Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением менее 1 кВ

Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ;

φк =arctg(ХΣ / RΣ) – угол сдвига по фазе напряжения и периодической составляющей тока КЗ;

- время от начала КЗ до появления ударного тока.

При практических расчетах ударного тока коэффициент КУД может быть определен по кривым, приведенным на рис. П.5, с учетом соотношения сопротивлений ХΣ /RΣ или RΣ / ХΣ .

Исходные данные для расчета

Сеть напряжением 380 В (см. рис. 3,а) питается от распределительного пункта РП-10 кВ по кабельной линии КЛ-10 кВ через трансформатор ТМ-1600-10/0,4 кВ, мощностью 1600 кВА.

Мощность КЗ на стороне высшего напряжения трансформатора в точке Е при максимальном режиме работы составляет SЕК.МАКС = 262,304 МВА, при минимальном режиме – SЕК.МИН = 163,159 МВА (см. табл. 5).

Между трансформатором и вводным выключателем QF1 расположен шинопровод длиной 3 м. Номинальный ток трансформатора составляет IТ.Н = 1443 А, с учетом перегрузки (1,4∙IТ.Н) ток трансформатора может достигать величины 2020А. Поэтому в качестве исходных данных возьмем шинопровод ШМА4 на ток 3200 А (табл. П.3.1):

- удельные сопротивления фазы R1УД.Ш = 0,010 мОм/м, Х1УД.Ш = 0,005 мОм/м;

- удельные сопротивления нулевой шины RО.УД.Ш = 0,064 мОм/м, ХО.УД.Ш = 0,035 мОм/м.

Кабель с алюминиевыми жилами сечением 3x95+1x50 мм2 длиной 150 м (табл. П.4.1):

- удельные сопротивления прямой последовательности

R1УД.КЛ = 0,405 мОм/м и Х1УД.КЛ = 0,064 мОм/м;

- удельные сопротивления обратной последовательности

RО.УД.КЛ = 1,665 мОм/м и ХО.УД.КЛ = 0,559 мОм/м.

Определение сопротивлений схемы замещения

Схема замещения для расчета трехфазного тока КЗ представлена на рис. 3,б.

Сопротивление системы

- при максимальном режиме работы

(1.19)

.

- при минимальном режиме работы

Сопротивления трансформатора 1000 кВА для схемы соединения обмоток Y/YО возьмем из табл. П.1: R1Т9 = 1,7 мОм, Х1Т9 = 8,6 мОм.

Сопротивление шинопровода между трансформатором и вводным автоматическим выключателем

R1Ш = R1УД.Ш ∙ L = 0,010 ∙ 3 = 0,03 мОм ;

Х1Ш = Х1УД.Ш ∙ L = 0,005 ∙ 3 = 0,015 мОм.

Сопротивление кабельной линии

R1КЛ = R1УД.КЛ ∙ L = 0,405 ∙ 150 = 60,75 мОм;

Х1КЛ = Х1УД.КЛ ∙ L = 0,064 ∙ 150 = 9,6 мОм.

Сопротивления переходных контактных сопротивлений:

- шинопровода с двух сторон по RК.Ш = 0,0024 мОм (табл. П.6.2);

- сопротивления включения токовых катушек расцепителей и переходные сопротивления подвижных контактов автоматических выключателей (табл.П.6.1)

- активное и индуктивное сопротивления трансформатора тока 2500/5 А примем равными нулю в следствии их малости (см. табл. П.6.5).

Активное сопротивление заземляющей дуги (табл. П.7):

- на вводах 10 кВ трансформатора Т3, точка Ж – RД.Ж = 5 мОм;

- на шинах РУ-0,4 кВ, точка З - RД.З = 6 мОм;

- на шинах РУ-0,38 кВ РПН (ВРУ), точка К - RД.К = 8 мОм.

Определение токов КЗ в максимальном режиме работы энергосистемы

Точка Ж.

Сопротивление контура КЗ (прямой последовательности):

- активное

R1Σ.Ж = R1Т9 + RД.Ж = 1,7 + 5 = 6,7 мОм;

- реактивное

Х1Σ.Ж = ХС.МАКС + Х1Т9 = 0,61 + 8,6 = 9,21 мОм;

- полное

.

Значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в точке Ж

.

Точка З.

Сопротивление контура КЗ (прямой последовательности):

- активное

R1Σ.З = R1Т9 + R1Ш + RQF1 + RТТ + RК.З + RД.З =

= 1,7 + 0,03 + 0,13 + 0 + 0,0024 + 6 = 7,862 мОм;

- реактивное

Х1Σ.З = ХС.МАКС + Х1Т9 + Х1Ш + ХQF1 + ХТТ =

= 0,61+ 8,6 + 0,015 + 0,07 + 0 = 9,295 мОм;

- полное

.

Значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в точке З

.

Точка К.

Сопротивление контура КЗ (прямой последовательности):

- активное

R1Σ.К = R1Т9 + R1Ш + RQF1 + RТТ + RQF2 + R1КЛ + RQF3 + RК.К + RД.К =