в электроустановках напряжением ниже 1000 В
При расчетах токов КЗ в установках ниже 1000 В учитывают все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные. Кроме того, учитывают активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи (на шинах, на вводах и выводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов и контакт в месте КЗ). При отсутствии достоверных данных о контактах и их переходных сопротивлениях рекомендуется при расчете токов КЗ в сетях, питаемых трансформаторами мощностью до 1600 кВА, учитывать их сопротивления следующим образом:
0,015 Ом – для распределительных устройств на станциях и подстанциях;
0,02 Ом – для первичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций или главных магистралей;
0,025 Ом – для вторичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП;
0,03 Ом – для аппаратуры, установленной непосредственно у приемников электроэнергии, получающих питание от вторичных РП.
Для установок напряжением до 1000 В при расчетах токов КЗ считают, что мощность питающей системы не ограничена и напряжение с высокой стороны цехового трансформатора является неизменным. Это условие выполняется, если мощность системы примерно в 50 раз превосходит мощность цехового трансформатора.
Расчет токов КЗ на напряжении до 1000 В выполняют в именованных единицах. Сопротивление элементов системы электроснабжения высшего напряжения приводят к низшему напряжению по формуле
, (3.23)
где xВ – сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения; xН – сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения, приведенное к низшему напряжению; Uном. В, Uном. Н – соответственно номинальные напряжения высшей и низшей ступеней.
Активное и индуктивное сопротивления, мОм, трансформаторов, приведенные к напряжению ступени КЗ, определяют из формул:
; (3.24)
, (3.25)
где ΔPк – мощность потерь КЗ трансформатора, кВт; Uном – номинальное линейное напряжение обмотки низкого напряжения, кВ; Sном. т – номинальная мощность трансформатора, кВ∙А; uк – напряжение КЗ трансформатора, %.
При расчете токов КЗ для выбора аппаратов и проводников можно не учитывать сопротивление системы (если оно неизвестно) до ТП 6–35/0,4 кВ:
, (3.26)
где Uном – номинальное линейное напряжение вторичной обмотки понижающего трансформатора, В; Zт – полное сопротивление трансформатора, приведенное к напряжению его вторичной обмотки, Ом; Zп – полное сопротивление линии от ТП до точки КЗ, включая сопротивление контактов, Ом.
Выбор защитной аппаратуры и проверка шинопроводов в цеховых сетях на электродинамическую стойкость осуществляется после расчета ударных токов по (3.6). Значения ударных коэффициентов определяют по кривой Куд = f(x/r), рис. 3.1, а при x/r 0,5 принимают равными единице [4]. Расчетные точки при расчете токов КЗ выбирают в начале отходящих линий непосредственно за коммутационным аппаратом.
Токи КЗ двигателей, присоединенных непосредственно к месту короткого замыкания, учитываются только при определении полного ударного тока КЗ:
, (3.27)
где − кратность пускового тока КЗ двигателей;
− номинальный ток одновременно работающих двигателей, кА.
Ток однофазного КЗ, по которому определяют чувствительность защиты, находят в соответствии с ПУЭ по формуле
, (3.28)
где Uф – фазное напряжение сети, В; − сопротивление трансформатора при замыкании на корпус, Ом, (для Sном. т = 100 кВ∙А − /3 = 0,162; Sном. т =
= 160 кВА − /3 = 0,104; Sном. т = 250 кВА − /3 = 0,065; Sном. т = 400 кВА −− /3 = 0,043; Sном. т = 630 кВ∙А − /3 = 0,027; Sном. т = 1000 кВ∙А − /3 =
= 0,018 – при схеме обмоток трансформаторов Y/Y0); Zп – полное сопротивление петли фаза − нуль до точки КЗ, Ом:
, (3.29)
где rф, rN – активные сопротивления фазного и нулевого проводов от ТП до точки КЗ, Ом; rк – активное сопротивление контактов, Ом; xп = x0∙l − индуктивное сопротивление до точки КЗ, Ом; x0 – индуктивное сопротивление 1 км петли фаза − нуль, принимают в соответствии с ПУЭ 0,6 Ом/км; l – длина линии от ТП до точки КЗ.
Ток однофазного КЗ для проверки чувствительности защиты следует определять в самой электрически удаленной точке сети, где Zп = max, а в случае установки секционирующих аппаратов – также в точке секционирования.
Пример 3.2.Определить ток трехфазного КЗ в точке К4 (рис. 3.5, а). Данные для расчета взять из примера 3.1.
1. Приведенное к базисному напряжению U = 0,4 кВ сопротивление, Ом, элементов схемы до цехового трансформатора составит
.
2. Определяем сопротивление, мОм, цехового трансформатора
;
.
3. Рассчитываем суммарное реактивное сопротивление, мОм, до точки К4
.
Суммарное активное сопротивление, мОм, кроме сопротивления цехового трансформатора, должно учитывать переходные сопротивления контактов. Для этого вводим в расчет добавочное сопротивление, которое на шинах подстанции составляет 15 мОм:
.
4. Определяем ток, кА, КЗ в точке К4:
.
5. Рассчитываем ударный ток, кА, в точке К4. Находим ударный коэффициент по кривой (рис. 3.3) в зависимости от отношения xΣ/rΣ:
; Kуд1=1,02;
.