Расчет токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1 кВ

Расчет  токов в КЗ в сетях до 1 кВ производится в именованных единицах. При этом учитываются активные и индуктивные сопротивления всех элементов цепи КЗ в мОм.

Произведем расчет токов для группы А10, имеющей уровень напряжение на зажимах 95, 76%.

Расчетная схема представлена на рис. 5.1.

 

Рис. 5.1 Расчетная схема для определения токов короткого замыкания

 

 Рассчитаем ток КЗ в точке К1.

При расчете токов КЗ в сетях до 1 кВ считают, что напряжение на первичной обмотке трансформатора цеховой ТП равно номинальному.

Определим индуктивное сопротивление системы:

 

Приведем сопротивление схемы к ступени напряжения 0, 4 кВ:

 

Активное сопротивление трансформатора:

 

Индуктивное сопротивление трансформатора:

 

Удельное сопротивление шин сечением 10х80 мм² и длиннойL=3м находим по табл. П6.2:

r₀=0, 044мОм/м; х₀=0, 17мОм/м.

Тогда сопротивление шин:

;

;

Активное и индуктивное сопротивление катушки автомата (по табл.П6.4):

r_A1=0, 12мОм; х_A1=0, 05мОм.

При КЗ в точке К1 совокупное сопротивление переходных контактов r_пер1=15 мОм.

Вычислим суммарное сопротивление цепи КЗ:

;

;

Ток трехфазного КЗ в точке К1:

;

Определим ударный ток КЗ от системы при К_у=1:

;

Вычислим ток однофазного КЗ в точке К1. Сопротивление прямой последовательности цепи до точки К1:

;

.

Сопротивление обратной и нулевой последовательности данной цепи можно принять равными сопротивлению прямой последовательности. Следовательно: ,, , .

Ток однофазного КЗ в точке К1 с учетом r_пер1=15 мОм и Х_с=1, 466мОм:

.

Выбранные аппараты защиты в сетях напряжением до 1 кВ проверяются по условию их срабатывания при однофазном КЗ. Для этого должен превышать не менее, чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя, нерегулируемого расцепителя или уставку тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику. При использовании автоматических выключателей, имеющих только электромагнитный расцепитель, кратность относительно уставки следует принимать не ниже 1, 4 для выключателей с номинальным током I_н≥ 100 А и не менее 1, 25 для выключателей с I_н≤ 100 А.

Для КЗ в точке К1:

;

22100А> 3500А.

Следовательно, автоматический выключатель с полупроводниковым максимальным расцепителем ВА 75-45 с I_нр=2500А удовлетворяет указанным требованиям.

 

Проверяем сечения кабеля на нагрев при трехфазном КЗ:

Термическое сечение находим по формуле:

 

Где I_k- ток КЗ; t-время отключения(действия) КЗ; С- расчетный коэффициент, зависящий от материала проводника и изоляции.

Принимаем t=0, 02 c, С=74

 

Кабель АВВГ 5(1х95) с сечением 95> 42, 24 подходит по данному критерию.

 

 

Рассчитаем ток КЗ в точке К2:

Удельное сопротивление шин ЩО-70 ( 3 линейные панели и 1 вводная панель) сечением 10х80 мм² и длиннойL=4м находим по табл. П6.2:

r₀=0, 044мОм/м; х₀=0, 17мОм/м.

Тогда сопротивление шин:

;

;

Активное и индуктивное сопротивление катушки автомата (по табл.П6.4):

r_A2=0, 55мОм; х_A2=0, 1мОм;

 

Удельное сопротивление кабеля АВВГ 5(1х95) находим по табл. П6.1.

r_0k=0, 329мОм/км, х_0k=0, 0602мОм/км.

Тогда сопротивление кабеля длинной L=100 м:

r_k2= r_0k·L=0, 329·100=32, 9 мОм;

х_k2= х_0k·L=0, 0602·100=6, 02 мОм.

Сопротивление первичных обмоток катушечных трансформаторов тока находим по табл. П6.3.:

r_TT2=0, 2 мОм, x_TT2=0, 3 мОм.

При КЗ в точке К2 совокупное сопротивление переходных контактов r_пер2=20 мОм.

Вычислим суммарное сопротивление цепи КЗ:

 

 

Ток трехфазного КЗ в точке К2:

.

Определим ударный ток КЗ от системы при К_у=1:

.

Вычислим ток однофазного КЗ в точке К2. Сопротивление прямой последовательности цепи до точки К2:

 

 

Сопротивление обратной последовательности данной цепи можно принять равными сопротивлению прямой последовательности. Следовательно,, .

Активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности кабельной линии с использованием данных табл.П6.6 определяется следующим образом:

r₀=1, 665 мОм/м, х₀=0, 659 мОм/м.

r_0k2= r₀·L=1, 665·100=166, 50мОм;

х_0k2= х₀·L=0, 659·100=65, 9мОм.

