Calculul curentilor de scurtcircuit

CALCULUL CURENTILOR DE SCURTCIRCUIT

Metoda folosita este cea a unitatilor absolute in retelele de joasa tensiune. Deoarece impedantele generatoarelor si ale retelelor de inalta tensiune sunt mai mici in raport cu impedantele transformatoarelor din statie si ale retelei de joasa tensiune, valoarea eficace a curentului permanent de scurtcirciut se poate considera constanta. In cadrul acestor retele apar doua tipuri de scurtcirrcuite in functie de pozitia punctului de scurtcircuit in raport cu sursa (fig. 1.): scurtcircuit apropiat care apare la inceputul retelei (k_a)si scurtcircuit departat care apare la bornele receptoarelor (k_d). Valorile obtinute ale curentilor de scurtcircuit se folosesc la verificarea stabilitatii termice si dinamice a aparatelor de comutatie si protectie (curentii de scurtcircuit apropiat) si a sensibilitatii protectiilor (curntii de scurtcircuit departat). In functie de tipul scurtciruitului in retelele cu neutrul legat direct la pamant, curentii se calculeaza cu relatiile:

pentru scurtcircuitul trifazat (1)

pentru scurtcircuitul bifazat (2)

, pentru scurtcircuitul monofazat

unde

, este impedanta unei faze a retelei de la sursa (transformator) pana la punctul de scurcircuit,

este impedanta echivalenta de succesiune homopolara (in unele cazuri se poate considera egala cu impedanta prizei de legare la pamant si a conductorului de nul).

Valoarea maxima a curentului apare in cazul scurtcircuitului trifazat apropiat si se utilizeaza pentru verificarea stabilitatii termice si electrodinamice si a capacitatii de rupere. Pentru verificarea sensibilitatii protectiilor se vor utiliza sau dupa caz (in functie de valoarea minima), calculate in regim minim, pentru scurtcircuit departat.

Pentru transformatorul tip TTU 630 kVA, 20/0,4 kV din statia de transformare, curentii de scurtcircuit se calculeaza astfel:

Fig. 1. Schema electrica de distributie cu energie electrica a instalatiei de forta (a)

Schema echivalenta pentru calculul curentilor de scurtcircuit (b)

1. Calculul curentilor de scurtcircuit in punctul K₁

Calculul curentului de scurtcircuit trifazat

(4)

unde:

U_nk - tensiunea nominala (U_nk=20KV)

Z_k-impedanta de scurtcircuit

(5)

Ω (6)

Deci: 

A (7)

A=0,304 kA (8)

Rezistenta de scurtcircuit a transformatorului raportata la tensiunea primara se calculeaza cu relatia:

(9)

Ω (10)

Reactanta de scurtcircuit transformatorului se determina cu relatia:

Ω (11)

Ω (12)

Contanta de timp la scurtcircuit a transformatorului se determina astfel:

s (13)

s (14)

Coeficientul de soc se calculeaza cu relatia

(15)

Se adopta  s (16)

Deci

(17)

Curentul de soc se determina relatia:

kA (18)

Calculul curentului de scurtcircuit bifazat

Se considera un scurtcircuit net intre fazele S si T. Astfel vom avea

(19)

Ω (20)

A (21)

Calculul curentului de scurtcircuit monofazat

Se considera un scurtcircuit pe faza R.

Curentul de scurtcircuit se determina astfel:

(22)

Ω (23)

A (24)

2.Calculul curentilor de scurtcircuit in punctul K₂

Calculul curentului de scurtcircuit trifazat va fi dat de relatia:

(25)

unde:

U_nk - tensiunea nominala (U_nk=0,4KV)

(25)

Ω (26)

Deci: 

A (27)

kA (28)

Rezistenta de scurtcircuit a transformatorului raportata la tensiunea primara se calculeaza cu relatia:

(29)

Ω (30)

Reactanta de scurtcircuit transformatorului se determina cu relatia:

Ω (31)

Ω (32)

Contanta de timp la scurtcircuit a transformatorului se determina astfel:

s (33)

s (34)

Coeficientul de soc se calculeaza cu relatia

(35)

Se adopta  s (36)

Deci

(37)

Curentul de soc se determina relatia:

kA (38)

Calculul curentului de scurtcircuit bifazat

Se considera un scurtcircuit net intre fazele S si T. Astfel vom avea:

(39)

Ω (40)

A (41)

kA

Calculul curentului de scurtcircuit monofazat

Se considera un scurtcircuit pe faza R.

Curentul de scurtcircuit se determina astfel:

(42)

Ω (43)

A (44)

kA