Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты

В инженерной практике расчеты токов КЗ в электрических системах выполняются с целью:

• выбора уставок устройств релейной защиты и автоматики/ их наладки и проверки поведения в аварийных ситуациях, связанных с короткими замыканиями;
• проверки электрических аппаратов - выключателей, разъединителей, короткозамыкателей и т.д. - на термическую и динамическую стойкость при токах КЗ;
• определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи (дистанционные методы ОМП);
• выбора и проверки устройств грозозащиты и связи.

Широкое применение вычислительной техники (ПЭВМ)дает возможность повысить точность расчетов токов КЗ, в основном, за счет введения уточненных параметров линий электропередачи, трансформаторов и автотрансформаторов, за счет возможности учета целого ряда факторов, которые имеют место в процессе КЗ и которые не могли быть учтены при прежних практических методах расчетов.

К таким факторам относятся:

• сложные случаи взаимоиндукции на участках параллельного следования воздушных линий электропередачи,
• влияние емкостной проводимости длинных линий электропередачи (L>150 км) напряжением 330-750 кВ,
• сложные повреждения, возникающие в процессе КЗ, -переход одного вида КЗ в другой, сопровождающийся непол-нофазными режимами, а также одновременные КЗ в нескольких точках сети.

Кроме того, использование ПЭВМ позволяет быстро выполнять серийные однотипные расчеты токов КЗ в распределительных сетях 0,4-6-10 кВ, что значительно сокращает время расчетов.

Имеющиеся сегодня программы для ПЭВМ позволяют не только выполнить расчеты токов КЗ, но и рассчитать параметры устройств РЗА, т.е. фактически выполнить все основные расчеты, связанные с проектированием и эксплуатацией устройств РЗА.

В настоящее время практически все центральные службы РЗА имеют и широко используют комплекс программ Сибирского института Энергосетьпроект TK3-3000 (руководитель Черняков В.Н.) и комплекс программ Киевского института электродинамики Украины (руководитель Крылов В.А.), а также ряд других программ для расчетов токов КЗ в распределительных сетях с односторонним питанием с одновременным расчетом уставок максимальных токовых и дифференциальных защит трансформаторов и линий 0,4-35 кВ, в том числе программы, имеющиеся на кафедре нашего института.

Однако опыт работы кафедры РЗА ПЭИпк показывает, что многие службы РЗА сетевых предприятий энергосистем, электростанций , а также службы РЗА промышленных предприятий ещё не оснащены ПЭВМ или недостаточно их используют и поэтому ведут расчеты токов КЗ вручную.

Поэтому целью данного учебного пособия является содействие. обучению релейного персонала практическим методам расчетов токов КЗ, в том числе, на конкретных примерах, и одновременно обучению методике составления расчетных схем электрических сетей и подготовки исходных данных для расчетов на ПЭВМ. Знание практических методов расчета токов КЗ необходимо для того, чтобы в диалоге "человек-машина" специалист всегда находился в роли ведущего.