Меню

Особенности расчета токов короткого замыкания в сетях до 1000 в



Особенности расчета токов КЗ в сетях напряжением до 1000 В

date image2014-02-09
views image9105

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

СЕТЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

В электроустановках напряжением до 1 кВ токи КЗ достигают больших значений (десятки килоампер), поэтому при выборе электрических аппаратов и проводников таких установок их электродинамическая и термическая стойкость часто является определяющим фактором. Весьма актуальной, поэтому стала проблема разработки уточненных методов расчета токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ и создания соответствующих нормативных документов.

В настоящее время существуют 2 методики расчета токов КЗ в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ: метод, разработанный техническим комитетом № 73 «Токи короткого замыкания» Международной электротехнической комиссии (МЭК) и отечественный стандарт ГОСТ Р 28249−93 [5]. Методы МЭК и ГОСТ имеют в основе схожие математические модели и поэтому принципиально идентичны. Для строгих расчетов токов КЗ в сетях до 1 кВ целесообразно рекомендовать использование метода ГОСТ, при приближенных расчетах можно использовать также метод МЭК.

Рассмотрим особенности расчета методом ГОСТа:

1. Электрические установки напряжением до 1 кВ, питаемые от распределительной сети ЭС через понижающие трансформаторы, характеризуются большой электрической удаленностью от источников питания. Это часто позволяет считать, что при КЗ за понижающим трансформатором напряжение в точке сети, где он присоединен, остается практически постоянным и равным своему номинальному значению. Так для типовой схемы с силовым трансформатором ГПП мощностью 25 МВ·А и цеховым трансформатором мощностью 1 МВ·А,сопротивление трансформатора на ГПП приблизительно в 25 раз меньше чем в ЦТ (при одних напряжениях).

При расчете токов КЗ в электроустановках, получающих питание от сети энергосистемы, допускается считать, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное сопротивление системы. Значение этого сопротивления (хс) в миллиомах, приведенное к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формуле:

где UсрНН − среднее номинальное напряжение сети, приведенное к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;

UсрВН − среднее номинальное напряжение сети, приведенное к обмотке высшего напряжения трансформатора, В;

= IпоВН − действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА;

− условная мощность короткого замыкания у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, МВ×А.

Величина в основном лежит в пределе 0,1−1 мОм

Примечание. В случаях, когда понижающий трансформатор подключен к сети энергосистемы через реактор, воздушную или кабельную линию, (длиной более 1 км), необходимо учитывать не только индуктивные, но и активные сопротивления этих элементов.

2. Достоверность расчета токов короткого замыкания в установках напряжением до 1000 В зависит главным образом от того, насколько правильно оценены и полно учтены все сопротивления короткозамкнутой цепи. Необходим учет всех активных и реактивных сопротивлений. Заметное влияние оказывают сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока, сборных шин, активных сопротивлений, сопротивления различных контактных соединений – болтовых соединений шин, зажимов и разъемных контактов аппаратов и др, а также контакта непосредственно в месте происшедшего замыкания.

Точная оценка сопротивлений контактных соединений представляет собой очень трудную и в известной мере неопределенную задачу, так как эти сопротивления зависят от многих факторов (состояния контактных поверхностей, степени затяжки болтов, силы сжатия пружин и проч.). С другой стороны, отказ от учета этих сопротивлений приводит к излишнему преувеличению токов короткого замыкания и, как следствие, к применению более мощной и дорогостоящей аппаратуры, к неоправданным затратам. Рекомендуется при отсутствии достоверных данных о переходных сопротивлениях учитывать их совокупно (включая контакт в месте замыкания), вводя в короткозамкнутую цепь активное сопротивление, величина которого находится в пределах 15−30 мОм. Нижний предел соответствует короткому замыканию около распределительного щита подстанции, а верхний – при коротком замыкании непосредственно у электроприемников, получающих питание от вторичных распределительных пунктов.

Также необходим учет дуги при учете минимального тока ( , но необходим расчет), тепловой спад тока вследствие нагрева проводников [14].

