4.2 Особенности расчета токов кз в электроустановках напряжением до 1 кВ.

Расчеты токов КЗ в электроустановках до 1 кВ обычно проводят в именованных единицах. При составлении схем замещения необходимо учитывать:

• индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи (включая проводники, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей);

• активные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи;

• активные сопротивления различных контактов и контактных соединений;

• сопротивление электрической дуги в месте КЗ;

• значения параметров синхронных и асинхронных двигателей.

• Параметры элементов расчетной схемы следует приводить к ступени напряжения на которой находится точка КЗ, а активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражать в миллиомах (мОм).

При составлении схемы замещения допускается максимально упрощать и эквивалентировать внешнюю сеть по отношению к месту КЗ и индивидуально учитывать только автономные источники электроэнергии и электродвигатели, непосредственно примыкающие к месту КЗ.

Если питание электроустановок осуществляется непосредственно от энергосистемы, то можно считать, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного напряжения через эквивалентное сопротивление системы. Значение этого сопротивления (Х_с) в миллиомах, приведенное к ступени низшего напряжения, определяется по формуле

Активные и индуктивные сопротивления понижающего трансформатора (R_т и Х_т), приведенные к ступени низшего напряжения сети рассчитываются по формулам, мОм

где S_тном – номинальная мощность трансформатора, кВА; Р_кном - номинальные потери КЗ в трансформаторе, кВт; U_ннном – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ; U_к – напряжение КЗ трансформатора, %.

Активное и реактивное сопротивления токоограничивающего реактора (R_р и Х_р) рассчитываются по формулам

;  ,

где   - потери активной мощности в фазе реактора при номинальном токе, Вт;   - номинальный ток реактора, А;   - угловая частота напряжения сети, рад/с; L – индуктивность катушки трехфазного реактора, Гн; M – взаимная индуктивность, Гн.

Активное и реактивное сопротивления шинопроводов (R_ш и Х_ш) определяются экспериментальным или расчетным путем.

При расчетах токов КЗ могут быть использованы параметры шинопроводов, указанные в нормативно-технической документации или расчетные данные.

Значения активного и индуктивного сопротивления кабелей принимают как указано изготовителем.

Активное и реактивное сопротивления контактов и контактных соединений (R_к и Х_к) следует определять на основании данных экспериментов и расчетных методик. Для приближенного учета контактов принимают: R_ккl=0,1 мОм (контактные соединения кабелей); R_кш=0,01 мОм (шинопровода); R_ка=1 мОм (коммутационные аппараты).

Активное сопротивление электрической дуги следует учитывать при определении минимального значения тока КЗ и допускается рассчитывать по формуле

где   - начальное действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ, определяемое с учетом сопротивления дуги; l_д - длина дуги, мм:

где   и   - соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивления цепи КЗ, мОм; а – расстояние между фазами, мм.

При питании от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение тока трехфазного КЗ  без учета подпитки от электродвигателей рассчитывают по формуле, кА

,

где   - соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ, мОм;   - cреднее номинальное напряжение сети, в которой произошло КЗ, В.

Значение сопротивлений

;

,

где  ,   - активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, мОм;  ,  - активное и индуктивное сопротивления первичных обмоток трансформатора тока, мОм;   - эквивалентное индуктивное сопротивление системы до понижающего трансформатора, мОм, приведенное к ступени низшего напряжения;  ,  - активное и индуктивное сопротивления токовых катушек автоматических выключателей, мОм; ,  - активное и индуктивное сопротивления шинопроводов, мОм;  - суммарное активное сопротивление различных контактов, мОм;   активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности кабелей, мОм;  - активное сопротивление дуги в месте КЗ, мОм, рассчитываемое в зависимости от условий КЗ.

Если электроснабжение электроустановки осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор и вблизи места КЗ имеются синхронные и асинхронные электродвигатели или комплексная нагрузка, то начальный ток с учетом подпитки от электродвигателей или нагрузки следует определить как сумму токов от энергосистемы   и от электродвигателей  ,   или комплексной нагрузки  :

= +  +

или

= + .

Начальный ток от синхронных электродвигателей рассчитывают по формуле, кА

где   - сверхпереходная ЭДС синхронного электродвигателя, В;  - соответственно сверхпереходное индуктивное и активное сопротивления двигателя, мОм;  - индуктивное и активное сопротивления прямой последовательности кабелей между точкой КЗ и электродвигателем, мОм.

Начальный ток от асинхронных электродвигателей рассчитывают по формуле, кА

где   - сверхпереходная ЭДС асинхронного электродвигателя, В;  - соответственно сверхпереходное индуктивное и активное сопротивления двигателя, мОм;  - индуктивное и активное сопротивления прямой последовательности кабелей между точкой КЗ и электродвигателем, мОм.