Б. Н. Абрамович, Д. А. Устинов

6.2. Источники питания места КЗ

Основными источниками питания места КЗ являются турбо- и гидрогенераторы электростанций. В качестве дополнительных генерирующих источников рассматривают синхронные компенсаторы и электродвигатели напряжением свыше 1000 В, если они непосредственно связаны с местом КЗ кабельными линиями, токопроводами или через линейные реакторы. Подпитывающее действие электродвигателей учитывается только в начальный момент КЗ.

В зависимости от характера изменения напряжения источника питания изменяется процесс протекания КЗ. Различают следующие три характерных случая КЗ:
 при питании от энергосистемы;
 при питании от генератора без автоматического регулирования тока возбуждения (АРВ);
 при питании от генератора с АРВ.
6.3. Трехфазное симметричное КЗ
при питании от энергосистемы

Под термином энергосистема или энергетическая система понимают мощный источник питания, напряжение на шинах которого постоянно при любых изменениях режима сети: сбросах-набросах нагрузки, перегрузке или КЗ в СЭС.

Внутреннее сопротивление энергосистемы много меньше сопротивления цепи КЗ в пределах СЭС. Как правило, процессы при КЗ в СЭС промышленных предприятий могут рассматриваться при условии, что источником электроснабжения является энергосистема.
Рассмотрим процесс протекания трехфазного симметричного КЗ в цепи (рис.6.5).
Как известно из курса ТОЭ, мгновенное значение тока трехфазного симметричного КЗ определяется из выражения
, (6.5)

где и  периодическая и апериодическая составляющие тока трехфазного симметричного КЗ; U_m – амплитуда фазного напряжения источника;   угловая частота; t – текущее время; ₁ – угол сдвига фаз между напряжением и током, ; R₁, X₁ – активное и реактивное сопротивление прямой последовательности цепи СЭС (в дальнейшем упоминания о последовательности опускаются); Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, .

При КЗ угол ₁ приближается к 90. Максимальная величина тока I⁽³⁾ будет иметь место при t = 0,01 с и  = k, где k = 0, 1, 2, …, если КЗ возникает в момент, когда напряжение переходит через нулевое значение (рис.6.6).
Максимальная величина модуля тока I⁽³⁾ называется ударным током КЗ:
, (6.6)


t

I

U

U,I

I⁽³⁾





Рис.6.6. Характер переходного процесса при трехфазном
симметричном КЗ и питании от энергосистемы



0,02 с


где I⁽³⁾ – действующее значение периодической составляющей тока КЗ; k_у – ударный коэффициент, в электроустановках напряжением выше 1000 В k_у = 1,81,3, до 1000 В k_у = 1,01,3.
Для гарантированного определения максимальной величины i_у значение Т_а принимают равным 0,05 с. При таком допущении
, (6.7)
Действующее значение ударного тока
, (6.8)
где .
Максимальная величина ударного тока
(6.9)