Схеми шахтного електропостачання в багатьох випадках мають складні розгалужені структури. Розрахунки струмів КЗ в них потребують значної тру-доємкості. Для її зниження виконується автоматизація розрахунків за допомо-гою програми розрахунку на ПЕОМ.
На електротехнічному факультеті ДонНТУ розроблено ряд програм по розрахунку струмів КЗ, але вони не можуть бути безпосередньо використані в шахтних мережах у зв'язку з їх відмінностями в порівнянні зі схемами інших промислових підприємств (застосування інших номінальних напруг, режимів роботи нейтралей мереж та інше).
Програма розрахунку струмів КЗ створена в середовищі пакету автомати-зації математичних розрахунків MathCAD. Розрахунок струмів КЗ виконується методом вузлових потенціалів у матричній формі за наступним алгоритмом:
- автоматично за допомогою функції користувача формується матриця зв'язку "гілка - вузол" на підставі використання даних про початкові і кінцеві номери вузлів, з якими пов'язана гілка;
- за даними векторів гілок і створеної матриці зв'язку формуються матриці вузлових провідностей;
- для заданого вузла розрахункової схеми у діагональний елемент матриці вузлових провідностей заносяться параметри шунта КЗ;
- виконується обернення матриці вузлових провідностей;
- визначається періодична складова сумарного струму КЗ, ударний струм КЗ, його тепловий імпульс та інші параметри.
Розрахунки струмів КЗ виконуються для двох режимів: максимального та мінімального. Перший з них необхідний для вибору й перевірки обладнання та струмопроводів на термічну й динамічну стійкість, а другий для перевірки чут-ливості пристроїв релейного захисту й автоматичних вимикачів.
Все це в матричній формі запису дозволяє виконувати розрахунки в схе-мах різної конфігурації. Оскільки розрахункова схема складається з високово-льтної (джерела живлення схеми, ГПП, кабельні лінії до підземних підстанцій та трансформаторних пунктів) та з низьковольтної частини (кабельні лінії до споживачів та самі споживачі) для її розрахунку прийнято метод наближеного приведення в іменованих одиницях з врахуванням активних опорів всіх елемен- тів схеми. Врахування активних опорів дозволяє не лише підвищити точність розрахунку, але й автоматизовано отримати постійні часу затухання аперіодич-них складових струмів КЗ, що дозволяє автоматизувати знаходження цієї скла-дової, а також ударного значення струмів КЗ та його теплового імпульсу.
Структурно програма складається з розрахункового модуля та інформацій-ного оточення, до складу якого входять бази символьних даних обладнання (СБД) та матриці гілок розрахункової схеми. Ці матриці розміщуються в окре-мих файлах, що дозволяє по одній ї тій же програмі вести розрахунки для різ-них шахт, змінюючи в розрахунковому модулі лише посилання на відповідний файл.
СБД разом із програмами їх обробки також розташовані в окремих файлах. СБД створено для кабелів, трансформаторів, асинхронних двигунів. Вони ма-ють закриту структуру і можуть редагуватися адміністраторами або відповіда-льними за СБД.
Для розрахунку розгалужених шахтних мереж передбачено емуляцію пе-ремикань окремих гілок схеми, що дозволяє для однієї й тієї ж розрахункової схеми виконати розрахунки струмів КЗ в різноманітних режимах її роботи: но-рмальних, аварійних, ремонтних та інших.
Структурна схема програми приведена на рис.1
Рисунок 1- Структурна схема розрахунку струмів КЗ