Расчет электроснабжения станкостроительного завода (стр. 12 из 21)
Проверка правильности выбора аппаратов и проводников напряжением 6 - 35 кВ производится по току трехфазного короткого замыкания (к.з.), а напряжением 110 кВ и выше - по току трехфазного или однофазного к.з. Расчет токов к.з. производят в основных коммутационных узлах схемы электроснабжения. Для определения наибольшего возможного тока к.з. в каждом узле следует считать включенными все генераторы в системе, все трансформаторы и линии электропередачи (ЛЭП) подстанции.
Схема замещения для расчета токов к.з. представлена на рисунке 9.1.
Расчет токов к.з. осуществляется в относительных единицах. Принимается за базисные величины Sб = 1200 МВА и среднее напряжение ступени с точками к.з. Uб1 = 115 кВ, Uб2 = 10,5 кВ.
Базисный ток определяется по формуле:
(9.1)Тогда для ступеней напряжений:
кА 
кАСопротивления элементов схемы замещения:
- индуктивное сопротивление ВЛ в о.е. приведенное к базисной мощности:
Хвл = Худвл×L×
(9.2)где Худвл =0,444 Ом/км – индуктивное сопротивление ВЛ 110 кВ /18/.
Х2 = 0,444×27×
= 1,09- активное сопротивление ВЛ в о.е. приведенное к базисной мощности:
rвл = rудвл×L×
(9.3)где rудвл =0,428 Ом/км – активное сопротивление ВЛ 110 кВ /18/.
r2 = 0,428×27×
= 1,05- полное сопротивление ВЛ в о.е. приведенное к базисной мощности:
z2 = zвл =
(9.4)z2 = zвл =
= 1,5- трансформатор мощностью 10МВА:
Хтр =
(9.5)rтр =
(9.6)Х3 =
r3 =
- кабельные линии:
Хкл =
Худвл×L× 
(9.4)rкл =
rудвл×L× (9.5)где n – количество кабельных линий.
Х4 =
0,075×0,06× 
= 0,024r4 =
0,129×0,06× = 0,042Расчеты для остальных кабельных линий аналогичны и сведены в таблицу 9.1.
Рисунок 9.1. Схема замещения для расчета токов к.з.
Таблица 9.1 Расчет сопротивлений кабельных линий
| № линии | Sб, МВА | Uб, кВ | Х0, Ом/км | R0, Ом/км | L, км | n | Xкл, о.е. | Rкл, о.е. |
| 4 | 1200,00 | 10,5 | 0,075 | 0,129 | 0,06 | 2 | 0,024 | 0,042 |
| 5 | 1200,00 | 10,5 | 0,113 | 1,94 | 0,09 | 2 | 0,055 | 0,950 |
| 6 | 1200,00 | 10,5 | 0,09 | 0,62 | 0,18 | 2 | 0,088 | 0,607 |
| 7 | 1200,00 | 10,5 | 0,113 | 1,94 | 0,018 | 2 | 0,011 | 0,190 |
| 8 | 1200,00 | 10,5 | 0,095 | 0,89 | 0,045 | 2 | 0,023 | 0,218 |
| 9 | 1200,00 | 10,5 | 0,099 | 1,24 | 0,075 | 2 | 0,040 | 0,506 |
| 10 | 1200,00 | 10,5 | 0,099 | 1,24 | 0,12 | 2 | 0,065 | 0,810 |
Расчет токов к.з. для точки К1
Iк1 =
, (9.5)где Х1S - суммарное сопротивление до точки к.з.
Х1S = Х1 + Х2
Х1S = 0,32 + 1,09 = 1,41
r1S = r2
r1S = 1,05
Суммарное сопротивление определяется по формуле 9.4
z1S =
= 1,76Iк1 =
= 3,42 кАОпределяем ударный ток в точке К1
(9.6)где Ку – ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Та апериодической составляющей тока к.з.
, (9.7)где w = 2×p×f = 2×p×50 = 314 – уголовая частота
= 0,004 с. 
(9.8) 
= 1,796Тогда ударный ток в точке К1 составляет:
= 5,31 кАНаибольшее действующее значение ударного тока к.з.
(9.9) 
= 3,46 кАТоки к.з. для остальных точек рассчитываются аналогично. Результаты расчетов сведены в таблицу 9.2.
Таблица 9.1 Расчет токов короткого замыкания
| Х, о.е. | r, о.е. | z, о.е. | Та, с | Ку | Iкп, кА | iу, кА | Iу, кА | |
| К1 | 1,41 | 1,05 | 1,76 | 0,004 | 1,796 | 3,42 | 8,70 | 5,16 |
| К2 | 14,01 | 1,77 | 14,12 | 0,025 | 1,673 | 4,67 | 11,05 | 6,45 |
| К3 | 14,090 | 2,762 | 14,36 | 0,016 | 1,540 | 4,60 | 10,01 | 5,78 |
| К4 | 14,109 | 2,567 | 14,34 | 0,018 | 1,565 | 4,60 | 10,18 | 5,89 |
| К5 | 14,033 | 1,988 | 14,17 | 0,022 | 1,641 | 4,66 | 10,80 | 6,28 |
| К6 | 14,074 | 2,494 | 14,29 | 0,018 | 1,573 | 4,62 | 10,27 | 5,94 |
| К7 | 14,138 | 3,304 | 14,52 | 0,014 | 1,480 | 4,54 | 9,51 | 5,49 |
При определении токов к.з. учитывается подпитка от двигателей высокого напряжения: подпитку от синхронных двигателей учитывают как в ударном, так и в отключаемом токе к.з; подпитку от асинхронных двигателей – только в ударном токе к.з.
Сверхпереходный ток синхронного двигателя определяется по выражению:
(9.10)где
- сверхпереходная ЭДС; 
- сверхпереходное сопротивление двигателя по продольной оси; 
, 
- внешние сопротивления в расчете не учитываются, так как они малы. 
(9.11)где n – число двигателей.
= 95,24 
= 0,76 кА 
= 1,96 кАМаксимальный ток подпитки от асинхронных двигателей определяется по выражению:
(9.12) 
= 227,5 АТогда с учетом подпитки от токов к.з.
- для точки К2: Iкп = Iкп сист +2×
; 
- для точки К3:
- для точки К4: Iкп = Iкп сист +
; 