Расчёт токов короткого замыкания в электрических системах: учебное пособие

Ю.В. Коровин, Е.И. Пахомов, К.Е. Горшков. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. - 114 с.

Учебное пособие предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся по направлению 140400 - «Электроэнергетика и электротехника», а также на специальностях «Электрические станции», «Электроэнергетические системы и сети», «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем».

Изложены практические методы расчёта токов трёхфазного и несимметричных коротких замыканий в электрических системах напряжением свыше 1000 В в соответствии с ГОСТ Р 52735-2007 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчёта...». Рассмотрены основы и порядок расчёта в системе относительных единиц, метод симметричных составляющих, особенности параметров и формирования схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей, правило эквивалентности прямой последовательности. Приведены примеры выполнения расчётов токов короткого замыкания, в том числе и с использованием специализированной программы ТоКо. В приложениях представлены полезные для проведения расчётов справочные материалы.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................... 3

Глава 1. РАСЧЁТ ТОКА ПРИ ТРЁХФАЗНОМ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ

1.1. Общее представление о характере тока короткого замыкания.................................. 4

1.2. Основные допущения и порядок расчета........................................................................ 9

1.3. Приведение сопротивлений к основной ступени напряжения................................. 10

1.4. Система относительных единиц...................................................................................... 13

1.5. Выражения для определения ЭДС и сопротивлений элементов

расчетной схемы и приведения их к базисным условиям......................................... 15

1.6. Расчет действующего значения периодической составляющей

тока короткого замыкания в начальный момент времени......................................... 19

1.7. Расчет апериодической составляющей тока короткого замыкания

в произвольный момент времени и ударного тока...................................................... 20

1.8. Расчет действующего значения периодической составляющей

тока короткого замыкания в произвольный момент времени................................... 23

1.9. Учет влияния электродвигателей при расчете тока

трехфазного короткого замыкания................................................................................. 24

1.10. Особенности расчета токов короткого замыкания

в системах собственных нужд электростанций......................................................... 32

Глава 2. РАСЧЁТ ТОКА ПРИ НЕСИММЕТРИЧНЫХ КОРОТКИХ

ЗАМЫКАНИЯХ............................................................................................................. 35

2.1.  Метод симметричных составляющих............................................................................ 35

2.2.  Виды несимметричных коротких замыканий и их анализ......................................... 40

2.3.  Правило эквивалентности прямой последовательности........................................... 49

2.4.  Параметры элементов электрических систем для схем замещения

разных последовательностей........................................................................................... 50

2.5.  Схемы замещения отдельных последовательностей................................................. 62

2.6.  Порядок расчёта токов несимметричных коротких замыканий.............................. 64

2.7.  Расчёт токов несимметричных коротких замыканий в произвольной ветви........ 66

Глава 3. ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

3.1.  Расчет тока при трёхфазном коротком замыкании..................................................... 71

3.2.  Расчет токов при однофазном и двухфазном коротких замыканиях...................... 83

3.3.  Программа ТоКо и её применение для расчета токов коротких замыканий......... 92

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК......................................................................................... 98

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Схемы замещения элементов электрических систем............................... 99

Приложение 2. Расчётные выражения для определения сопротивлений

элементов электрических систем............................................................................................ 102

Приложение 3. Приведенные параметры элементов схемы замещения в системе

относительных единиц при средних коэффициентах трансформации........................... 104

Приложение 4. Выражения для преобразования схем замещения................................. 106

Приложение 5. Типовые кривые.............................................................................................. 107

Приложение 6. Параметры характерных ветвей электрических систем........................ 111

Приложение 7. Параметры элементов комплексной нагрузки.................................... 113