Расчёт тока короткого замыкания

Короткое замыкание обуславливает аварийный режим, при котором токи в элементах схемы 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 релейной защите для расчета уставок срабатывания. Существует несколько методов математического расчета, от простого эквивалентирования схемы, до составления алгоритма построения системы линейных уравнений в матричной форме.

Методики расчета

Для математического описания электрической сети используется однопроводная схема замещения, что предполагает допущение абсолютной симметричности трехфазной системы. Следовательно, напрямую при помощи этой модели мы можем рассчитать только параметры при трехфазном, симметричном коротком замыкании в идеализированном варианте. Для расчета токов при несимметричном коротком замыкании можно использоваться метод симметричных составляющих, но об этом далее. Для начала обозначим некоторые методы расчета симметричного режима:

1. • Метод эквивалентного преобразования электрической схемы;
   • Метод наложения;
   • Непосредственное применение законов Ома и Кирхгофа для составления системы уравнений;
   • Метод контурных токов;
   • Метод узловых потенциалов.

Каждый из этих методов заслуживает определенного внимания и может быть применен в определенных условиях.

Метод эквивалентного преобразования схемы

Суть метода заключается в поэтапном преобразовании схемы к ее эквиваленту, в виде источника напряжения или тока и эквивалентному сопротивлению. С последующим разворачиванием схемы к первоначальной и разнесением значений токов по ветвям схемы и нахождения напряжения в узлах. //ВСТАВИТЬ ПРИМЕР Метод удобно использовать на маленьких и несложных схемах. Например, для нахождения токов короткого замыкания в системе собственных нужд небольшой подстанции. В сложно замкнутых, разветвлённых и крупных схемах этот метод будет слишком громоздким и несистематичным. Индивидуальный подход к эквивалентированию каждой схемы делает его неудобным для реализации алгоритмизации с целью автоматизации расчета.

Метод наложения

Метод наложения предполагает, что ток в ветви схемы равен алгебраической сумме токов от каждого из источников в отдельности. То есть расчет схемы необходимо провести такое количество раз, сколько источников напряжения и токов в схеме замещения. А способ расчета токов в ветвях от каждого источника можно выбрать любой. Этот метод целесообразно применять в качестве оптимизатора при необходимости расчета сложной сети. Например, система относительно точки короткого замывания явно разделяется на несколько участков, и вместо сложного преобразования схемы до одной эквивалентной ветви, можно сделать несколько, но более простых преобразований, а затем воспользоваться методом наложения.