Пример величины сопротивлений трансформатора тока и автоматического выключателя:

Трансформаторы тока Автом. выключатели
Iн, А x, мОм r, мОм Iн, А x, мОм r, мОм
20/5 4,5 4,7
100/5 1,7 2,7 1,2 2,5
500/5 0,07 0,05 0,17 0,65

3. Токи КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется рассчитывать в именованных единицах. При составлении эквивалентных схем замещения параметры элементов исходной расчетной схемы следует приводить к ступени напряжения сети, на которой находится точка КЗ, а активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражать в миллиомах.

Начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ:

где Uср.НН − среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло короткое замыкание, В;

− соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ, мОм.

4. Расчет токов несимметричных КЗ выполняют с использованием метода симметричных составляющих. При этом предварительно необходимо составить схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

В схему замещения прямой последовательности должны быть введены все элементы расчетной схемы, причем при расчете начального значения тока несимметричного КЗ автономные источники, синхронные и асинхронные электродвигатели, а также комплексная нагрузка должны быть введены сверхпереходными ЭДС и сверхпереходными сопротивлениями.

Схема замещения обратной последовательности также должна включать все элементы расчетной схемы. При этом ЭДС обратной последовательности синхронных и асинхронных машин, а также комплексной нагрузки, следует принимать равными нулю. Сопротивление обратной последовательности синхронных машин следует принимать по данным каталога, асинхронных машин − равным сверхпереходному сопротивлению.

Сопротивление обратной последовательности трансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий следует принимать равным сопротивлению прямой последовательности.

При однофазном КЗ:

и − суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления нулевой последовательности расчетной схемы относительно точки КЗ, мОм.

При двухфазном КЗ:

5. Ударный ток трехфазного КЗ (iуд) в электроустановках с одним источником энергии (энергосистема или автономный источник) рассчитывают по формуле:

, где − ударный коэффициент тока КЗ;

6. Активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающих трансформаторов (rт, хт) в миллиомах, приведенные к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формулам:

где SТ.ном − номинальная мощность трансформатора, кВ А; Рк ном − потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт; UННном − номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ; ик − напряжение короткого замыкания трансформатора − %;

Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности понижающих трансформаторов, обмотки которых соединены по схеме D/Y0, при расчете КЗ в сети низшего напряжения следует принимать равными соответственно активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности. При других схемах соединения обмоток трансформаторов активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности необходимо принимать в соответствии с указаниями изготовителей. Например для трансформатора 1000 кВА Y/Y сопротивления: r1 = 1,79 мОм, x1 = 8,62 мОм, r = 19,1 мОм, x = 60,6 мОм.

Читайте также:  После прижигания эрозии током что нельзя делать

Рассмотрим пример расчета по методу ГОСТа:

Для схемы, приведенной на рисунке 11.2 определить токи при трех−, двух− и однофазном КЗ в точке К1. Для трехфазного КЗ определить максимальные и минимальные значения тока КЗ.

Система С Sк = 200 МВ·А; Ucp.BH = 6,0 кВ.

Трансформатор Т: ТС = 1000/6; Sт.ном = 1000 кВ А; UBH = 6,3 кВ;

UНH = 0,4 кВ; ΔРк ном = 11,2 кВт; uк = 5,5 %.

Расчетная схема к примеру и ее преобразование:

Автоматический выключатель «Электрон» QF : rкв = 0,14 мОм; xкв = 0,08 мОм.

Шинопровод ШМА-4-1600Ш: rш = 0,030 мОм/м; хш = 0,014 мОм/м;

rнп = 0,037 мОм/м; хнп = 0,042 мОм/м; lш = 10 м.

Болтовые контактные соединения: rк = 0,003 мОм; n = 4.

Рис. 11.1 а − расчетная схема, б − схема замещения, в − схема замещения для нулевой

Расчет параметров схемы замещения.

Параметры схемы замещения прямой последовательности

Сопротивление системы (хс) составит: .

