Расчет токов несимметричных коротких замыканий

8.1. Расчет токов несимметричных коротких замыканий рекомендуется вести с использованием метода симметричных составляющих. При этом предварительно необходимо составлять схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

8.1.1. Схема замещения прямой последовательности должна включать все элементы расчетной схемы электроустановки. Синхронные генераторы, синхронные компенсаторы и подлежащие учету синхронные и асинхронные электродвигатели при расчете начального значения тока несимметричного КЗ вводят в схему замещения прямой последовательности сверхпереходными ЭДС и сверхпереходными сопротивлениями.

Трехобмоточные трансформаторы, автотрансформаторы, трансформаторы с расщепленной обмоткой низшего напряжения, а также сдвоенные реакторы должны быть представлены своими схемами замещения. Эти схемы, а также расчетные выражения для определения их параметров приведены в приложении 7.

8.1.2 Схема замещения обратной последовательности также должна включать все элементы расчетной схемы. При этом ЭДС обратной последовательности синхронных и асинхронных машин, а также комплексных нагрузок следует принимать равными нулю. Сопротивление обратной последовательности асинхронных машин следует принимать равным сверхпереходному сопротивлению, а комплексных нагрузок - в соответствии с данными табл. 2.

Сопротивления обратной последовательности трансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий следует принимать равными сопротивлениям прямой последовательности.

8.1.3. Для составления схемы замещения нулевой последовательности предварительно следует выявить возможные пути циркуляции токов нулевой последовательности на каждой ступени напряжения сети, начиная от точки КЗ. При этом необходимо руководствоваться следующим:

1) если обмотка какого-либо трансформатора со стороны точки КЗ соединена в треугольник или в звезду с незаземленной нейтралью, то как сам трансформатор, так и следующие за ним (по направлению от точки КЗ) элементы не должны вводиться в схему замещения нулевой последовательности;

2) если обмотки какого-либо трансформатора соединены по схеме U₀/D, причем обмотка, соединенная в звезду с заземленной нейтралью, обращена в сторону точки КЗ, то в схему замещения нулевой последовательности следует вводить только элементы, включенные между точкой КЗ и трансформатором, и сам трансформатор;

3) если несколько воздушных линий электропередачи одного или разных напряжений проложены по одной трассе, то в схеме замещения нулевой последовательности необходимо учитывать взаимоиндукцию между этими линиями, используя с этой целью схемы замещения, приведенные в приложении 8.

8.2. Ток прямой последовательности особой фазы в месте КЗ при любом несимметричном коротком замыкании следует определять по формуле

где Е_Σ - результирующая ЭДС всех источников электроэнергии;

x_1Σ - результирующее индуктивное сопротивление схемы прямой последовательности относительно точки КЗ;

Δх⁽ⁿ⁾ - дополнительное индуктивное сопротивление, которое определяется видом КЗ (n) и параметрами схем замещения обратной и нулевой последовательностей; значения Δх⁽ⁿ⁾ для различных видов коротких замыканий приведены в табл. 1.

Таблица 1

Значения Δх⁽ⁿ⁾ и m⁽ⁿ⁾ для различных КЗ

Вид КЗ	Дополнительное сопротивление Δх(n)	Значение коэффициента m(n)
Двухфазное	x2Σ
Однофазное	x2Σ + x0Σ
Двухфазное на землю

8.3. При расчетах тока прямой последовательности в начальный момент КЗ результирующую ЭДС Е_Σ и результирующее индуктивное сопротивление х_1Σ следует определять из схемы, аналогичной схеме для определения начального значения периодической составляющей тока трехфазного КЗ (см. п. 8.1.1 и разд. 2).

8.4. Ток прямой последовательности от синхронных генераторов или компенсаторов в произвольный момент времени при приближенных расчетах следует определять с использованием кривых, приведенных на черт. 2-5. При этом под удаленностью точки короткого замыкания следует понимать отношение тока прямой последовательности синхронной машины в начальный момент КЗ к номинальному току машины.

8.5. В простых радиальных схемах ток прямой последовательности в произвольный момент времени определяют, как указано в п. 5.2. При этом внешнее сопротивление должно быть увеличено на дополнительное сопротивление Δх⁽ⁿ⁾ (см. табл. 1).

8.6. Полный ток поврежденной фазы в месте КЗ равен

где m⁽ⁿ⁾ - коэффициент, показывающий, во сколько раз ток поврежденной фазы в месте КЗ больше тока прямой последовательности. Значения коэффициента m⁽ⁿ⁾ для коротких замыканий различных видов приведены в табл. 1.

8.7. Чтобы определить ток в какой-либо ветви расчетной схемы при несимметричном КЗ, следует предварительно, используя схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей, найти токи соответствующих последовательностей в месте КЗ, провести токораспределение по ветвям схем отдельных последовательностей, найти токи соответствующих последовательностей в данной ветви и сложить их геометрически. При этом необходимо иметь в виду, что токи обратной и нулевой последовательностей особой фазы в месте несимметричного КЗ связаны с током прямой последовательности соотношениями:

при двухфазном КЗ

при однофазном КЗ

при двухфазном КЗ на землю

8.8. Чтобы определить напряжение в произвольном узле расчетной схемы при несимметричном КЗ, необходимо предварительно найти напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей особой фазы в месте КЗ

и падения напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей в элементах, расположенных между точкой КЗ и рассматриваемым узлом. Затем следует геометрически сложить напряжения и падения напряжений соответствующих последовательностей.