В практических методах расчета приняты следующие основные допущения:
- не учитывается качание генераторов. Качание генераторов сопровождается увеличением угла между э. д. с. параллельно работающих генераторов, поэтому принятое допущение приводит к увеличению расчетных токов короткого замыкания;
- не учитываются емкостные сопротивления между проводниками короткозамкнутых цепей ввиду того, что пренебрежение ими практически не искажает результатов расчета;
- не учитывается возможная несимметрия трехфазной системы. Для трехфазных коротких замыканий это условие не вызывает погрешности в расчетах. При несимметричных коротких замыканиях симметрия системы будет зависеть от мощности генераторов и удаленности места короткого замыкания. Для современных мощных систем с нарушением симметрии можно не считаться.
Электрическая цепь при коротком замыкании может состоять из генераторов, трансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий (рис. 15-1).
Параметры линейных элементов цепи короткого замыкания при отсутствии более точных данных принимаются следующие: для одноцепной воздушной линии 6—220 кВ — 0,4 Ом/км;
для трехжильных кабелей 6—10 кВ — 0,08 Ом/км;
для трехжильных кабелей 35 кВ — 0,12 Ом/км.
Величинами активных сопротивлений на практике пренебрегают, так как они составляют менее 1/3 индуктивных сопротивлений. Исключение составляют лишь протяженные воздушные и кабельные линии.
Для вычисления тока короткого замыкания необходимо знать напряжение источника питания и суммарное сопротивление всех элементов до места короткого замыкания. Но напряжения отдельных звеньев цепи различны, поэтому суммировать сопротивления без приведения их к эквивалентным параметрам нельзя.
Для вычисления эквивалентных сопротивлений входящие в расчет величины могут быть выражены в именованных единицах (киловольты, килоамперы, омы) или в относительных единицах.
В неразветвленных сетях и в установках низкого напряжения чаще применяются именованные единицы. В разветвленных высоковольтных сетях способ относительных единиц дает большие преимущества.
§ 18. Трехфазное короткое замыкание в цепи генераторов без автоматического и с автоматическим регулированием напряжения
Короткое замыкание в генераторе без автоматического регулирования возбуждения (без АРВ) отличается от ранее рассмотренного к. з. в системе с неограниченной мощностью тем, что периодическая составляющая тока к. з. in здесь не остается неизменной (см. рис. 17-2), а затухает с течением времени (рис. 18-1).
Рис. 18-1. Изменение токов к. з. в цепи генератора без автоматического регулятора возбуждения
Это объясняется тем, что ток возбуждения генератора в процессе короткого замыкания остается неизменным, а вследствие отстающего тока к. з. (φκ≈90°) в статоре этим током создается продольный магнитный поток реакции, направленный против потока возбуждения генератора. В результате э. д. с. генератора и периодический ток к. з. снижаются.
Индуктивность обмоток генератора не позволяет измениться току мгновенно, поэтому при сверхпереходном режиме (t=0) значения сверхпереходных токов периодической и апериодической составляющих будут такими же, как и в системе с неограниченной мощностью. Поэтому вычисление ударного тока к. з. iy и действующего тока к. з. за первый период (Iу) производится по тем же формулам, что и для системы с неограниченной мощностью.
Установившийся режим короткого замыкания в генераторе и линии наступает после исчезновения апериодического тока. При коротком замыкании на зажимах генератора продолжительность переходного процесса равна примерно 4 сек.
Рис. 18-2. Изменение тока к. з. в цепи генератора с автоматическим регулятором возбуждения
Короткое замыкание в генераторе с автоматическим регулированием возбуждения в начальный период протекает так же, как и в генераторе без АРВ, поскольку устройства АРВ обладают некоторым собственным временем действия. С момента возникновения форсированного возбуждения э. д. с. генератора возрастает и достигает определенного установившегося значения. В соответствии с этим и периодическая слагающая тока к. з. с момента форсировки возбуждения возрастает и достигает установившегося значения (рис. 18-2).
Аналогично предыдущему, вычисление ударного тока iу и действующего тока Iу производится так же, как и в системе с неограниченной мощностью.
§ 19. Влияние удаленности места короткого замыкания
По мере удаленности места короткого замыкания от генераторов увеличивается результирующее сопротивление, уменьшается ток к. з. и уменьшается влияние короткого замыкания на генератор.
Удаленной точкой короткого замыкания называют такую точку электрической цепи, в которой при коротком замыкании э. д. с. генераторов практически не изменяется.
Периодический ток к. з. в удаленной точке не изменяется во всем интервале от 0 до ∞, поэтому можно написать 
.
Поскольку апериодическая составляющая тока к. з. зависит от соотношения индуктивного и активного сопротивлений в цепи, то удаленность точки короткого замыкания, по существу, не влияет на величину и форму апериодического тока.
Общий вид изменения периодического тока к. з. в зависимости от удаленности точки короткого замыкания, влияющей на результирующее сопротивление, изображено на рис. 19-1.
При коротком замыкании вблизи генератора с АРВ (кривая 1)
При отсутствии АРВ эта разница еще больше возрастает (кривая 2).
Рис. 19-1. Изменение действующего тока к. з. в зависимости от удаленности точки короткого замыкания
Короткое замыкание в некотором удалении от генератора с АРВ создает сначала уменьшение, а затем увеличение периодического тока (кривая 3). Но в этом случае все-таки
Если точка к. з. еще более удаляется и ток к. з. уменьшается, то может возникнуть такое положение, когда форсировка возбуждения генератора приводит к чрезмерному увеличению э. д. с. В этом случае
(кривая 4).
Наконец, удаленная точка короткого замыкания не вызывает снижения э. д. с. генератора, устройство АРВ не приходит в действие и
(кривая 5).