Активное и индуктивное сопротивления трансформаторов (rт) и (xт), составят:

Активное и индуктивное сопротивления шинопровода:

rш = 0,030×10 = 0,30 мОм; xш = 0,014×10 = 0,14 мОм.

Активное сопротивление болтовых контактных соединений:

rк = 0,003×4 = 0,012 мОм. Активное сопротивление дуги: rд = 5,6 мОм.

Параметры схемы замещения нулевой последовательности.

rот = 19,1 мОм; хот = 60,6 мОм.

rнп = 0,037×10 = 0,37 мОм; хнп = 0,042×10 = 0,42 мОм.

Расчет токов трехфазного КЗ

, где Куд определяют по кривой [5];

Расчет токов однофазного КЗ

Ток однофазного КЗ с учетом активного сопротивления дуги

Расчет токов двухфазного КЗ

Ток двухфазного КЗ с учетом активного сопротивления дуги:

Результаты расчета токов КЗ сведены в таблице 11.2.

Источник

РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ В СЕТЯХ ДО 1000 В

Методика расчета.Рассчитать токи короткого замыкания− это значит:

−по расчетной схеме составить схему замещения, и точки КЗ выбрать;

− определить в каждом выбранной точке 3-,2- и 1- фазные токи КЗ, результаты расчетов свести в таблицу.

Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, и которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи− электрическими. Точки КЗ выбирают на ступенях распределения и на конечном электроприемнике.

Точки нумеруются сверху вниз, начиная от источника.

Для определения токов КЗ используются следующие соотношения:

где Uк− линейное н в точке КЗ напряжение точке КЗ, кВ;

Zк полное сопротивление до точки КЗ,Ом.

в ) I (1) коднофазное,кА

где Uкф− фазное напряжение в точке КЗ;

Zп− полное сопротивление петли «фаза− руль» до точки КЗ, Ом;

z (1) тр− полное сопротивление трансформатора однофазному току КЗ, Ом;

г) ударного тока, кА

где Ку ударный коэффициент определяется по графику 10.1,

д) действующее значение ударного тока, кА:

Рис.10.1. График для определения ударного коэффициента

где q− коэффициент действующего значения ударного тока.

Сопротивление схемы замещения определяются следующим образом.

1. Для силовых трансформаторов по табл. П.8.1

2. Для трансформаторов тока по табл. П.8.2

3. Для коммутационных и защитных аппаратов по табл. П.8.3. Сопротивления зависят от номинального тока аппарата.

Примечание. Сопротивление предохранителей не учитывается, а у рубильников учитывается только переходное сопротивление контактов.

4.Для ступеней распределения по табл. П.8.4.

5. Для линий электропередач (воздушных, кабельных и шинопроводов) из соотношений

где r0, х−удельное активное и индуктивное сопротивление, мОм/км;

Lл− протяженность линии, км.

Удельное активное сопротивление r можно определить по формуле

где γ−30 м/Ом·мм 2 – для аллюминия;

γ−50 м/Ом·мм 2 – для меди;

γ−10 м/Ом·мм 2 – для стали.

При отсутствии данных х можно принять равным

х= 0,4 мОм/ м− для воздушных линий;

х= 0,06 мОм/ м− для кабельных линий;

х= 0,09 мОм/ м− для проводов;

х= 0,15 мОм/ м− для шинопроводов.

Удельное активное сопротивление петли «фаза− нуль» определяется для любых линий по формулу

6. Для неподвижных контактных сопротивлений значения активных переходных сопротивлений определяют по табл.8.5.

Примечание. При расчетах можно использовать следующие значения Ку:

Ку=1,2 – при КЗ на шинах ШНН трансформатора мощностью до 400 кВА;

Ку=1,3 – при КЗ на шинах ШНН трансформатора мощностью более 400 кВА;

Ку=1,0 – при более удаленных точках;

Ку=1,2 – при КЗ в сетях ВН, где активное сопротивление не оказывает существенного влияния.

