Расчёт токов КЗ в сети 0,4 кВ

Date: 2015-10-07; view: 1105.

Расчёт токов трёхфазного и двухфазного КЗ в сетях 0,4 кВ выполняется по методике, изложенной в параграфе 13.1. При этом необходимо учитывать не только активные и индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, но и активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи (машинах, вводах и выводах аппаратов, разъёмные контакты аппаратов, сопротивление дуги в месте КЗ, а также сопротивления катушек расцепителей автоматов и первичных обмоток трансформатров тока).

Для расчётов рекомендуется пользоваться [17], в котором приведены сопротивления элементов аппаратов по данным заводов-изготовителей.

Испытания показали, что реально имеющие место величины токов при КЗ значительно меньше расчётных величин токов, найденных без учёта сопротивлений контактных соединений (на 60 – 80 %).

При определении сопротивления необходимо учитывать сопротивление дуги в месте КЗ, значение которого принимается 0,01 Ом.

При отсутствии достоверных данных о контактах и их переходных сопротивлениях рекомендуется при расчёте токов КЗ в сетях, питаемых трансформаторами мощностью до 1600 кВА включительно, учитывать их суммарное сопротивление введением в расчёт активного сопротивления:

1. Для распределительных устройств на станциях и подстанциях – 0,015 Ом;

2. Для первичных цеховых распределительных пунктов, как и на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций или от главных магистралей – 0,02 Ом;

3. Для вторичных цеховых распределительных пунктов, как и на зажимах аппаратов, питаемых от первичных распределительных пунктов – 0,025 Ом;

4. Для аппаратуры, установленной непосредственно у электроприёмников, получающих питание от вторичных распределительных пунктов – 0,03 Ом.

Однако как показывают результаты расчётов для конкретных примеров, вышеприведенные значения переходных сопротивлений контактов являются завышенными, особенно для сетей, питающихся от трансформаторов мощностью выше 1000 кВА.

Значительное электрическое удаление систем электроснабжения от питающих центров позволяет считать, что при КЗ за понижающим трансформатором напряжение в точке сети, где он присоединён, практически остаётся неизменным и равным своему номинальному значению.

Сопротивления трансформаторов, кабелей, шинопроводов аппаратов берутся из справочников или по [17].

Имея величины сопротивлений всех элементов, входящих в схему замещения, определяют результирующие активные и индуктивные сопротивления короткозамкнутой цепи.

Активное сопротивление элементов аппаратуры и устройств, контактов, дуги в месте КЗ определяют в составе результирующего сопротивления:

,

здесь r_k – преходное сопротивление контактного соединения токоведущих шин;

r_э – активное сопротивление элементов цепи КЗ;

r_д – активное сопротивление дуги в месте КЗ.

Индуктивное сопротивление состоит из сопротивления внешней системы, понижающего трансформатора, шин, кабелей, катушек, автоматов и т. д.

Результирующие сопротивления r_рез.б и х_рез.б цепи КЗ находят путём преобразования схемы замещения с учётом активного переходного сопротивления. По найденным значениям активного и реактивного результирующих сопротивлений определяют (в килоамперах):

– начальное действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного КЗ

; (13.22)

– ударный ток трёхфазного КЗ:

(13.23)

где

– действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ, необходимое для выбора защиты от замыканий на землю:

, (13.24)

где , – результирующие активные и индуктивное сопротивления прямой последовательности, мОм;

, – результирующие активные и индуктивное сопротивления нулевой последовательности, мОм.

Пример 13.3. Рассчитать токи трёхфазного КЗ в точках К₁ и К₂ СЭС, схема которой изображена на рис. 13.5. Параметры элементов схемы указаны на рисунке. Электроустановки напряжением 0,4 кВ питаются через шинопровод типа ШМА-73.

Решение. Расчёт токов КЗ в точке К₁. Сопротивления связи питающей подстанции с системой

; .

Сопротивления трансформатора:

мОм;

мОм;

мОм.

Сопротивления шины от выводов трансформатора сборных шин напряжением 0,4 кВ:

мОм;

мОм.

Индуктивное сопротивление токовой катушки расцепителя автомата QF₁ на 1600 А, х₄ = 0,06 мОм.

Сопротивления одновитковых первичных обмоток трансформатора тока ТА не учитываем. Результирующее переходное сопротивление при КЗ в точке К₁ для трансформатора мощностью S_тр =1000 кВ·А, r_н1 = 8,41 мОм.

а б

Рис. 13.5. К примеру 13.3

Результирующие сопротивления короткозамкнутой цепи до точки К₁:

мОм;

мОм.

Полное сопротивление короткозамкнутой цепи

мОм.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в точке К₁

кА.

Ударный ток в точке К₁:

кА.

где ;

с.

Расчёт токов КЗ в точке К₂ . Сопротивление шинопровода ШМА-73:

мОм;

мОм.

Сопротивления КЛ от шинопровода до выключателя QF₂:

мОм;

мОм.

Индуктивное сопротивление токовой катушки расцепителя автомата QF2

мОм.

Результирующее переходное сопротивление в точке К₂ с учётом коэффициента ступени КЗ принимаем мОм.

Результирующие сопротивления короткозамкнутой цепи К₂:

мОм;

мОм.

мОм.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в точке К₂

кА.

Ударный ток КЗ в точке К₂

кА,

где ,

причем с.

13.5. Активное сопротивление дуги в месте КЗ в установках
напряжением до 1000 В

При определении минимального значения тока КЗ в установках напряжением до 1000 В следует учитывать влияние на ток КЗ активного сопротивления электрической дуги в месте КЗ. Приближенные значения активного сопротивления дуги приведены в таблице 13.1.

Таблица 13.1

При точных расчетах активное сопротивление дуги зависит от тока КЗ и длины дуги и рассчитывается по формуле

,

где – начальное действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ, кА, опрделяемое с учетом сопротивления дуги;

– длина дуги, см, которая принимается равной: при ; при мм;

при ; Rc, Xc – суммарные активное и индуктивное сопротивления цепи КЗ, мОм; а – расстояние между фазами проводников, мм.