,9	10,15	6,43	45,61