2.5 Расчет токов короткого замыкания
2.5.1 Расчет токов КЗ. Рассчитать токи КЗ (короткого замыкания)- это значит:
- по расчетной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ;
- рассчитать сопротивления;
- определить в каждой точке 3-х фазные, 2-х фазные, 1-фазные тока КЗ, заполнить «Сводную ведомость токов КЗ».
Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи – электрическими. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электрическом приемнике. Необходимо выбрать три точки КЗ: первая точка находиться между трансформатором и шинами низкого напряжения (ШНН); вторая между ШНН и вторичным распределительным пунктом (шинопроводами: шинопроводом распределительным алюминиевым (ШРА) или шинопроводами магистральными алюминиевыми (ШМА)); третья точка КЗ располагается между шинопроводами и конечными электрическими приемниками (станки, вентиляторы, грузоподъемное электрооборудование и т.д.). Точки КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника питания, т.е. от трансформатора.
После составления схемы замещения производиться расчет сопротивления и определение токов КЗ в следующем порядке:
Вычисляются сопротивления элементов:
А, (35)
где - ток сети, А;
Sт- мощность трансформатора, КВА;
- напряжение сети, КВ.
А,
После расчета тока сети Iс рассматривается участок от трансформатора до ШНН. Указывается ЛЭП от ЭСН до ГПП (марку провода, сечение и длительно токовую допустимую нагрузку) и определяется удельное индуктивное сопротивление х0.
ВААС-3 х 10/1,8; Iдоп=84 А;
х0=0,4 Ом/м.
Определяется сопротивление (Ом):
А, (36)
где, х0-удельное индуктивное сопротивление;
Lc-протяженность линии.
Ом,
Ом, (37)
- удельное активное сопротивление, Ом/км;
S - сечение проводника, мм2;
- удельная проводимость материала, м/Ом.
Принимается =30 м/(Ом·мм2) - для алюминия.
Ом,
R Ом, (38)
RОм,
Сопротивление приводится к НН:
Ом, (39)
- сопротивление, приведенное к НН (умножить на 1000 для перевода из км в м);
- сопротивление, приведенное к ВН.
Ом,
Ом, (40)
- сопротивление, приведенное к НН (умножить на 1000 для перевода из км в м);
- сопротивление, приведенное к ВН;
и - высокое и низкое напряжение.
Ом,
Определяется сопротивление трансформатора:
Rт=16,6 мОм;
Хт=41,7 мОм;
Zт=4 мОм;
Zт(1)=487 мОм.
Определяется сопротивление автоматов для всех трех участков:
1SF: R1SF=0,1мОм; X1SF=0,1 мОм; RН1SF=0,15 мОм.
SF1: RSF1=11,12 мОм; XSF1=0,13; RНSF1=0,25 мОм.
SF: RSF=0,4 мОм; XSF=0,5 мОм; RНSF=0,6 мОм.
Определяется сопротивление для кабельных линий
1.от ШНН до ШМА или ШРА;
2.от ШМА или ШРА до электрического приемника.
КЛ 1: r0=0,39 мОм; х0=0,0602 мОм.
КЛ 2: r0=0,447 мОм; х0=0,0612 мОм.
Если в схеме 1 кабель, то выполняются следующие расчеты:
мОм, (41)
мОм, (42)
мОм, (43)
- сопротивление первой кабельной линий, мОм;
- длина кабельной линий, м.
мОм,
мОм,
Аналогично выполняются расчеты для второй кабельной линии.
Определяется сопротивление для шинопровода.
Выбор шинопровода производится по значению максимального тока Iм, который берется из таблицы «Сводная ведомость нагрузок».
Iм=100,7 А, выбирается ближайшее большее значение Iм=250 А.
r0=0,21мОм; х0=0,21 мОм.
r0п=0,42 мОм; х0п=0,42 мОм.
Z0п=0,59 мОм.
мОм, (44)
мОм, (45)
где , - индуктивное и активное сопротивления шинопровода, мОм;
- длина шинопровода, м.
мОм,
мОм,
Определяется сопротивление для ступеней распределения:
Rс1=20 мОм;
Rс2=25 мОм.
После выбора сопротивлений, упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему:
Ом, (46)
Ом, (47)
Ом, (48)
Ом, (49)
Ом, (50)
Ом, (51)
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Вычисляются сопротивления до каждой точки и заносятся в сводную ведомость токов КЗ.
Ом; Ом, (52)
Ом, (53)
Ом, (54)
Ом, (55)
Ом, (56)
Ом, (57)
Ом, (58)
Ом, (59)
Ом; Ом,
Ом
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
;;;
;;
Определяются коэффициенты Ку и q:
; ;
,
,
,
, (60)
,
q2=q3=1,
Определяется 3-х фазные и 2-х фазные токи КЗ в трех точках и заносятся в «Сводную ведомость токов КЗ»:
КА, (61)
КА, (62)
КА, (63)
КА,
КА,
КА,
КА, (64)
КА, (65)
КА, (66)
КА,
КА,
КА,
КА, (67)
КА, (68)
КА, (69)
КА,
КА,
КА,
КА, (70)
КА, (71)
КА, (72)
КА,
КА,
КА,
Таблица «Сводная ведомость токов КЗ»
|
№ |
Ом |
Ом |
Ом |
q |
кА |
А |
кА |
Ом |
||||
|
К1 |
76,65 |
46,6 |
89,7 |
1,6 |
1,0 |
1 |
2,5 |
3,5 |
2,5 |
2,16 |
20 |
1,3 |
|
К2 |
124,63 |
49,41 |
134,06 |
2,5 |
1,0 |
1 |
1,6 |
2,2 |
1,6 |
1,4 |
61,4 |
1,2 |
|
К3 |
130,1 |
50,5 |
139,9 |
2,5 |
1,0 |
1 |
1,5 |
2,1 |
1,5 |
1,3 |
66,5 |
1,1 |
Определяются сопротивления для кабельных линий:
Ом, (73)
Ом, (74)
Ом, (75)
Ом, (76)
Ом, (77)
Ом, (78)
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Ом, (79)
