39.Расчет тока короткого замыкания в сети напряжением до 1000 в.

Особенностью расчета тока к. з. в сетях напряжением до 1000 В является необходимость учета индуктивных и активных сопротивлений цепи к. з. Кроме этого определяются токи трех­фазного и двухфазного короткого замыкания. По максималь­ным значениям трехфазного тока к. з. I⁽³⁾_к проверяют аппара­туру на ее предельную отключающую способность, а по мини­мальному значению двухфазного тока к. з. I⁽²⁾_к - надежность действия защитной аппаратуры.

При расчете тока к. з. в сети напряжением до 1000 В сопро­тивлением электрической системы напряжением свыше 1000 В (до трансформатора) можно пренебречь, т. е. считать, что вто­ричное напряжение трансформатора при к. з. остается неизмен­ным. Токи (А) трехфазного и двухфазного к. з. определяются по уравнениям:

где U_ном.ср. - среднее номинальное напряжение сети (230, 400 и 690 В); R_рез и Х_рез. - результирующие активное и индуктивное сопротивления всех элементов цепи к. з., Ом.

Результирующие сопротивления цепи к. з. складываются из сопротивлений элементов цепи: трансформатора, воздушных и кабельных линий, токовых катушек и контактов аппаратов и т. п.

Активное сопротивление трансформатора (Ом)

где р_к - нагрузочные потери в меди трансформатора, принима­ются по данным каталога или справочника, кВт; U_ном - номи­нальное напряжение сети, кВ: S_НОМ — номинальная мощность трансформатора, кВА.

Активное сопротивление воздушных и кабельных линий

r_л=l/S

где l - длина линии, м;  - удельная проводимость материала провода или жилы кабеля, м/(Оммм²); S - сечение провода или жилы кабеля, мм².

Индуктивное сопротивление воздушной линии можно принимать равным 0,25 Ом/км, а проводов, проложенных в трубах, и кабельных линий – 0,07 Ом/км. Сопротивление катушек и контактов аппаратов находят по данным справочника или каталога.

40.41.Электродинамическое и термическое действие тока короткого замыкания.

При протекании токов к. з. по токоведущим частям электри­ческих аппаратов и машин, а также по шинам и проводам в них возникают механические усилия, которые передаются на изоляторы и конструкции аппаратов.

При трехфазном коротком замыкании, если токоведущие части расположены в одной плоскости, усилие (Нм), действу­ющее на среднюю токоведущую часть, например шину, опре­деляют по формуле

где а - расстояние между токоведущими частями, м; i_у - удар­ный ток трехфазного короткого замыкания, А.

По величине усилия F проверяют шины изоляторы распре­делительных устройств на механическую прочность.

Электродинамическую устойчивость электроаппаратов ха­рактеризуют максимально допустимым током динамической ус­тойчивости i_д._у. Для надежности работы аппарата необходимо, чтобы

i_д._у. i_у.

Ток к. з. в токоведущих частях вызывает дополнительное выделение тепла, которое может привести к перегреву их. По­этому сечения токоведущих частей (шин, жил кабелей и т. д.) должны быть проверены на термическую устойчивость по формуле

,

где S_min - минимальное допустимое сечение токоведущих час­тей по условию нагрева током к. з., мм²; I_ - установившийся ток к. з., А; t_откл - время действия тока к. з., которое прини­мается равным времени срабатывания защиты плюс собствен­ное время отключения выключателя, с; c — постоянный коэф­фициент, равный 165 — для медных шин и жил кабелей; 88 — для алюминиевых шин; 70 — для стальных шин.

Термическая устойчивость аппаратуры определяется током термической устойчивости при заданном времени действия этого тока t.

Условие проверки на термическую устойчивость