Просмотр исходного текста страницы Расчёт тока короткого замыкания

[[Короткое замыкание]] обуславливает аварийный режим, при котором токи в элементах электрической сети могут значительно превышать нормальные. При этом возрастает термическая и динамическая нагрузка первичное оборудование системы. Длительное воздействие токов короткого замыкания может привести к повреждению оборудования. Поэтому первичное оборудование выбирается исходя из максимально возможного тока короткого замыкания, протекающего через выбираемый элемент. Значение тока так же используется в [[Релейная защита|релейной защите]] для расчёта уставок срабатывания. Существует несколько методов математического расчёта, от простого эквивалентирования схемы, до составления алгоритма построения системы линейных уравнений в матричной форме.

= Основные допущения при расчёте токов короткого замыкания =
Задача расчёта токов в элементах схемы при замыкании в системе похожа на расчёт нормального установившегося режима. Это позволяет использовать те же методы, но с некоторыми изменениями. Для начала определим задачу, что есть короткое замыкание:

# Это '''аварийный''' режим, проще говоря авария. При котором просиходит электрическое соединение двух точек номинально разгоного потенциала, не предусмотренного ни одним из нормальных режимов.
# Это аварийный '''режим'''. При котором изменяются велечины напряжений в узлах и токов по ветвям.
# Переход из нормального в режим которткого замыкания, как и любое другое изменение режима, сопровождается переходным процессом. Но, поскольку, изменения значитальны, апереодические составляющие токов значитальны в первые несколько периодов после возникновения аварии.

В реальных условиях работы электрической сети приходится учитывать вероятность возникновения аварийного события. При котротком замыкании значительно увеличивается токовая нагрузка на отдельные элементы схемы. Так что при выборе оборудования необходимо учитывать наибольший возможный ток короткого замыкания и его время протекания. И чем быстрее короткое замыкание будет нейтрализованно, тем меньше вероятность поломок отдельных элементов схемы и наружения динамической устойчивости системы. 

Основные допущения при расчёте токов короткого замыкания:

# Отсутствуют качания [[генератор]]ов, то есть при коротком замыкании все генераторы работают синхронно. Данное допущение вносит минимальную погрешность при длительности короткого замыкания <math>t \le 0.5 </math> c. В этом случае [[Переходный режим (процесс)|переходный процесс]] можно считать полностью [[Электромагнитный переходный процесс|электромагнитным]]. При длительности <math>0.5 \le t \le 3 </math> с процесс можно считать квазиэлектромагнитным. В этом случае необходим учёт погрешности в расчётах токов короткого замыкания по причине неучёта изменения частоты вращения [[генератор]]ов, особенно при близких коротких замыканий к шинам генератора. При длительностях <math>t \ge 3 </math> с расчёт токов короткого замыкания следует вести в рамках электромеханического переходного процесса. В этом случае, неучёт механического состояния генераторов может привести к грубым ошибкам в расчётах.
# Все элементы [[Электрическая сеть|электрической сети]] линейны (не учитывается насыщение магнитных систем).
# Приближённый учёт [[Нагрузка|нагрузок]]. Все нагрузки представляются в виде постоянных сопротивлений.
# В случае ручного расчёта, можно не учитывать при расчёте тока короткого замыкания активное сопротивление элементов схемы замещения [[Электрическая сеть|электрической сети]], только в случае если выполняется условие: <math>\frac{R}{X}<\frac{1}{3} </math>. Учёт активного сопротивления выполняется только при оценке степени затухания апериодических составляющих токов короткого замыкания.
# Пренебрежение распределённой ёмкостью [[Линия электропередачи|линий электропередачи]], за исключением исследования длинных линий (более 300 км) и линий с [[Режимы работы нейтрали электроустановок|изолированной и резонансно-заземлённой нейтралью]].
# Все элементы [[Электрическая сеть|электрической сети]] симметричны, за исключением места повреждения.
# Ток намагничивания [[трансформатор]]ов не учитывается.

Данные допущения приводят к погрешностям не превышающим 2-5 % (в оговоренных случаях погрешности могут достигать 10 %).

Для математического описания электрической сети используется однопроводная схема замещения, что предполагает допущение абсолютной симметричности трёхфазной системы. Следовательно, напрямую при помощи этой модели можно рассчитать только параметры при трехфазном, симметричном коротком замыкании в идеализированном варианте. Для расчёта токов при несимметричном коротком замыкании можно пользоваться [[метод симметричных составляющих|методом симметричных составляющих]].

= Использованные источники =

# ГОСТ 27514-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчёта в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.
# ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчёта в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.
# IEC 60909 Short-circuit currents in three-phase a.c. systems.
# РД 153-34.0-20.527-98 Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования.

[[Категория:Короткие замыкания]]