Сопротивление элементов на ВН приводятся к НН по формулам

где RНН, ХНН сопротивления, приведенные к НН, мОм;

UНН, UВН− высшее и низшее напряжения. кВ.

Пример

Расчетная схема ( рис.10.2)

Lкл1 =5 м ( длина линии от ШНН до ШМА1)

Lш= 2м ( участок ШМА до ответвления )

Lкл2= 20 м ( длина линии от ШМА до потребителя)

– составить схему замещения, пронумеровать точки КЗ;

– рассчитать сопротивления и нанести их на схему замещения;

– определить тока КЗ а каждой точке .

1. Составляется схема замещения( рис.10.3) нумеруются точки КЗ в соответствии с расчетной схемой.

2. Вычисляются сопротивления элементов и наносят их на схему замещения.

Рис.10.2. Расчетная схема Рис.10.3.Схема замещения Рис.9104.Упрощенная

Наружная ВЛ АС–3х 10/1,8; Iдоп=84 А;

r= 10 3 /γS= 10 3 /(30∙10) =3,33 Ом;

Сопротивления приводятся к НН:

Для трансформатора по табл. П.8.1

Rтр =5,5 мОм; Хтр =17,1 мОм; Z (1) тр=195 мОм.

Для автоматов по табл.П.8.3

SF1 RSF1=0,15 мОм; ХSF1=0,17 мОм; Rп SF1=0,4 мОм;

Для кабельных линий по табл.П.8.5

КЛ1 r ′ =0,33 мОм/м; х =0,08 мОм/м

Так как в схеме 3 параллельных кабеля, то

Rкл2 =0,63∙ 20 =12,6 мОм

Для шинопровода 630 по табл.П.8.7

Для ступеней распределения по табл.П.8.6

3.Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками и наносятся на схему рис. 9.4

4.Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ, результаты заносятся в табл.10.1

Zк1 =√ (R 2 к1+ Х 2 к1 ) = √ (36,8 2 + 19,12 2 ) =41,5 мОм;

Хк2 = Хэ1 + Хэ2 =19,12+ 0,83=19,95 мОм;

Читайте также:  Примеры генераторов постоянного тока

Zк2 =√ (R 2 к2+ Х 2 к2 ) = √ (58,1 2 + 19,95 2 ) =61,4 мОм;

Хк3= Хк2 + Хэ3=19,95+ 3,6 =23,55 мОм;

Zк3=√ (R 2 к3+ Х 2 к3 ) = √ (73,6 2 +23,55 2 )=77,3 мОм;

4. Определяются коэффициенты Ку (рис.9.1) и q

6. Определяем 3- и 2- фазные токи, а результаты заносим в табл.10.1:

I (2) к1=(3/2) I (3) к1=0,87∙5,6 =4,9 кА;

I (2) к2=0,87 ∙I (3) к2=0,87∙3,6 =3,1 кА

I (2) к3=0,87 ∙ I (3) к3 =0,87∙2,8 =2,4 кА.

Результаты расчетов токов КЗ до 1000 В

Точка КЗ Rк, мОм Хк, мОм Zк, мОм Rк/Хк Ку q I (3) к, кА iу, кА I (3) кА I (2) к, кА Zп, мОм I (1) к, кА
К1 К2 К3 36,8 58,1 73,6 19,12 19,95 23,55 41,5 61,4 77,3 1,9 2,9 3,1 1,0 1,0 1,0 5,6 3,6 2,8 7,9 5,1 4,0 5,6 3,6 2,8 4,9 3,1 2,4 36,9 62,3 2,9 2,2 1,7

7. Составляется схема замещения для расчетов 1- фазных токов ( рис.10.5) и определяются сопротивления.

Рис.10.5. Схема замещения для расчета 1- фазных токов КЗ

Для кабельных линий

Zп2=√ (R 2 п2+ Х 2 п2)= √ (36,5 2 + 1,3 2 )= 36,9 мОм;

Zп3=√ (R 2 п3+ Х 2 п3)= √ (61,7 2 + 4,5 2 )= 62,3 мОм;

Результаты расчета токов КЗ представлены в табл.10.1

Источник

Особенности расчета токов короткого замыкания в сетях до 1000 в

ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Настоящий стандарт распространяется на трехфазные электроустановки напряжением до 1 кВ промышленной частоты, присоединенные к энергосистеме или к автономным источникам электроэнергии, устанавливает общую методику расчета токов симметричных и несимметричных коротких замыканий (КЗ) в начальный и произвольный момент времени с учетом параметров синхронных и асинхронных машин, трансформаторов, реакторов, кабельных и воздушных линий, шинопроводов и узлов комплексной нагрузки.

Стандарт не устанавливает методику расчета токов:

— при сложных несимметриях в электроустановках (например, одновременное КЗ и обрыв проводника фазы), при повторных КЗ и при КЗ в электроустановках с нелинейными элементами;

— при электромеханических переходных процессах с учетом изменения частоты вращения электрических машин;

— при КЗ внутри электрических машин и трансформаторов.

Пункты 1.5, 1.7, 2.4.2, 2.11, 2.12, 3.6 и приложения являются рекомендуемыми, остальные пункты — обязательными.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящий стандарт устанавливает общую методику расчета токов в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ, необходимых для выбора и проверки электрооборудования по условиям КЗ, для выбора коммутационных аппаратов, уставок релейной защиты и заземляющих устройств.

1.2. Стандарт устанавливает методику расчетов максимальных и минимальных значений тока при симметричных и несимметричных КЗ, виды которых определены в соответствии с ГОСТ 26522.

1.3. Величины, подлежащие расчету, и допускаемая погрешность их расчета зависят от указанных п.1.1 целей.

Допускаются упрощенные методы расчетов токов КЗ, если их погрешность не превышает 10%.

Расчету для выбора и проверки электрооборудования по условиям КЗ подлежат:

1) начальное значение периодической составляющей тока К3;

2) апериодическая составляющая тока КЗ;

3) ударный ток КЗ;

4) действующее значение периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени, вплоть до расчетного времени размыкания поврежденной цепи.

Для других целей, указанных в п.1.1, расчету подлежат максимальное и минимальное значения периодической составляющей тока в месте КЗ в начальный и произвольный момент времени, вплоть до расчетного времени размыкания поврежденной цепи. Для целей выбора заземляющих устройств расчету подлежит значение тока однофазного КЗ.

1.4. При расчетах токов КЗ в электроустановках до 1 кВ необходимо учитывать:

1) индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, включая силовые трансформаторы, проводники, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей;

2) активные сопротивления элементов короткозамкнутой цепи;

3) активные сопротивления различных контактов и контактных соединений;

4) значения параметров синхронных и асинхронных электродвигателей.

1.5. При расчетах токов КЗ рекомендуется учитывать:

1) сопротивление электрической дуги в месте КЗ;

2) изменение активного сопротивления проводников короткозамкнутой цепи вследствие их нагрева при КЗ;

3) влияние комплексной нагрузки (электродвигатели, преобразователи, термические установки, лампы накаливания) на ток КЗ, если номинальный ток электродвигателей нагрузки превышает 1,0% начального значения периодической составляющей тока КЗ, рассчитанного без учета нагрузки.

1.6. При расчетах токов КЗ допускается:

1) максимально упрощать и эквивалентировать всю внешнюю сеть по отношению к месту КЗ и индивидуально учитывать только автономные источники электроэнергии и электродвигатели, непосредственно примыкающие к месту КЗ;

2) не учитывать ток намагничивания трансформаторов;

3) не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин;

4) принимать коэффициенты трансформации трансформаторов равными отношению средних номинальных напряжений тех ступеней напряжения сетей, которые связывают трансформаторы. При этом следует использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений: 37; 24; 20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; 0,23 кВ;

5) не учитывать влияния асинхронных электродвигателей, если их суммарный номинальный ток не превышает 1,0% начального значения периодической составляющей тока в месте КЗ, рассчитанного без учета электродвигателей.

