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 _0м = 0,9 U_ном. При отсутствии каталожных данных сопротивления двигателей определяются сле­дующим образом:

где Р _ном - номинальная мощность, кВт; I_ном - номинальный ток, кА; U _ном - номинальное напряжение электродвигателя, кВ; К _п - 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 х_С = 0. Здесь - мощность КЗ на стороне ВН трансформатора с низким напряжением до 1 кВ; S _Tном, U_K % -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 U _cp.ном – средне номинальное напряжение ступени сети, где произошло КЗ, кВ; х_1Σ, r_1Σ - суммарные реактивное и активное со­противления прямой последовательности (мОм) всех элементов сети, по которым протекает ток I _п0. При х_C = 0 допускается замена U _ср номинальным напряжением U_ном..

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

 

где - сверхпереходная ЭДС двигателя, - сопротивления двигателя; х _вн, х _вн -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 Z _вн > 1.5 Z _T (Z _T – сопротивление трансформатора).

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

 

где U _ср.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?