Розрахунок струмів короткого замикання (КЗ) здійснюється за методикою, передбаченою ГОСТ 28249–93 [12]. Стандартом встановлено методику розрахунків максимальних і мінімальних значень струму при симетричних і несиметричних КЗ, види яких визначені відповідно до ГОСТ 26522–85. Методика призначена для розрахунку струмів КЗ, необхідних для вибору і перевірки електрообладнання по умовам КЗ, для вибору комутаційних апаратів, уставок релейного захисту і заземлювальних пристроїв згідно ПУЕ. Величини, що підлягають визначенню і допустимі погрішності їх розрахунку залежать від вказаних вище цілей.

Розрахунку для вибору и перевірки електрообладнання по умовам КЗ підлягають:

1) начальне значення періодичної складової струму КЗ;

2) аперіодична складова струму КЗ;

3) ударний струм КЗ;

4) дійсне значення періодичної складової струму в довільний момент часу, аж до розрахункового часу розмикання ушкодженого ланцюгу.

При розрахунках струмів КЗ в електроустановках напругою до 1 кВ слід враховувати:

1) індуктивні опори всіх елементів короткозамкненого ланцюга, включаючи силові трансформатори, провідники, трансформатори струму, реактори, струмові котушки автоматичних вимикачів;

2) активні опори елементів короткозамкненого ланцюга;

3) активні опори різних контактів і контактних з’єднань;

4) значення параметрів синхронних і асинхронних двигунів.

При розрахунках струмів КЗ допускається:

1) максимально спрощувати і еквивалентировати всю зовнішню мережу по відношенню до місця КЗ і індивідуально враховувати тільки автономні джерела електроенергії і електродвигунів, що безпосередньо примикають до місця;

2) не враховувати струм намагнічування трансформаторів;

3) не враховувати насищення магнітних систем електричних машин;

4) не враховувати вплив асинхронних електродвигунів, якщо їх сумарний номінальний струм не перевищує 1,0 % начального значення періодичної складової струму в місці КЗ, розрахованого без врахування електродвигунів.

Струм КЗ електроустановках напругою до 1 кВ рекомендується розраховувати в іменованих одиницях. У схемі заміщення параметри елементів розрахункової схеми належить привести до ступеня напруги мережі, на якої знаходиться точка КЗ.

Послідовність розрахунку струмів короткого замикання наступна:

1) відповідно до принципової схеми обираємо умови розрахунку;

2) складаємо розрахункову та схему заміщення; обчислюємо параметри її елементів;

3) вибрати метод розрахунку струму КЗ;

4) здійснюємо розрахунок;

5) оцінюємо одержані результати.

Відповідно до цільового призначення розрахунку встановлюємо розрахункові умови короткого замикання для аналізованого елемента СЕП.

Розрахункові умови КЗ – найбільш складні, але достатньо важливі, в яких може опинитися елемент електроустановки через різні види коротких замикань. До сукупності первинних характеристик розрахункових умов входять розрахункові: схема, вид струму КЗ, а також точка (місце), вид і тривалість КЗ.

Розрахункова схема електроустановки – це схема з'єднань елементів СЕП, де існують розрахункові умови КЗ для елемента, що розглядається, або іншого завдання. При виборі розрахункової схеми слід ураховувати передбачені для даної електроустановки умови її усталеної роботи і не зважати на короткочасні зміни схеми, не передбачені для сталої експлуатації (наприклад, під час перемикань).

Розрахункова схема містить реальні елементи (на різних ступенях напруги) з електромагнітними зв'язками, опорами втрат і розсіювання.

З можливістю застосування методів теорії електричних кіл у розрахунках струмів КЗ схему СЕП слід подавати у вигляді електричного контуру. При цьому вважають, що КЗ – симетричне і перехідний процес аналізується в одній фазі.

Для того, щоб була можливість застосування методів теорії електричних кіл у розрахунках струмів КЗ, схему СЕП слід подавати у вигляді електричного контуру. Для цього здійснюють перехід від розрахункової схеми до схеми заміщення, суть якого – в заміні окремих елементів електричними еквівалентами, з'єднаними у такій же послідовності.

Особливістю розрахунків струмів КЗ в електроустановках напругою до 1 кВ, крім зазначених нижче, є находження, як правило, всіх елементів короткозамкненого кола на одному ступені напруги, що позбавляє необхідності приводити значення еквівалентів схеми заміщення до цього ступеню.

Розрахункові місця КЗ визначають на основі принципової схеми. Такими місцями мають бути точки КЗ, що знаходяться поблизу споживачів, обладнання та елементи мережі (шини РУ, РП тощо), в яких встановлюють апаратуру, яку слід перевіряти на дію струмів КЗ.

Методика розрахунку начального діючого значення періодичної складової струму короткого замикання залежить від способу електропостачання – від енергосистеми або від автономного джерела.

Місце КЗ в електроустановках напругою до 1 кВ в більшості систем електропостачання промислових підприємств характеризується як значно електрично віддалене від джерел електроенергетичної системи, Установлена потужність цих електроустановок звичайно помітно перевищує споживану. В цьому випадку на стороні низької напруги знижувальних трансформаторів амплітуду періодичної складової струму КЗ від енергосистеми можна вважати незмінною. Ці ознаки обґрунтовують припущення, що електроустановки напругою до 1 кВ промислових підприємств увімкнені до джерела необмеженої потужності через еквівалентний індуктивний опір .

4.4.1 Розрахунок опорів елементів мережі