Расчет тока, отключаемого выключателем

В соответствии с ГОСТ 687-78Е для выбора выключателей необходимо знать не только I ″ и i _у, но и периодическую I _пt и апериодическую i _at составляющие тока КЗ к моменту размыкания контактов выключателя.

Периодическая составляющая тока КЗ с момента возникновения КЗ начинает затухать и тем интенсивнее, чем ближе короткое замыкание к зажимам генераторов.

Периодическую составляющую I _пt для момента времени t определяют по расчетным кривым рис. 4.2.6, придерживаясь следующей последовательности расчета:

а) вычисляется отношение действующего значения периодической составляющей тока в начальный момент КЗ I _п0 (сверхпереходный ток I ″) в данном луче к номинальному току луча:

I _п0(ном)*= , I _п0(ном)*= , (4.2.26)

где I ″ по (4.2.15).

Номинальный ток луча, кА

I _{л ном}= , (4.2.27)

где S S _{л ном} – суммарная номинальная мощность источников ЭДС, МВ×А;

U _ном – номинальное напряжение ступени, где происходит КЗ, кВ.

Отношение (4.2.26) характеризует удаленность точки КЗ от источников ЭДС. При значении этого отношения менее единицы КЗ следует считать удаленным и периодическую составляющую тока КЗ принимать неизменной по амплитуде для любого момента времени, т. е.

I _пt= I _п0, I _пt= I ″. (4.2.28)

Это равенство справедливо и для луча от энергосистемы.

Если отношение (4.2.26) больше единицы, то следует определить степень изменения периодической составляющей как указано ниже:

- для найденного значения I _п0(ном) для заданного момента времени t кривыми (рис. 4.2.6) определяется отношение действующего значения периодической составляющей к начальному значению последней g_t:

g_t = , g_t = ;

- вычисляется искомое действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент времени t:

I _пt = g_t I _п0, I _пt = g_t I″;; (4.2.29)

- ток в точке КЗ в данный момент времени равен сумме токов:

I _пt = I _{п 1t} + I _{п 2t} + … + I _{п nt}.

Если ток КЗ от источников ЭДС поступает в точку КЗ через общее сопротивление (рис. 4.2.7), то необходимо выполнить преобразование схемы в n -лучевую схему таким образом, чтобы значения результирующего сопротивления и токораспределения в лучах исходной схемы остались неизменными. С этой целью определяются коэффициенты токораспределения:

С _л1= , С _л2= , С _л3= и т. д., (4.2.30)

где Х _экв*= ; Y _экв*= + + + …

 

Рис. 4.2.6. Изменение периодической составляющей тока КЗ от синхронных машин с тиристорной или высокочастотной системами возбуждения

 

Тогда результирующие сопротивления лучей определяются так:

X _1рез* = X _2рез*= и т. д., (4.2.31)

где X _рез*= X _экв+ X _об*. (4.2.32)

При КЗ на шинах генераторного напряжения (точка К2 рис. 4.2.1) ток от генератора к моменту t заметно снижается, а ток от системы практически остается прежним. Поэтому расчет общего значения периодической составляющей тока КЗ для момента времени t производится по формуле

 

а) б)

Рис. 4.2.7. Схемы замещения

а – с общим сопротивлением, б – n -лучевая схема

 

I _пt = S I _пгt + I _с ″;, (4.2.33)

где S I _пгt – суммарное значение периодических составляющих токов генераторов для момента времени t по расчетным кривым;

I _с ″;– периодическая составляющая тока от системы.

Апериодическая составляющая тока КЗ в этом случае вычисляется по формуле

i _at = , (4.2.34)

где g_аг = , g_ас = ; (4.2.35)

g_аг, g_ас – коэффициенты затухания апериодических составляющих;

T _aг, и T _ac – соответственно постоянные времени цепей генераторов и системы, вычисляемые по (4.2.22).

Расчет изменения тока от разноудаленных источников энергии не следует применять в случае точки КЗ за относительно большим сопротивлением Х _рез (за реакторами линий генераторного напряжения, за трансформаторами собственных нужд, на стороне вторичного напряжения подстанций). В этом случае расчет производится для одного луча (точки К2, К3 и К4).