Зразок розрахунку одного варіанту

Практична робота №4

тЕМА: Розрахунок струмів короткого замикання

МЕТА: Ознайомити студентів з методикою розрахунку струмів к.з.

ЗАВДАННЯ: Зробити розрахунок струмів к.з. згідно завдання варіанту.

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Знання величини струмів короткого замикання потрібні для перевірки надійності роботи електричних апаратів, налагодження релейного захисту, аналізу аварій та аналізу схем основних з'єднань устаткування. Розрахунок ведеться в іменованих одиницях з використанням закону Ома, а опори, які розраховані для інших напруг, зводяться до напруги ступеня короткого замикання. Потрібно визначити струми к.з. в характерних точках і миттєве діюче значення, а також потужність к.з.

2.5.1 Виконується схема головних з'єднань. За цією схемою виконується схема заміщення, в яку входять елементи, що мають значний опір. Напруга збільшується на 5% для компенсації похибки в більший бік.

Рисунок 1- Схема головних з’єднань.

Рисунок 2- Схема заміщення для точок К1 та К2

2.5.2 Опір системи може дорівнювати нулю, коли точка к.з. близька до генераторів системи. Для цехової підстанції опір системи, Ом:

, (39)

де U_н – номінальна напруга, кВ;

S_відкл– потужність відключення високовольтного вимикача, МВА.

2.5.3 Активний опір кабельної лінії, Ом:

, (40)

де l – довжина лінії, км;

γ– питома провідність,м/Ом∙мм², для міді γ = 53, для алюмінію γ = 32;

F_K– переріз однієї фази кабелю,мм².

2.5.4 Індуктивний опір кабелю, Ом:

, (41)

де x₀– питомий індуктивний опір лінії. Для кабельних ліній 10 кВ x₀=0,08 Ом/км.

2.5.5 Повний результуючий опір до точки к.з., Ом:

, (42)

де x_рез– сума реактивних опорів(для цього випадку х_рез = x_c1+ х_К1.

2.5.6 Струм усталеного трифазного к.з., кА:

, (43)

2.5.7 Ударний струм, кА:

, (44)

де k_у– ударний коефіцієнт, який залежить від відношення x_рез/R_рез і визначається за графіком [1].

2.5.8 Потужність короткого замикання в точці K1, MB∙A:

, (45)

2.5.9 На схему заміщення наносяться величини опорів елементів.

2.5.10 Для розрахунку струму к.з. на шинах 0,4 кВ (точка K2) накреслюється схема заміщення для цієї точки і опори зводяться до напруги 0,4 кВ. Розрахунок ведеться в міліомах.

2.5.11 Зводиться опір елементів, розрахованих на боці напруги 10 кВ до ступеня 0,4 кВ.

2.5.11.1 Опір системи, мОм:

, (46)

2.5.11.2 Активний опір кабельної лінії, мОм:

, (47)

2.5.11.3 Реактивний опір кабельної лінії, мОм:

, (48)

2.5.12 Відносний опір силового трансформатора:

, (49)

де ∆Р_кз – втрати короткого замикання [2], кВт.

2.5.13 Активний опір, мОм:

, (50)

де U_Н2 – напруга НН, В.

2.5.14 Реактивний опір трансформатора, мОм;

, (51)

2.5.15 Для визначення опору автоматичного вимикача і шин розраховується струм на боці НН трансформатора, А:

, (52)

2.5.16 Вибирається автоматичний вимикач з умови:

I_т.ном ≤ I_н.а, (53)

де I_н.а – номінальний струм автоматичного вимикача, А.

379.83≤ 400

За I_н.а визначається активний і реактивний опір автоматичного вимикача [2].

2.5.17 За I_т.ном вибирається переріз шин (F_ш) з умови, що I_шин ≥ I_т.ном [2].Згідно з F_ш визначається x_0ш=0,145мОм, і R_0ш= 0,032мОм. Опір в кінці шин дорівнюватиме, мОм:

, (54)

де l_ш– довжина шин (5 – 10 м).

2.5.18 Активний результуючий опір, мОм:

, (55)

На схему заміщення наносяться величини опорів елементів.

2.5.19 Реактивний результуючий опір, мОм:

, (56)

2.5.20 Повний результуючий опір, мОм:

, (57)

2.5.21 Струм усталеного трифазного к.з., кА:

, (58)

2.5.22 Ударний струм системи, кА:

, (59)

де k_y– ударний коефіцієнт.

2.5.2.4 Потужність короткого замикання, MB∙A:

, (60)

Таблиця варіантів

			1 варіант	2 варіант	3 варіант	4 варіант	5 варіант	примітка
1	Sвід	мВА	227	250	300	350	280
2	L	км	1	2	3	1,6	1,9
3	γ		52	52	52	52	52
4	Fк	мм2	32	10	16	25	50
5	х0	Ом/км	0,08	0,07	0,09	0,06	0,5
6	кmak		1,02	1,1	1,05	1,09	1,07
7	ΔΡкз	кВт	3,7	1,97	2,65	5,9	8,5
8	Sт.ном	кВА	250	100	160	400	630
9	Uк	%	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5
10	Uт.ном	кВ	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38
11	х0ш	мОм	0,145	0,15	0,16	0,17	0,18
12	R0ш	мОм	0,032	0,033	0,035	0,037	0,039
13	ха	мОм	0,11	0,12	0,13	0,15	0,11