При этом должны учитываться активные сопротивления цепи короткого замыкания (воздушных и кабельных линий, обмоток силовых трансформаторов, трансформаторов тока, шин и коммутационной аппаратуры). Для указанных установок считается, что мощность системы не ограничена и напряжение на стороне высшего напряжения трансформатора неизменно. Это выполняется, если мощность системы примерно в 50 раз больше мощности цехового трансформатора, например при мощности системы более 50 МВА и мощности цеховых трансформаторов до 1000 кВА.
При расчете токов короткого замыкания на шинах низшего напряжения трансформатора, в кабеле (рис. 5.5) или другой точке низковольтной сети с сопротивлением х*Т + хц.п необходимо знать мощность питающей системы или технические данные выключателя.
Рассмотрим применяемые способы расчета токов короткого замыкания.
1. Известны или заданы значения токов I” = Iпо и I∞ на шинах районной подстанции энергосистемы. При этом расчет ведут в такой последовательности (с учетом х*Т). Определяют коэффициент и по кривым зависимости (рис. 5.6) находят расчетное сопротивление
храсч системы до места короткого замыкания (в относительных единицах). Мощность питающей системы (5.47)
где I” – действующее значение сверхпереходного тока короткого замыкания, кА; Uср.ном - номинальное напряжение в месте короткого замыкания, кВ.
За базисную принимают мощность системы Sc и определяют х*б∑ = х*с + х*Т (см. 5.38). Тогда ток короткого замыкания
где
Рис. 5.5. Схема для определения Рис. 5.6. Кривые зависимости
тока короткого замыкания в уста- b” = f(x*расч)
новках до 1000 В
2. Известны или заданы технические данные выключателя, установленного в точке, для которой определяют величины токов короткого замыкания. При этом принимают, что отключающая мощность выключателя Sоткл равна мощности короткого замыкания системы (S”) тогда
3. Известны сопротивления цепи короткого замыкания, выраженные в миллиомах (мОм). При этом ток короткого замыкания можно найти следующим образом.
Величину относительного номинального сопротивления любого элемента схемы х* выражают в миллиомах, зная номинальное напряжение Uном и номинальную мощность элемента Sном:
. (5.50)
Сопротивление в схеме замещения приводят к напряжению ступени Uн.н (низшего напряжения):
Сопротивление системы можно определить, отнеся ее мощность Sc к мощности отключения Sоткл выключателя:
Тогда, учитывая (5.51), а также то, что в данном случае Sном = Sc, получим
После того как все сопротивления (активные r∑ и индуктивные х∑) выражены в миллиомах, найдем наибольшее значение периодической составляющей тока короткого замыкания при трехфазном коротком замыкании:
где U – линейное напряжение ступени короткого замыкания.
Ударный ток определяем с учетом величины ударного коэффициента
Приближенно для трансформаторов с ST = 630 – 1000 кВА, uк = 5,5% значение kу = 1,3; для трансформаторов ST = 100 – 400 кВА значение kу = 1,2; для удаленных точек сети kу = 1.
Токи короткого замыкания асинхронных двигателей, присоединенных непосредственно к месту короткого замыкания, учитываются только при определении полного ударного тока короткого замыкания:
где - кратность пускового тока короткого замыкания двигателей;
- номинальный ток одновременно работающих двигателей, кА.
Следует отметить, что в рассматриваемых установках до 1000 В рекомендуется учитывать увеличение активного сопротивления проводников r при их нагреве значительными токами короткого замыкания. Для этого в произведенном предварительном расчете токов короткого замыкания делается поправка на величину изменившегося сопротивления (мОм):
где m – коэффициент (для меди m = 22,5; для алюминия m = 6); t – время короткого замыкания, с; - температура до наступления короткого замыкания, град; s – сечение провода, мм2.
Ток короткого замыкания при новом значении r’