Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) необходим для проверки выбранного электрооборудования, коммутационных аппаратов, выбора уставок релейной защиты.

Для выбора и проверки электрооборудования по условиям КЗ необходимо рассчитать:

1) начальное значение периодической составляющей тока КЗ;

2) апериодическую составляющую тока КЗ;

3) ударный ток КЗ.

При расчетах токов КЗ необходимо учитывать:

1) индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи;

2) активные сопротивления элементов КЗ цепи;

3) активные сопротивления различных контактов и контактных соединений;

4) активное сопротивление электрической дуги в месте КЗ (при учете сопротивления дуги получается минимальное значение тока КЗ).

Расчёт токов короткого замыкания в сетях переменного тока напряжением до 1 кВ выполняется в именованных единицах, при этом учитываются как активные, так и индуктивные сопротивления. При расчётах используются параметры предварительно выбранных автоматических выключателей.

Расчёт начинается с составления расчетной схемыс нанесением на ней точек КЗ. Расчётная схема представлена на рисунке 8.

Затем составляется схема замещения, на которой указываются активные и реактивные сопротивления в мОм, приведенные к ступени напряжения сети точки КЗ. Схема замещения прямой последовательности представлена на рисунке 9, нулевой – на рисунке 10.

Расчет параметров схемы замещения.

Эквивалентное индуктивное сопротивление энергосистемы, приведенное к ступени НН, мОм,

,                                            (2.96)

 

гдеU_ср.НН – среднее напряжение ступени НН трансформатора, кВ;

U_ср.ВН – среднее напряжение ступени ВН, к которой подключен трансформатор, кВ;

I_кз –ток трехфазного короткого замыкания на шинах РУ 10 кВ, кА;

 

 = .

Активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности силового трансформатора по /2/,

 = 3, 4,

 = 13, 5.

Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора по /2/,

= 3, 4,

 = 13, 5.

 

Рисунок 8 – Расчетная схема

 

 

Рисунок 9 – Схема замещения прямой последовательности

 

 

Рисунок 10 – Схема замещения нулевой последовательности

 

Активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности кабелей, мОм,

 

,                                        (2.97)

где - погонное активное сопротивление прямой последовательности кабелей /2/;

l – длина кабельной линии, м;

n- количество кабелей в соответствии с таблицами;

 

,                                   (2.98)

где - погонное индуктивное сопротивление прямой последовательности кабелей /2/,

 

Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности кабелей, мОм,

 

,                                                  (2.99)

 

,                                                (2.100)

где , - погонные активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности кабелей по /2/,

 

Активные и индуктивные сопротивления прямой последовательностипроводов, мОм,

 

,                                        (2.101)

где -  удельное сопротивление провода по /2/,

l – длина провода, м;

 

, (2.109)

где -  удельное сопротивление провода по /2/,

 

Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности проводов, мОм,

 

,                                                  (2.102)

 

.                                               (2.103)

 

Пример расчета для линии КТП – СП1 (КЛ 1):

 

;

 

.

 

,

 

.

 

Сопротивления остальных кабельных линий рассчитывается аналогично. Результаты расчета приводятся в таблице 2.20.

 

Таблица 2.20 – Активные и индуктивные сопротивления кабельных линий (проводов)

 

Линия	N	Марка кабеля	l, м	, мОм	, мОм	, мОм	, мОм
KЛ1	1	АВВГ 3х35+2х16	13	0, 02	0, 00	0, 03	0, 01
KЛ2	1	АВВГ 3х95+2х50	26, 7	0, 02	0, 00	0, 07	0, 02
KЛ3	1	АВВГ 3х50+2х25	23, 8	18, 30	1, 57	58, 29	22, 59
KЛ4	1	АВВГ 3х120+2х70	43, 7	13, 98	2, 80	67, 30	23, 82
KЛ5	1	АВВГ 3х16+2х10	67, 5	162, 00	5, 67	296, 33	105, 17
KЛ6	1	АВВГ 3х95+2х50	60, 7	24, 58	3, 88	316, 25	11, 65
КЛ10	3	АВВГ 3х120+2х70	15	1, 600	0, 320	7, 700	0, 960
KЛ11	3	АВВГ 3х120+2х70	15	1, 600	0, 320	7, 700	0, 960
KЛ12	1	АВВГ 3х35+2х16	1, 1	0, 075	3, 267	1, 365	1, 714
KЛ13	1	АВВГ 5х16	6	14, 400	0, 504	26, 340	9, 348
KЛ14	1	АПВ 3х35+2х25	26	28, 600	1, 768	77, 220	32, 266

 

Активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности катушек (расцепителей) автоматического выключателя Q1: ВА 55-43 по /2/,

 

,

 

.

 

Принимается, что сопротивления нулевой последовательности катушек (расцепителей) автоматических выключателей равны сопротивлениям прямой последовательности.

Сопротивления остальных автоматических выключателей приведены в таблице 2.21.