1.7. Токи КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется рассчитывать в именованных единицах.

При составлении эквивалентных схем замещения параметры элементов исходной расчетной схемы следует приводить к ступени напряжения сети, на которой находится точка КЗ, а активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражать в миллиомах.

1.8. При расчете токов КЗ в электроустановках, получающих питание непосредственно от сети энергосистемы, допускается считать, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное сопротивление системы. Значение этого сопротивления ( ) в миллиомах, приведенное к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формуле

где — среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;

— среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В;

— действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА;

— условная мощность короткого замыкания у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, МВ·А.

При отсутствии указанных данных эквивалентное индуктивное сопротивление системы в миллиомах допускается рассчитывать по формуле

где — номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения понижающего трансформатора цепи.

Примечание. В случаях, когда понижающий трансформатор подключен к сети энергосистемы через реактор, воздушную или кабельную линию (длиной более 1 км), необходимо учитывать не только индуктивные, но и активные сопротивления этих элементов.

Читайте также:  Дизель генераторе переменного тока

1.9. При расчете токов КЗ в электроустановках с автономными источниками электроэнергии необходимо учитывать значения параметров всех элементов автономной электрической системы, включая автономные источники (синхронные генераторы), распределительную сеть и потребители.

2. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

2.1. Активное и индуктивное сопротивления силовых трансформаторов

2.1.1. Активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающих трансформаторов ( , ) в миллиомах, приведенные к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формулам:

где — номинальная мощность трансформатора, кВ·А;

— потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

— номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ;

— напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

2.1.2. Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности понижающих трансформаторов, обмотки которых соединены по схеме , при расчете КЗ в сети низшего напряжения следует принимать равными соответственно активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности. При других схемах соединения обмоток трансформаторов активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности необходимо принимать в соответствии с указаниями изготовителей.

2.2. Активное и индуктивное сопротивления реакторов

2.2.1. Активное сопротивление токоограничивающих реакторов ( ) в миллиомах рассчитывают по формуле

где — потери активной мощности в фазе реактора при номинальном токе, Вт;

Источник

Расчет токов короткого замыкания в установках до 1000В

Расчет токов КЗ в установках до 1000 В характеризуется неко­торыми особенностями, отличающими его от аналогичного расчета в сетях более высокого напряжения.

1. На величину тока КЗ существенно влияют активные и реактивные сопротивления таких элементов короткозамкнутой цепи, как:

· проводов, кабелей и шин длиной 10м и более;

· токовых катушек расцепителей автоматических выключате­лей;

· первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока.

2. Переходные сопротивления контактов аппаратов (автомати­ческих выключателей, рубильников, разъединителей и т.п.) суще­ственно влияют на ток КЗ. При отсутствии достоверных данных о контактах рекомендуется при расчете токов КЗ в сетях, питаемых трансформаторами мощностью до 1600 кВА включительно, учи­тывать их суммарное сопротивление введением в схему активного сопротивления.

Значение этого сопротивления изменяется в пределах 0,015-0,030 Ом и зависит от удаленности КЗ от шин питающей подстанции. Рекомендуются следующие значения пере­ходного сопротивления:

· для распределительных устройств подстанций — 0.015 Ом;

· для первичных цеховых распределительных пунктов, а также для КЗ на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций и главных магистралей, — 0.02 Ом;

· для вторичных цеховых распределительных пунктов — 0,025 Ом;

· для аппаратов, включенных непосредственно у электропри­емников, получающих питание от вторичных распределительных пунктов, — 0.03 Ом.

3. Определенное влияние на ток КЗ оказывают активные пере­ходные сопротивления неподвижных контактных соединений ка­белей и шинопроводов. Наиболее часто встречаются места соединения: шинопровод — шинопровод, шинопровод — автомати­ческий выключатель, кабель — автоматический выключатель. Переходное сопротивление кабель — шинопровод опре­деляется как среднеарифметическое переходных сопротивлений кабель — кабель и шинопровод — шинопровод. Значения активных переходных сопротивлений неподвижных контактов. Несмотря на невысокие значения большин­ства сопротивлений, их суммарная величина становится ощутимой при большом количестве неподвижных контактов в рассчитывае­мой схеме.