Следовательно, суммарное сопротивление нулевой последовательности:

 

 

Ток однофазного КЗ в точке К2 с учетом r_пер2=20 мОм и Х_с=1, 466мОм:

 

Выбранные аппараты защиты в сетях напряжением до 1 кВ проверяются по условию их успешного срабатывания при однофазном КЗ.

Для КЗ в точке К2:

;

2970А> 150А.

Следовательно, предохранитель ПН2-100/50 с удовлетворяет указанным требованиям.

 

Термическое сечение находим по формуле:

 

Где I_k- ток КЗ; t-время отключения(действия) КЗ; С- расчетный коэффициент, зависящий от материала проводника и изоляции.

Принимаем t=0, 015 c, С=74

 

Кабель АВВГ 5(1х2, 5) с сечением 2, 5< 4, 91не подходит по данному критерию, поэтому заменяем его кабелем АВВГ 5(1х5).

 

Рассчитаем ток КЗ в точке К3:

Удельное сопротивление кабеля АВВГ 5(1х2, 5) находим по табл. П6.1.

r_0k=12, 5 мОм/м, х_0k=0, 104мОм/м.

Тогда сопротивление кабеля длинной L=60 м:

r_k3= r_0k·L=12, 5·68=850 мОм;

х_k3= х_0k·L=0, 104·68=7, 0702 мОм.

Сопротивление первичных обмоток катушечных трансформаторов тока находим по табл. П6.3.:

r_TT3=42 мОм, x_TT3=67 мОм.

При КЗ в точке К3 совокупное сопротивление переходных контактов r_пер3=25 мОм.

 

Вычислим суммарное сопротивление цепи КЗ:

 

 

Ток трехфазного КЗ в точке К3:

;

Определим ударный ток КЗ от системы при К_у=1:

;

Вычислим ток однофазного КЗ в точке К3.

Сопротивление прямой последовательности цепи до точки К3:

 

 

Сопротивление обратной последовательности данной цепи можно принять равными сопротивлению прямой последовательности. Следовательно: ,.

 

Активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности кабельной линии с использованием данных табл.П6.6 определяется следующим образом:

r₀=11, 71 мОм/м, х₀=2, 11 мОм/м.

r_0k3= r₀·L=11, 71·68=796, 28мОм;

х_0k3= х₀·L=2, 11·68=143, 48мОм.

 

Следовательно, суммарное сопротивление нулевой последовательности:

 

 

Ток однофазного КЗ в точке К3 с учетом r_пер3=25 мОм и Х_с=1, 466мОм:

 

 

Выбранные аппараты защиты в сетях напряжением до 1 кВ проверяются по условию их успешного срабатывания при однофазном КЗ.

 

Для КЗ в точке К3:

;

250А> 94, 5А.

Следовательно, предохранитель ПН2-100/31, 5 с удовлетворяет указанным требованиям.

 

 

Проверяем сечения кабеля на нагрев при трехфазном КЗ:

Термическое сечение находим по формуле:

 

Где I_k- ток КЗ; t-время отключения(действия) КЗ; С- расчетный коэффициент, зависящий от материала проводника и изоляции.

Принимаем t=0, 015 c, С=74

 

Кабель АВВГ 5(1х2, 5) с сечением 2, 5> 0, 41 подходит по данному критерию.

 

 

Заключение

 

В ходе выполнения курсовогопроекта была разработана система электроснабжения цеха промышленного предприятия; выбраны электродвигатели, их коммутационные и защитные аппараты; определены электрические нагрузки всех групп электроприемников и цеха в целом; выбраны распределительные устройства, провода и кабели, а также защитные аппараты внутрицеховой электрической сети; определен уровень напряжения на зажимах наиболее удаленного электроприемника; произведен расчет токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1 кВ и проверка аппаратов защиты.

 

 

 

Литература

 

1. Радкевич В.Н. Проектирование систем электроснабжения: Учеб. пособие. – Мн.: НПООО «Пион», 2001. – 292 с.

2. Королев О.П., Радкевич В.Н., Сацукевич В.Н. Электроснабжение пром. предприятий: Учебно-методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Мн.: БГПА, 1998. – 140 с.

3. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю.Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. школа, 1979. -431с., ил.

4. КудринБ.И., ПрокопчикВ.В.Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие для вузов.Мн., «Вышэйшая школа», 1988. – 357с.

5. Неклепаев Б. Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные данные для курсового и дипломного проектирования. – М.: Энергоатомиздат, 1989.-608 с.

6. Коновалова Л. Л., Рожкова Л. Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. – М.: Энергоатомиздат, 1989.-528 с

 

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: