9.3 Расчет токов кз шинопроводов на стороне 0.4 кВ

Сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ характеризуются большой протяженностью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры. При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток К.З. Поэтому в расчетах учитывают все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные. Кроме того, учитывают активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи (на шинах, на вводах и выводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов и контакт в месте К.З.). При отсутствии достоверных данных о контактах и их переходных сопротивлениях, рекомендуется при расчете токов К.З. в сетях, питаемых трансформаторами мощности до 1600 кВА, учитывать их сопротивления следующим образом:

0.015 Ом - для распределительных устройств на станциях и подстанциях;

0.020 Ом - для первичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций и главных магистралей;

0.025 Ом - для вторичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП;

0.030 Ом - для аппаратуры, установленной непосредственно у приемников электроэнергии, получающих питание от вторичных РП.

Для установок напряжением до 1 кВ при расчетах токов К.З. считают, что мощность питающей системы не ограничена и напряжение на стороне высшего напряжения цехового трансформатора является неизменным.

Расчет токов К.З. на напряжение до 1 кВ выполняют в именованных единицах. Сопротивления элементов системы электроснабжения высшего напряжения приводят к низшему по формуле:

,

где x_в - сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения;

x_н - сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения, приведенное к низшему;

U_ном.в, U_ном.н - соответственно номинальное напряжение высшей и низшей ступеней.

Выбор защитной аппаратуры и проверка шинопроводов в цеховых сетях на электродинамическую стойкость осуществляется после расчета ударных токов. Значения ударных коэффициентов определяют по кривой К_уд = f(x/r), а при x/r ≤ 0.5 принимают равными единице. Расчетные точки при расчетах токов К.З. выбирают в начале отходящих линий непосредственно за коммутационным аппаратом.

Расчетная однолинейная схема сети 0.4 кВ механического цеха предприятия изображена на рисунке 3, пример расчета приведен ниже.

Рисунок 3 - Расчетная однолинейная схема сети 0.4 кВ механического цеха

1. Определяем сопротивление кабельной линии 10 кВ, и сразу же приведем его к напряжению 0.4 кВ при помощи выражения:

r₀ = 2.21 Ом/км (для F = 16 мм²);

x₀ = 0.067 Ом/км (для F = 16 мм²);

l = 27 м.

2. Определяем сопротивление трансформатора ТМ-400/10. По каталожным данным:

r_т = 4.96 мОм;

x_т = 15.47 мОм.

3. Рассчитываем ток К.З. в точке К1, на выводе низшего напряжения ТП.

Суммарное активное сопротивление с учетом переходного сопротивления на зажимах кабельной линии, сопротивления контактов вакуумного выключателя SF1 (r_конт.SF10), сопротивления разъемных контактов вакуумного выключателя SF1 и переходного сопротивления на зажимах трансформатора (r_доб1 =20+0+20+20+20=80) равно:

Суммарное реактивное сопротивление равно:

Ток К.З. в точке К1 равен:

Ударный ток в точке К1 равен:

4. Рассчитываем ток К.З. в точке К2, на шинах РУ 0.4 кВ, после автоматического выключателя SF2.

Для точки К2, помимо рассчитываемых выше величин сопротивлений, учитываем переходного контакта трансформатора, сопротивление контактов и сопротивление разъемных контактов автоматического выключателя SF2, сопротивление переходного контакта шины трансформатора (r_доб2 = 20+15+20+20+20=95 мОм).

Ток К.З. в точке К2 равен:

Ударный ток в точке К2 равен:

5. Рассчитываем ток К.З. в точке К3, в начале распределительного шинопровода ШРА-1, после автоматического выключателя SF3, с учетом сопротивления переходного контакта шины трансформатора, сопротивления контактов и сопротивления разъемных контактов автоматического выключателя SF3, и переходного контакта шинопровода ШРА-1 (r_доб3 = 20+15+20+20+20=95 мОм).

Ток К.З. в точке К3 равен:

Ударный ток в точке К3 равен:

6. Рассчитываем ток К.З. в точке К4, в конце распределительного шинопровода ШРА-1, после предохранителя F, с учетом длины шинопровода ШРА-1 (l = 98м), сопротивления переходного контакта шинопровода ШРА-1, сопротивления разъемных контактов предохранителя F и сопротивления шинопровода (r₀=0.21 Ом/км, x₀=0.21 Ом/км, для ШРА-1), тогда r_доб4 = 20+30+30=80 мОм.

Ток К.З. в точке К4 равен:

Ударный ток в точке К4 равен:

Токи К.З. в точках К5…К9 рассчитываем аналогично, результаты сводят в таблицу10. Пример таблицы приведен ниже.

Таблица №10

Точки К.З.	(rкл+rт), r0, мОм	(xкл+xт), x0, мОм	l, м	rдоб, мОм	r∑, мОм	x∑, мОм	Iк, кА	iуд, кА
К1	5,079	15,474	27	80	85,079	15,474	2,674	3,770
К2			1	95	180,079	15,474	1,279	1,804
К3			1	95	275,079	15,474	0,839	1,183
К4	0,21	0,21	72	80	370,199	30,594	0,622	0,878
К5
К6
К7
К8
К9