9.2 Расчет токов короткого замыкания
Расчеты токов КЗ в ЭУ до 1 кВ имеют следующие особенности:

1. 
   Активные сопротивления цепи КЗ учитываются не только для основных элементов системы (трансформаторов, генераторов, воздушных и кабельных линий), но и элементов коммутационных схем и измерительных устройств: катушки трансформаторов тока, токовые катушки автоматических выключателей, штепсельные соединения всех видов, рубильники, ножевые контакты предохранителей и т.д.
   
2. 
   Учитываются индуктивные сопротивления всех выше перечисленных элементов цепи КЗ.
   
3. 
   Учет сопротивления электрической дуги в месте КЗ.
   
4. 
   Учет параметров АД, если суммарный номинальный ток этих двигателей превышает 10% начальной периодической составляющей тока КЗ, рассчитанного первоначально без учета этих двигателей.
   

На величину тока КЗ могут оказать влияние АД мощностью более 100кВт с напряжением до 1 кВ в сети, если они подключены вблизи места КЗ. Объясняется это тем, что при КЗ резко снижается напряжение, а АД, вращаясь по инерции, генерирует ток в месте КЗ. Этот ток быстро затухает, а поэтому учитывается в начальный момент при определении периодической составляющей и ударного тока.

Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи-электрическими. Точки КЗ выбираются на ступени распределения и на конечном электроприемнике.


Рисунок 2- Схема замещения

Расчет сопротивления элементов схемы замещения:

1. 
   Для эквивалентного источника питания
   

; (38)


Для силового трансформатора Т1:

Активное сопротивление определяется по выражению:
; (39)

мОм
Полное сопротивление трансформатора определяется по выражению:

---

; (40)

.
Индуктивное сопротивление трансформатора определяется по выражению:
; (41)

.
Для автоматов (по таблице)

QF1: R_QF1=0,15 мОм, Х_QF1=0,17, R_пQF1=0,4 мОм;

QF2: R_QF2=0,35 мОм, Х_QF2=0,45, R_пQF2=0,55 мОм;

QF3: R_QF3=1,4 мОм, Х_QF3=1,3, R_пQF3=0,7 мОм.

QF4: R_QF3=7 мОм, Х_QF3=5,5, R_пQF3=1,6 мОм.
Для кабельных линий (по таблице)
КЛ2: r₀=7,4 мОм/м, х₀=0,116 мОм/м,
т.к. в схеме 3 параллельных кабелей, то


R_КЛ2= r₀·L _КЛ1=2,5·5=12,5 мОм,

Х _КЛ2= х₀·L _КЛ1=0,1·5=0,5 мОм.

КЛ1: r₀=1,84 мОм/м, х₀=0,099 мОм/м,

R_КЛ1= r₀·L _КЛ2=1,84·6=11,04 мОм,

Х _КЛ1= х₀·L _КЛ2=0,099·6=0,6 мОм.
Для шинопровода ШРА250
r₀=0,15; x₀=0,17; r_oп=0,3; z_oп=0,24 мОм;

R_ш=0,15^.36=5,4; Хш=0,3^.36=10,8 мОм.
Для ступеней распределения (по таблице)
R_С1=15 мОм, R_С2=20 мОм.

2. 
   Упрощаем схему замещения, вычисляем эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносим на схему (рисунок 3):
   

R_Э1=9,4+0,5+0,4+15=25,3 мОм;

Х _Э1=1,9+27+0,17=29,07 мОм;

R_Э2=0,35+0,55+12,5+5,4+20+1,4+0,7+0,7+1,6+11,04=54,6 мОм;

Х _Э2=0,45+0,5+10,8+1,3+1,6=14,65 мОм.