 

Таблица 2.21 – Активные и индуктивные сопротивления автоматических выключателей

 

Автоматический выключатель	Iн.выкл., А	, мОм	, мОм
ВА55-43	1600	0, 14	0, 08
ВА53-41	1000	0, 25	0, 1
ВА08-0405	400	0, 65	0, 17
ВА08-0405	160	1, 3	0, 7
ВА57-35	250	0, 99	0, 42
ВА08-0635	630	0, 41	0, 17

 

Активные сопротивления контактных соединений при трёхфазном КЗ (учтены сопротивления разъемных контактов автоматов, всех контактных соединений кабелей до точки КЗ)по /2/.

           

Таблица 2.22 – Активное сопротивление контактов и контактных соединений для разных точек КЗ

 

Точка КЗ	, мОм
1	2
К1	0, 04
К2	0, 024
К3	0, 043
К4	0, 024
К5	0, 043
К6	0, 024
К7	0, 085
К8	0, 027
К9	0, 056
К10	0, 085
К11	0, 024
К12	0, 056
Продолжение таблицы 2.22

 

Сопротивлением трансформатора тока с первичным током более 500 А пренебрегают. Сопротивления выбираются в зависимости от номинального тока первичной обмотки трансформатора тока из /2/.

Все сопротивления трансформаторов тока приводятся в таблице 2.23.

 

Таблица 2.23 – Сопротивления трансформаторов тока

 

Номер на схеме замещения	Номинальный ток первичной обмотки, А	Сопротивление трансформатора тока
		, мОм	, мОм
Т1	1500	0	0
Т2	1500	0	0
ТА3	500	0, 05	0, 07
ТА4	150	0, 75	1, 2
ТА5	100	1, 7	2, 7
ТА6	200	0, 42	0, 67
ТА7	50	7	11
ТА8	150	0, 75	1, 2
ТА9	50	11	7
ТА10	75	3	4, 8

 

Принимается, что сопротивления нулевой последовательности трансформаторов тока равны сопротивлениям прямой последовательности трансформаторов тока.

 

Активное сопротивление дуги при трёхфазном КЗ вблизи выводов НН трансформатора - по /2/,

Активное сопротивление дуги при однофазном КЗ вблизи выводов НН трансформатора по /2/,

Сопротивление дуги остальных точек КЗ приведены в таблице 2.24

 

 Таблица 2.24 Сопротивление дуги для различных точек КЗ

 

Место КЗ
К1	27	45
К2	5	7
К3	5	10
К4	7	10
К5	10	13
К6	10	16
К7	35	50
К8	13	18
К9	2	8
К10	10	7
К11	5	8
К12	12	15

Начальное действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного КЗ, кА,

, (2.104)

где - номинальное напряжение сети НН, В;

- суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи до точки КЗ, мОм/м.

 

Апериодическая составляющая тока КЗ в начальный момент КЗ, кА,

 

,                         (2.105)

 

Ударный ток КЗ, кА,

 

,                                 (2.106)

 

где - ударный коэффициент, , определяется в зависимости от отношения  по /2/, рисунок 12.

 

Начальное действующее значение периодической составляющей тока

 однофазного КЗ, кА,

 

,                                     (2.107)

где - суммарные активное и индуктивное сопротивлениянулевой последовательности цепи до точки КЗ, мОм/м.

 

 

Начальное действующее значение периодической составляющей тока

 двухфазного КЗ, кА,

,                         (2.108)

 

Пример расчета токов КЗ приводится для точки К1.

Суммарное активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности в максимальном режиме, мОм,

 

,                                         (2.109)

 

.

 

                                      (2.110)

 

.

 

Суммарное активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности в минимальном режиме, мОм,

,                                                  (2.111)

 

.

 

.

 

Начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в максимальном и минимальном режимах, кА,

 

,                                       (2.112)

,                                    (2.113)

 

,

.

 

Апериодическая составляющая тока КЗ в максимальном и минимальном режимах, кА,

,                                                                       (2.114)

,                                                                       (2.115)

,

.

 

Ударный ток в максимальном режиме, кА,

 

,                           (2.116)

При отношении:

,

.

Определено по кривым .

.

Ударный ток в минимальном режиме, кА,

 

 ,                                    (2.117)

 

При отношении:

 

,

 

.

 

Определено по кривым .

 

.

 

Суммарное активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности в максимальном режиме, мОм,

 

,                                               (2.118)

.

,                                  (2.119)

.

Суммарное активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности в минимальном режиме, мОм,

,

.

.

Начальное действующие значение периодической составляющей тока однофазного КЗ в максимальном и минимальном режимах, кА,

 

,

.

Начальное действующие значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ в максимальном и минимальном режиме, кА,

 

,

.

 

Расчет токов КЗ в остальных точках производится аналогично. Результаты расчета приводятся в таблице 2.25.

 

 

Таблица 2.25 – Расчет токов короткого замыкания

Точка КЗ

Минимальное значение

Максимальное значение ⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒ Поделиться:

Последнее изменение этой страницы: 2019-06-09; Просмотров: 247; Нарушение авторского права страницы