 |
|
Расчёт токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ
Расчет токов короткого замыкания необходим для проверки выбранного электрооборудования, коммутационных аппаратов, выбора уставок релейной защиты.
Для выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания необходимо рассчитать:
1) начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания;
2) апериодическую составляющую тока короткого замыкания;
3) ударный ток короткого замыкания.
Расчёт токов короткого замыкания в сети до 1 кВ
При расчетах токов короткого замыкания необходимо учитывать:
1) индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи;
2) активные сопротивления элементов короткозамкнутой цепи;
3) активные сопротивления различных контактов и контактных соединений;
4) активное сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания (при учете сопротивления дуги получается минимальное значение тока короткого замыкания).
Расчет токов короткого замыкания в трехфазных сетях переменного тока напряжением до 1 кВ выполняется в именованных единицах.
Расчёт начинается с составления расчетной схемыс нанесением на ней точек короткого замыкания (рисунок 7). Затем составляется схема замещения, на которой указываются активные и реактивные сопротивления в мОм, приведенные к ступени напряжения сети точки короткого замыкания (рисунки 8 и 9).
Рисунок 8 – Параметры схемы замещения прямой последовательности
Расчет сопротивлений различных элементов схемы замещения ведется в следующем порядке:
Эквивалентное индуктивное сопротивление энергосистемы, приведенное к ступени низшего напряжения, мОм,
,
где UсрНН – среднее напряжение ступени низшего напряжения трансформатора, В;
UсрВН – среднее напряжение ступени высшего напряжения, к которой
подключен трансформатор, В;
Iоткл.ном – номинальный ток отключения выключателя, А;
мОм.
Активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности силового трансформатора по [8], мОм,
,
.
Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора по [8], мОм,
,
.
Трансформатор тока ТА1 выбирается по номинальному току силового трансформатора.
Сопротивления остальных ТА сведены в таблице 21.
Таблица 11- Сопротивления первичных обмоток многовитковых ТА
| Трансформаторы тока | 
| 
|
| ТА7,ТА13 | 0,75 | 1,2 |
| ТА8,ТА11 | 0,2 | 0,3 |
| ТА12 | 0,42 | 0,67 |
Принимается, что 
, 
Сопротивление катушек и контактов выключателя определяется в зависимости от его номинального тока. Для вводного автоматического выключателя ВА 55-43 
, 
по [8].
Активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности катушек (расцепителей) автоматических выключателей по [8], сведены в таблице 12.
Таблица 12- Сопротивления катушек и контактов выключателей
| Автомат | 
| 
|
| QF1, QF2 | 0,14 | 0,08 |
| QF7, QF12 | 1,1 | 0,5 |
| QF8, QF11 | 0,65 | 0,17 |
| QF13 | 1,3 | 0,7 |
Считается, что 
, 
.
Активные сопротивления контактных соединений при трёхфазном КЗ (учтены сопротивления разъемных контактов автоматов, контактных соединений кабелей) [8], мОм,
Активные и индуктивные сопротивления кабелей и проводов, мОм,
,
где 
- погонное активное сопротивление кабелей (проводов) по [8], мОм/м;
l – длина кабельной линии (провода), м;
n – количество кабелей (проводов) в соответствии с таблицами.
,
где 
- погонное индуктивное сопротивление кабелей (проводов) по [8], мОм/м.
Считается, что для проводов 
, 
а 
.
Для кабелей 
, 
Расчет сопротивлений выполнен на примере линии КЛ1 в соответствии с расчетной схемой сети, мОм,
| Активное сопротивление дуги по [8] при трехфазном к.з. за трансформаторами мощностью 630 кВА , мОм, | Активное сопротивление дуги по [8] при однофазном к.з. за трансформаторами мощностью 630 кВА , мОм, |
| 
|
Начальное действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного КЗ, кА,
,
где Uном – номинальное напряжение сети НН, В;
- суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой
последовательности цепи до точки КЗ, мОм.
Апериодическая составляющая тока КЗ в начальный момент КЗ, кА,
Ударный ток КЗ от энергосистемы, кА,
,
где Куд – ударный коэффициент, о.е.,
,
где Та – постоянная времени цепи к.з., с,
Начальное действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ, кА,
,
где 
- суммарные активное и индуктивное сопротивления нулевой
последовательности цепи до точки КЗ, мОм.
Начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ, кА,
.
Пример расчёта токов короткого замыкания приводится для точки К1.
Суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности в максимальном режиме, мОм,
,
,
,
.
Суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности в минимальном режиме, мОм,
,
,
,
Начальное действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах, кА,
,
.
Ударный ток от энергосистемы в максимальном режиме, кА,
,
,
,
.
Ударный ток от энергосистемы в минимальном режиме, кА,
,
,
,
.
Апериодическая составляющая тока короткого замыкания от энергосистемы в максимальном и минимальном режимах, кА,
,
.
Суммарные активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности, мОм,
,
,
,
,
,
Начальное действующее значение периодической составляющей тока однофазного короткого замыкания от энергосистемы в максимальном и минимальном режимах, кА,
,
.
Начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного короткого замыкания от энергосистемы в максимальном и минимальном режимах, кА,
,
.
Для остальных точек короткого замыкания расчёт производится аналогично, результаты расчёта сводятся в таблицу 24.
Таблица 13 – Расчёт токов короткого замыкания от энергосистемы
| Точка КЗ | Вид КЗ | Максимальное значение | Минимальное значение | ||||
| К1 | Iп0, кА | iа0, кА | Iуд, кА | Iп0, кА | iа0, кА | Iуд, кА | |
| K3 | 11,893 | 16,82 | 32,71 | 10,571 | 14,95 | 27,36 | |
| K2 | 10,30 | - | - | 9,82 | - | - | |
| K1 | 13,10 | - | - | 11,39 | - | - | |
| К2 | K3 | 11,893 | 16,82 | 32,71 | 10,571 | 14,95 | 27,36 |
| K2 | 10,30 | - | - | 9,82 | - | - | |
| K1 | 13,10 | - | - | 11,39 | - | - | |
| К3 | K3 | 6,31 | 8,92 | 17,3 | 5,12 | 7,24 | 13,2 |
| K2 | 5,48 | - | - | 5,06 | - | - | |
| K1 | 4,12 | - | - | 3,48 | - | - | |
| К4 | K3 | 9,16 | 12,95 | 25,1 | 7,38 | 10,43 | 19,1 |
| K2 | 8,02 | - | - | 7,21 | - | - | |
| K1 | 7,04 | - | - | 5,47 | - | - | |
| К5 | K3 | 10,55 | 14,9 | 28,35 | 10,24 | 14,48 | 26,5 |
| K2 | 9,14 | - | - | 9,04 | - | - | |
| K1 | 10,22 | - | - | 9,54 | - | - | |
| К6 | K3 | 8,148 | 11,52 | 21,89 | 6,269 | 8,86 | 16,3 |
| K2 | 7,12 | - | - | 6,31 | - | - | |
| K1 | 6,19 | - | - | 5,09 | - | - | |
| К7 | K3 | 7,258 | 10,26 | 19,5 | 6,38 | 9,0 | 16,51 |
| K2 | 6,54 | - | - | 6,0 | - | - | |
| K1 | 5,71 | - | - | 4,58 | - | - | |
| К8 | K3 | 6,05 | 8,55 | 16,25 | 5,17 | 7,31 | 13,38 |
| K2 | 5,19 | - | - | 4,78 | - | - | |
| K1 | 4,68 | - | - | 4,06 | - | - | |
| К9 | K3 | 6,62 | 9,36 | 17,7 | 5,31 | 7,51 | 13,2 |
| K2 | 5,74 | - | - | 5,16 | - | - | |
| K1 | 4,55 | - | - | 4,0 | - | - | |
| К10 | K3 | 2,43 | 3,43 | 5,8 | 2,21 | 3,12 | 3,94 |
| K2 | 2,26 | - | - | 2,12 | - | - | |
| K1 | 2,12 | - | - | 1,90 | - | - | |
| К11 | K3 | 1,568 | 2,22 | 2,70 | 1,347 | 1,90 | 2,25 |
| K2 | 1,36 | - | - | 1,26 | - | - | |
| K1 | 1,40 | - | - | 1,20 | - | - |