Рисунок 3- Схема замещения упрощенная

3. 
   Вычислим сопротивления до каждой точки КЗ и занесем в «Сводную ведомость» (таблица 15):
   

R_К1=R_Э1=25,3 мОм;

Х _К1=Х _Э1=29,07 мОм;



R_К2=R_Э1+ R_Э2=25,3+54,85=79,15 мОм;

---

Х _К2=Х _Э1+ Х _Э2=29,07+19,15=48,22 мОм;

4. 
   Определим коэффициенты К_у и q (по графику):
   

(42)

(43)

(44)

(45)

5. 
   _{Определим трехфазные и двухфазные токи КЗ и занесем в «ведомость»:}
   

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

6. 
   _{Составим схему замещения для расчета однофазных КЗ и определим сопротивления.}
   

Рисунок 4- Схема замещения для расчета 1-фазных токов КЗ
Для кабельных линий
R_пКЛ1=2 r₀·L _КЛ1=2·1,84·6=22,1 мОм;

Х_пКЛ1= х_0п·L _КЛ1=0,15·6=0,9 мОм, где х_0п=0,15 - для КЛ до 1 кВ в трубах;

R_пКЛ2=2 r₀·L _КЛ2=2·7,4·5=74 мОм;

Х_пКЛ2= х_0п·L _КЛ2=0,15·5=0,75 мОм;

R_пш=r_oпш^.L_ш=0,3^.36=10,8мОм;

Х_пш=х_опш^.L_ш=0,24^.36=8,64 мОм;



R_П2= R_С1+ R_пКЛ1

---

+ R_пш+ R_пКЛ2+ R_С2=15+22,1+10,8+74+20=141,9 мОм;

Х_П2= Х_пКЛ1+ Х_пКЛ2+ Х_пш =0,9+0,75+8,64=10,29 мОм;



(54)

(55)
где Z_Т⁽¹⁾=312 мОм по таблице для трансформатора ТМ 250-10/0,4.
Таблица 15- Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	RК, мОм	Х К, мОм	ZК, мОм	RК/ Х К,	КУ	q	IК(3), кА	iуд, кА	IК(2), кА	ZП, мОм	IК(1), кА
К1	25,3	29,07	57	0,87	1,02	1,0004	6,24	9	5,4	15,0	1,8
К2	54,6	93	37	3,7	1	1,0	2,4	3,34	2,08	142,3	0,89

---

12. ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
В сетях напряжением до 1 кВ защиту выполняют плавкими вставками предохранителя и расцепителями автоматических выключателей.

Плавкий предохранитель предназначен для защиты электрических установок от токов КЗ и перегрузок. Основными его характеристиками являются номинальный ток плавкой вставки предохранителя I_ном,пр, номинальное напряжение предохранителя U_ном,пр, номинальный ток отключения предохранителя I_{ном,откл}, защитная (времятоковая) характеристика предохранителя.

Номинальным током плавкой вставки называют ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы в номинальном режиме. Номинальный ток предохранителя – это ток, при длительном протекание которого не наблюдается перегрева предохранителя в целом. Необходимо иметь в виду, что в предохранителе может использоваться плавкая вставка с номинальным током, меньшим номинального тока предохранителя. Номинальное напряжение предохранителя определяет конструкцию предохранителя и длину плавкой вставки. Отключающая способность предохранителя характеризуется номинальным током отключения, являющимся наибольшим током КЗ, при котором предохранитель разрывает цепь без каких либо повреждений, препятствующих его дальнейшей работе после смены плавкой вставки.

Наибольшее применение в сетях напряжением до 1 кВ получили предохранители типа НПН (насыпной неразборный) и типа ПН2 (насыпной разборный). Выбор предохранителя производится по следующим условиям:
(56)

Плавкую вставку для безынерционных предохранителей выбираем с учетом следующих условий:
(57)
где U_c – номинальное напряжение сети, I_к,макс– максимальный ток КЗ в сети,I_р,макс – максимальный рабочий ток в сети, i_п – пусковой ток двигателя, равный i_п=I_ном·К_пуск, где I_ном – номинальный ток двигателя, К_пер – коэффициент перегрузки, учитывающий превышение тока двигателя сверх номинального значения в режиме пуска, принимаемый 1,6 –2,0 для тяжелых и 2,5 для легких условий пуска.

---

Смотрите также файлы

• Социальнопсихологические особенности детей из многодетных и однодетных семей.docx

• Общая характеристика царства Животные.docx

• Реферат Роль моделирования в техническом процессе.docx

• Степенная функция, её свойства и графики.docx

• Контрольная работа по дисциплине Аналоговые устройства автоматики.docx