8 Розрахунок струмів короткого замикання в характерних точках системи живлення крану

Для розрахунку струмів короткого замикання представимо електричні схеми із вказаними точками КЗ, рисунок 8.1 і рисунок 8.2.

8.1 Розрахунок струмів кз у високовольтній мережі

Рисунок 8.1- Електрична схема та схема заміщення по стороні високої напруги

Розглянемо точку К1.

Потужність КЗ на шинах головної підстанції підприємства має наступне значення S_кз = 100 МВА. Тоді усталене значення струму КЗ у точці К1:

,

де - напруга, яка дорівнює = 1,05 ∙

кА.

Ударний струм кз в свою чергу дорівнює:

,

= 2,555,499 = 14,022 кА.

Розглянемо точку К2.

Розрахуємо параметри у відносних одиницях (в.о.):

,

де - індуктивний опір системи у в.о.;

- базисна потужність, = 100 МВ∙А.

Маємо:

Розрахуємо параметри кабельної лінії КЛ1 (в.о.):

,

;

де , - відповідно активний і індуктивний опір КЛ1 у в.о.;

l – довжина КЛ1, l = 0,4 км;

, - відповідно активний і індуктивний питомі опори КЛ1, значення яких відомі:

r₀ = 3,125 Ом/км,

х₀ = 0,08 Ом/км.

Таким чином маємо:

,

Визначимо повний опір для точки К1 в відносних одиницях.

.

Підставимо значення відповідних величин і обчислимо:

.

Розрахуємо струм КЗ для точки К2.

,

кА

Визначимо ударний струм у точці К2:

,

кА.

8.2 Розрахунок струмів короткого замикання у низьковольтній мережі.

Рисунок 8.2- електрична схема та схема заміщення по стороні низької напруги

Активний опір

,

де Р_кз – втрати КЗ трансформатора, Р_кз = 11000 Вт; I_н – номінальний струм трансформатора:

,

де S_н – номінальна потужність, S_н = 1000 кВА;

U_н – номінальна напруга, U_н = 0,38 В.

.

Остаточно маємо

Індуктивний опір

,

де z – повний опір, розраховується за формулою:

.

де U_к – напруга КЗ трансформатора, U_к = 5,5 %;

Остаточно маємо

Розрахунок опорів трансформатору струму ТЛ10-11-У3

Для трансформатору струму ТЛ10-11-У3 класу точності 2 (табл. 2.49 [7]), маємо

r_тс = 0,02 мОм,

x_тс = 0,02 мОм.

Опори шинопроводів

Шинопроводи Ш1, Ш2, Ш3 є шинопроводи ШРА-73, питомі опори яких (табл. 2.52 [7]):

r₀ = 0,2 мОм/м,

x₀ = 0,1 мОм/м.

Активні опори

r_ш1 = r₀ ∙ l₁

r_ш2 = r_ш3 = r₀  l₂,

де l₁, l₂ – довжини відповідно шинопроводів Ш1, Ш2, l₁ = 0,5 м, l₂ = 0,1 м;

тоді

r_ш1 = 0,20,5 = 0,1 мОм,

r_ш2 = r_ш3 = 0,20,1 = 0,02 мОм.

Індуктивні опори

x_ш1 = х₀ ∙ l₁

x_ш2 = x_ш3 = x₀ l₂,

x_ш1 = 0,1 0,5 = 0,05 мОм,

x_ш2 = x_ш3 = 0,10,1 = 0,01 мОм.

Опір автоматичних вимикачів

Для автоматичних вимикачів приймаємо (табл. 2.54 [7]):

r_в = 7 мОм,

х_в = 4,5 мОм.

Опори кабельних ліній КЛ1 і КЛ2

Оскільки F_кл1 = F_кл2 , то значення питомих опорів будуть однаковими:

r₀ = 3,125 Ом/км,

х₀ = 0,08 Ом/км.

Тоді маємо:

r_кл1 = r₀l_кл1,

r_кл1 = 3,1250,41000 = 781,25 мОм.

r_кл2 = r₀l _кл2,

r_кл2 = 3,125  0,251000= 1250 мОм.

х_кл1 = х₀l _кл1,

х_кл1 = 0,080,41000 = 20 мОм.

х_кл2 = х₀l _кл2,

х_кл2 = 0,080,251000 = 32 мОм.

Опір тролеї

r_тр = r₀L_тр,

r_тр =1,010,0351000 = 35,35 мОм.

х_тр = х₀L_тр,

х_тр = 0,6160,0351000 = 21,56 мОм.

Опори контакторів і перехідні опори (табл. 2.5 [7])

r^ш_пер = 0,0034 мОм,

r^к_пер = 0,043 мОм.

8.3 Струм кз у нв мережі

Струм КЗ у точці К1

,

де U_н – номінальна напруга, U_н =380 В,

z_1 – загальний опір у точці К1

,

де r_1, x_1 – сумарні активний і реактивний опори у точці К3:

r_3 = r_т + r_в1 + r_тc + r_ш1+ 6r_пер,

r_1 = 1,6 + 7 + 0,02 +0,1+0,258= 8,978 мОм.

x_1 = x_т + x_в1 + x_тc + x_ш1,

x_1= 7,799 + 4,5 + 0,02 + 0,05 = 12,369 мОм.

Отже

Остаточно струм КЗ у точці К1

Ударний струм КЗ в точці К1

,

і_удк1 = 2,5515,072 = 38,434 кА.