Расчет токов короткого замыкания и выбор уставок токовых защит

 

В тяговых сетях существует опасность того, что токи короткого замыкания могут быть соизмеримы с максимальными рабочими токами, поэтому необходимо рассчитать минимальные токи короткого замыкания для двух точек – на посту секционирования и на шинах соседней подстанции.

Расчет токов короткого замыкания производится по расчетной схеме рис. 4 и схеме замещения рис. 5

 

Расчётная схема

Рис. 4.

 

Схема замещения

 

Для точки К1 Для точки К2

 

Рис. 5.

 

Для тяговой сети постоянного тока минимальный ток короткого замыкания в точке К1:

 

, (5.1)

 

где U_d0 - напряжение холостого хода на шинах тяговой подстанции, равное 3650 В;

р - возможное снижение напряжения в первичной сети, р=0,05;

- падение напряжения в дуге в месте короткого замыкания, принимаемое равным 150-200 В;

l_k - расстояние до точки короткого замыкания, равное при расположении поста секционирования посередине L/2;

ρ – внутреннее сопротивление тяговой подстанции;

R₀ – сопротивление линии отсоса; определяется из условия, что сечение отсоса должно быть не менее трех сечений тяговой сети, а длина в пределах от 0,2 до 0,5 км;

R_П – сопротивление питающего фидера, может быть рассчитано из условия, что сечение фидера не менее сечения подвески, а длина в пределах от 0,2 до 0,5 км.

 

Внутреннее сопротивление тяговой подстанции

 

, (5.2)

где:

S_КЗ – мощность короткого замыкания на шинах высшего напряжения тяговой подстанции;

n_ПТ – число параллельно работающих понижающих трансформаторов;

u_КПТ% - напряжение короткого замыкания понижающего трансформатора;

u_КВТ% - напряжение короткого замыкания преобразовательного трансформатора;

n_ВТ – число параллельно работающих преобразовательных трансформаторов;

I_dн - номинальный ток агрегата;

U_dн - номинальное напряжение на шинах тяговой подстанции, равное 3300 В;

А – коэффициент наклона внешней характеристики агрегата, равный 0,26 для двенадцатипульсовых схем выпрямления;

n_В – число параллельно работающих выпрямительных агрегатов;

 

 

(А)

 

При коротком замыкании в точке К2 отключится фидер подстанции Б3 и место КЗ будет питаться по трем фидерам. В этом случае минимальный ток короткого замыкания можно определить по формуле:

 

(5.3)

 

где Rк – общее сопротивление до точки КЗ.

 

(5.4)

(5.4)

(5.4)

 

(А)

 

На постоянном токе уставка быстродействующего выключателя фидера тяговой подстанции должна соответствовать условию:

 

 

Уставка быстродействующего выключателя поста секционирования должна соответствовать условию:

 

 

Очевидно, что вышеприведённые условия при таких токах уставок выполняются.