Лекція 9

3.3. Розрахунок струмів короткого замикання

У трифазних мережах змінного струму можливі дво – і трифазні короткі замикання (КЗ). Знання максимального значення трифазного струму КЗ необхідно для вибору комутаційних апаратів, а мінімального значення двофазного струму КЗ – для перевірки вибраних уставок релейного захисту комутаційних апаратів.

Розрахунки струмів КЗ виконуються у такій послідовності:

– креслиться розрахункова схема дільничної мережі (рис. 3.1);

– за розрахунковою схемою складається схема заміщення (рис. 3.2);

– на схемі заміщення вибираються точки, у яких необхідно визначити струми КЗ;

– визначаються параметри елементів схеми заміщення;

– розраховують струми КЗ.

Струми КЗ визначаються за формулами

; , (3.21)

де – середня номінальна (лінійна)напруга ступеня КЗ, приймається рівним 0,135; 0,23; 0,4; 0,69 або 1,2 кВ; Z – еквівалентний опір до точки КЗ. Еквівалентний опір складається з опорів розподільної високовольтної мережі, трансформатора та кабелів до точки КЗ.

(3.22)

де r_р.м, х_р.м – активний і індуктивний опір розподільної високовольтної мережі, відповідно; r_к , х_к – активний і індуктивний опір 1 км кабелю перерізом 50 або 4 мм²; – зведені до перерізу 50 мм² або 4мм² довжини кабельних ліній до точки К3, км; r_т – активний опір силового трансформатора

, (3.23)

де Р_т – втрати в міді трансформатора (наводяться в каталожних даних); U₀ – номінальна напруга холостого ходу трансформатора; S_т.ном – номінальна потужність трансформатора; І_ном – номінальний струм вторинної обмотки трансформатора.

Рис.3.2. Схема заміщення мережі

Повний опір обмотки трансформатора

(3.24)

тут u_к – напруга короткого замикання трансформатора (наведена в каталожних даних).

Індуктивний опір обмоток трансформатора

(3.25)

При цьому допускається:

– не враховувати опір розподільної мережі 6 кВ при потужності дільничних підстанцій до 400 кВ·А включно (r_р.м= 0; х_р.м=0 );

– приймати активний опір високовольтної розподільної мережі таким, що дорівнює нулю (r_р.м= 0) при потужності КЗ Sк> 50 МВ·А.

Повний, активний та індуктивний опір високовольтної розподільної мережі при Sк< 50 МВ·А визначається за формулами

; ; (3.26)

,

де S_к - потужність короткого замикання на вводі дільничної підстанції або на шинах найближчого живильного РПП-6, МВ·А.

Загальний перехідний опір контактів і елементів апаратів приймають 0,005 Ом на один комутаційний апарат, а також точки КЗ. Активний опір кабелю перерізом 50 мм²r_к = 0,423 Ом/км, індуктивний х_к= 0,075 Ом/км.

Приведена довжина кабельних ліній l_пр з урахуванням опору контактів і елементів апаратів, а також перехідного опору в точці КЗ

l _np = l₁k_np1+l₂k_np2+…+l_nk_{np n} + (n+1) l_e, (3.27)

де l₁,…,l_n – фактичні довжини кабелів з різними перерізами жил, м; k_np1,…, k_npn - коефіцієнти приведення (табл.. 8.3); n – кількість комутаційних апаратів, послідовно підключених в коло КЗ від ПДПП; l_e= 10м – приведена довжина кабельної лінії, еквівалентна перехідним опорам комутаційних апаратів і точки КЗ.

Таблиця 8.3

Значення коефіцієнтів приведення перерізів кабелів

Переріз основної жили кабелю, мм2	Коефіцієнт приведення, кпр	Переріз основної жили кабелю, мм2	Коефіцієнт приведення, кпр
Для мереж напругою 380 … 1140 В (перерізи приведені до 50 мм2)
4	12,3	35	1,41
6	8,22	50	1
10	4,92	70	0,72
16	3,06	95	0,54
25	1,97	120	0,43
Для мереж напругою127 В (перерізи приведені до 4 мм2)
2,5	1,6	6	0,67
4	1	10	0,4

При визначенні І в освітлювальних мережах враховують опори контактних з’єднань. Для цього до значення l_nр додають довжину кабелю l₀ перерізом 4 мм², чисельно рівну подвійної кількості світильників і трійникових муфт N(м) освітлювальної мережі до точки КЗ l₀ = 2 N.