4.1.3. Расчеты токов трехфазного короткого замыкания

При расчетах токов КЗ для выполнения защиты трансформаторов и других элементов электрических сетей напряжением выше 1 кВ удобнее использовать относительные единицы [12, 13].

Расчетная схема. В начале расчета токов КЗ составляется расчетная схема, на которой указываются расчетные точки КЗ и возможные режимы работы трансформаторов и сети.

На расчетной схеме должны быть условно показаны также элементы низшего и среднего напряжений, питающиеся от рас­сматриваемых трансформаторов – кабельные и воздушные ли­нии, трансформаторы, двигатели и т.д. В расчетах релейной защиты эти элементы называются предыдущими (по отношению к питающему элементу – последующему, если рассматривать схему снизу вверх). Значения токов при КЗ на предыдущих элементах необходимо знать для того, чтобы определить чувствительность максимальных токовых защит трансформаторов в так называемой зоне резервирования, в ко­торую входит каждый из предыдущих элементов соответствую­щего напряжения. Для оценки чувствительности в зоне резерви­рования выбираются предыдущие элементы с наибольшим со­противлением, а точки КЗ намечаются в конце этих элементов, там, где заканчивается основная зона действия их собственных защит. На расчетной схеме жела­тельно указать места включения защит элементов СЭС.

Схема замещения. На схеме замещения все элементы расчет­ной схемы представляются в виде электрических сопротивлений. Трансформаторы представляются схемами замеще­ния, рассмотренными в п. 4.1.2. Из предыдущих элементов показы­ваются только те, на которых в расчетной схеме указана точка КЗ. Для каждого из режимов работы питающих трансформато­ров составляется отдельная схема.

При составлении схем необходимо помнить, что они должны быть максимально простыми и наглядными. Желательно на схеме замещения условно показать места включения защит трансфор­матора. Обычно указываются трансформаторы тока соответ­ствующих защит.

При расчете токов КЗ и сопротивлений схемы замещения и следует использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений U_СРi, кВ: 230; 115; 37; 10,5; 6,3; 0,69; 0,4 [13].

Учет энергосистемы. Питающая энергосистема до шин ВН подстанции представляется на схеме замещения своим полным или индук­тивным сопротивлением. Задаются два значения со­противлений – для максимального и минимального режимов ра­боты энергосистемы. В максимальном режиме в энергосистеме включены все генераторы, все питающие линии, автотрансформаторы и другие питающие элементы, и при этом их эквивалентное сопротивление имеет наименьшее значение, а ток и мощность КЗ на шинах ВН рассматриваемой подстанции имеет соответственно наибольшее значение. В минимальном режиме отключена часть питающих элементов энергосистемы и эквивалентное сопротивление оставшихся элементов имеет большее значение, чем в макси­мальном режиме, а ток и мощность КЗ – меньшее значение – индексы «макс» и «мин» относятся таким образом не к значению сопротивления, а к режиму работы системы.

В тех случаях, когда задана мощность КЗ на шинах ВН трансформатора или в начале питающей линии, со­противление системы в относительных единицах

и ,

(4.11)

где S_К.МАКС, S_К.МИН – мощность КЗ на шинах ВН подстан­ции или в начале питающей линии при максимальном или минимальном режимах работы энергосистемы, МВА.