Расчет токов короткого замыкания в распределительных сетях напряжением 6…35 кВ

11. Расчет токов короткого замыкания в распределительных сетях напряжением 6…35 кВ

11.1. Общие указания

Под распределительными сетями (РС) понимают воздушные и кабельные сети на промышленных предприятиях, городах и сельской местности напряжением 0,4…35 кВ, по которым электроэнергия передается потребителям от питающих центров – электростанций и главных понизительных подстанций (ГПП). Таким образом, в РС входят линии и потребители напряжением 6–35 кВ, отходящие от шин ГПП, трансформаторы, воздушные и кабельные линии низкого напряжения 0,4 кВ.

Основной особенностью РС является значительное преобладание сопротивлений линий и трансформаторов над сопротивлениями линий и трансформаторов питающей их энергосистемы. Это позволяет путем преобразования все генераторы и сети энергосистемы привести к простейшей схеме замещения, в которой все генераторы заменяются одним эквивалентным генератором с электродвижущей силой Е_с, а сопротивления всех линий, трансформаторов и генераторов до шин ГПП заменяются сопротивлением ЭЭС - Z_с. Сопротивления линий и трансформаторов РС от шин питающей подстанции до места КЗ суммируются и заменяются одним сопротивлением Z_рс. Даже для мощных энергосистем суммарное сопротивление  оказывается очень велико, а ток КЗ мал. В результате КЗ сопровождается понижением напряжения генераторов и работой их регуляторов возбуждения, что позволяет ток трехфазного КЗ определить как для источника с неизменной фазой ЭДС Е_с, где величины Z_с и Z_рс определены для одной фазы (Ом) и приведены к одному базисному напряжению:

                                            ,                                         (11.1)

Такая схема позволяет не учитывать переходные процессы в генераторах, что значительно упрощает все расчеты. В практических расчетах фазная ЭДС генераторов Е_с пересчитывается и заменяется линейным напряжением холостого хода U_х вторичной обмотки трансформатора, питающего распределительную сеть. Уравнение (11.1) приводится к расчетному виду:

   .                                                                             (11.2)

Величина Z_с определяется довольно сложными расчетами. В результате для всех подстанций и электростанций энергосистемы определяется ток КЗ на шинах, питающих распределительную сеть , а по нему определяется Z_с для расчетов токов КЗ в самой РС:

                                            .                                         (11.3)

Иногда вместо тока трехфазного КЗ задается мощность КЗ , равная . Сопротивление системы в этом случае определяется:

   .      (11.4)

Рис. 11.1. Схема для расчетов токов КЗ в РС: а – расчетная; б – схема замещения

Таким образом, исходными данными для расчетов токов КЗ в РС являются величины U_х; Z_рс. Величина Z_рс определяется для каждого случая по данным рассчитываемой сети: длине, сечению и расположению проводов линий; паспортным данным трансформаторов; длине, сечению кабелей и т. д.

Упрощением для расчетов в РС является возможность не вычислять ток двухфазного КЗ, а определять его по току трехфазного КЗ, т.к. при двухфазном КЗ поврежденная цепь питается линейным напряжением U_л, а полные