Методы расчета токов кз в распредсетях - Влияние нагрузки на величину тока короткого замыкания

На величину короткого замыкания может значительное влияние оказывать нагрузка. Рассмотрим схему, приведенную на рис. 16,а, в которой за сопротивлением r1л между источником питания и точкой к. з. включена нагрузка zн. В этом случае, очевидно, по сопротивлению z1л будет проходить суммарный ток, определяемый нагрузкой и коротким замыканием. Складывая параллельно сопротивления zн и r2л и определив их суммарное сопротивление, можно рассчитывать

Рис. 16. Схема для определения влияния нагрузки на величину тока короткого замыкания.

Следовательно, ток, проходящий в месте к. з., с учетом нагрузки будет меньше, чем при расчете, выполненном без учета нагрузки. Чем меньше сопротивление нагрузки, тем меньше ток в месте к. з.
Для учета нагрузки при расчетах токов к. з. ее сопротивление может быть определено по следующему выражению:

(45)

 Кратковременные толчки нагрузки, например при массовом пуске электродвигателей или в цикле АПВ, не учитываются. Коэффициент мощности нагрузки условно принимают равным 0,8; соsϕ=0,8.

Поскольку при выборе уставок релейной защиты обычно требуется знать две величины тока короткого замыкания: максимальную и минимальную, расчет производится дважды. Расчет без учета нагрузки дает максимальное значение тока короткого замыкания в месте короткого замыкания и минимальное значение тока от источника питания. Расчет с учетом полной нагрузки дает минимальную величину тока в месте к. з. и максимальную величину тока от источника питания. Поскольку нагрузка в распределительных сетях подключена во многих точках, точно учесть ее при расчетах токов к. з. невозможно. В то же время полностью пренебречь влиянием нагрузки на величину тока короткого замыкания нельзя, ибо это может вызвать серьезные ошибки. Поэтому нагрузку при расчетах учитывают условно. Вся нагрузка заменяется сопротивлением постоянной величины zн, подключенным непосредственно к шинам подстанции, питающей рассматриваемую сеть, как показано на рис. 16,б.
Поскольку сложение двух параллельно включенных полных сопротивлений имеющих разные углы, сравнительно сложно, при расчете токов к. з. с учетом нагрузки в распределительных сетях 6—10 кВ можно принимать, что. Это допущение вносит незначительную погрешность, что подтверждается характеристиками, построенными на рис. 17. Уголнагрузки при =0,8-0,9 мало отличается от угладля воздушных линий, выполненных сталеалюминиевыми и алюминиевыми проводами небольших сечений (25—50 мм²). Поэтому эквивалентное сопротивление линии и нагрузки zэ можно определять по выражению

(48)
Активное и индуктивное сопротивления нагрузки определяются по выражениям:
(46)
(47)

Если рассматриваемая сеть 6—10 кВ питается от понизительной подстанции 35/6—10 кВ, в свою очередь питающейся по линиям 35 кВ, то приближенно можно считать, что угол ϕс определяется в основном сопротивлениями линий 35 кВ и поэтому достаточно близок к углу ϕн. В этом случае сопротивления zc и zэ складываются арифметически.

Если рассматриваемая сеть питается от шин мощной понизительной подстанции 110/6—10 кВ, то обычно величина zc очень мала. Так, для сетей 6—10 кВ, питающихся от трансформаторов 110/6—10 кВ мощностью 10— 20 Мва и более, величина zc обычно колеблется в пределах 0,5—1,5 Ом. Таким сопротивлением обычно можно пренебречь, считая его равным нулю. Тогда шины, питающие рассматриваемую сеть, окажутся шинами системы бесконечной мощности. При этом следует иметь в виду, что в случае подключения сопротивления нагрузки к шинам системы бесконечной мощности она не будет оказывать влияния на ток к. з. В таких случаях расчет можно вести, не учитывая нагрузки.

Величина

Разница составляет около 50%. В данном случае увеличение тока, проходящего через трансформаторы, из-за влияния нагрузки может нарушить селективность действия защит линии и трансформаторов.