4. Электродвигатели, подключенные к узлу сети, в котором произошло КЗ, или незначительно электрически удаленные от точ­ки КЗ, в схемах замещения учитываются активными и реактивны­ми сопротивлениями и ЭДС, равной Е = 0,9 Uном. При отсутствии каталожных данных сопротивления двигателей определяются сле­дующим образом:

где Рном номинальная мощность, кВт; Iном — номинальный ток, кА; Uном — номинальное напряжение электродвигателя, кВ; Кп крат­ность пускового тока.

5.Сопротивление энергосистемы и сети напряжением выше 1 кВ, от которой питается расчетная схема, определяется так же, как и для высоковольтной сети. В случае, если то хС = 0. Здесь — мощность КЗ на стороне ВН трансформатора с низким напряжением до 1 кВ; STном , UK % -параметры транс­форматора.

7. В большинстве случаев питание установок до 1000 В произ­водится по радиальной схеме от трансформатора, нейтраль обмот­ки НН которого заземлена. Больше заземленных нейтралей в сети до 1 кВ нет. Поэтому в цепи до 1 кВ ток трехфазного КЗ всегда больше тока однофазного КЗ, который является наимень­шим по отношению к токам других видов замыканий.

Начальное действующее значение периодической составляю­щей тока трехфазного КЗ определяется выражением

Здесь Ucp.ном – средне номинальное напряжение ступени сети, где произошло КЗ, кВ; х, r суммарные реактивное и активное со­противления прямой последовательности (мОм) всех элементов сети, по которым протекает ток Iп0. При хC = 0 допускается замена Uср номинальным напряжением Uном..

Ударный ток. (Мгновенное значение тока при КЗ).Допускается принимать значение ударного коэффициен­та Ку = 1.3 при КЗ на низкой стороне распределительного устройства комплектной трансформаторной подстанции и Ку = 1 для всех остальных случаев. Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ от местных асинхронных двигателей вычисляется так:

где — сверхпереходная ЭДС двигателя, — сопротивления двигателя; хвн, хвн -сопротивления, которыми двигатель связан с точкой КЗ. Подпитка точки КЗ электродвигателем не учитывается, если их мощность составляет менее 20 % номинальной мощности питающего трансфор­матора или если Zвн > 1.5 ZT (ZT – сопротивление трансформатора).

Начальное действующее значение периодической составляю­щей тока однофазного КЗ определяется по правилам расчета не­симметричных КЗ по следующим образом:

где Uср.ном — средненоминальное напряжение сети, в которой про­изошло КЗ, В; — суммарные сопротивления прямой и нулевой последовательностей относительно точки КЗ.

Сопротивления нулевой последовательности трансформатора даны в справочнике. Они зависят от многих факто­ров: а) расположения и выполнения заземляющих проводников; б) близости проводящих металлических конструкций и др. В прак­тических расчетах допустимо принимать сопротивления нулевой последовательности шин следующими: . Для трехжильных кабелей:

Рекомендуемая литература: ОЛ1, ОЛ2

Контрольные вопросы

1. Как учитываются синхронные и асинхронные электродвигатели при расчете тока КЗ?

2. Что такое комплексная нагрузка?

3. Как комплексная нагрузка учитывается при расчетах токов КЗ?

4. Что такое эффект теплового спада тока КЗ?

5. Какие параметры учитываются генераторы, синхронные и асинхронные двигатели при расчете режима короткого замыкания?

6. В какие случаях возникает необходимость обращаться к типовым кривым для расчета периодической слагаемой тока короткого замыкания?

7. При каких условиях рекомендуется учитывать двигательную нагрузку при расчете режима короткого замыкания?

Источник

Adblock
detector