Значения для различных видов кз

Вид к.з.
Однофазное		3
Двухфазное
Двухфазное на землю

Если точка к.з. питается от источника ограниченной мощности, то периодическая слагающая тока меняется с течением времени. Для выбора выключателей требуется определить периодическую и апериодическую слагающие тока к.з. в определенный момент времени по формулам:

, ,

где t – время от начала короткого замыкания до момента размыкания контактов; _а, –постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з

.

Постоянная времени затухания периодической составляющей тока к.з. _п определяется по таблицам или кривым [5].

Для систем электроснабжения промышленных предприятий типичным случаем является питание от источника неограниченной мощности. В этом случае можно считать, что в точке к.з. амплитуда периодической слагающей тока к.з. во времени не изменяется, а следовательно, остается также неизменным в течении всего процесса к.з. и ее действующее значение .

Для схемы электропередачи (ЛЭП, трансформатор) с питанием от источника неограниченной мощности схему замещения для расчета 3^хфазного тока короткого замыкания можно представить в следующем виде (рис 7.2а.).

а) б) в)

Р и с.7.2. Схема замещения для расчета ТКЗ

После её преобразования до т. К₁ (рис.7.2б) имеем

.

Для т. К₂ (рис.7.2 в) имеем

.

Для такой простой схемы расчет целесообразно произвести в именованных единицах. Тогда для т. К₁ последовательность расчета будет такой

Сопротивление воздушной ЛЭП

, Ом, (7.1)

где х₀ – удельное сопротивление одного километра воздушной ЛЭП-110 (можно принять х₀=0,4Ом/км); l – длина линии, км.

Результирующее сопротивление

, Ом. (7.2)

Периодическая составляющая тока к.з. для т. К₁

, кА. (7.3)

Амплитуда ударного тока , кА.

Для т. К₂ (напряжение 10кВ) необходимо, прежде всего, привести сопротивление ЛЭП-110кВ к напряжению 10кВ по формуле

, Ом, (7.4)

где и – среднее номинальное напряжение ступени.

Результирующее сопротивление равно

, Ом, (7.5)

где сопротивление трансформатора определяется по формуле

, Ом. (7.6)

Периодическая составляющая тока короткого замыкания в т. К₂ определиться по формуле

, кА. (7.7)

Амплитуда ударного тока кА. (7.8)

4. Выбор и проверка аппаратуры на термическую и электродинамическую устойчивость

Выбор аппаратов и проводников для проектируемой установки начинается с определения по заданной электрической схеме расчетных условий, а именно: расчетных рабочих токов присоединений и токов к.з. Расчетные величины сопоставляются с соответствующими номинальными параметрами аппаратов, выбираемых по каталогам и справочникам. При выборе аппаратов необходимо учитывать род установки (наружная или внутренняя), загрязненность среды, габариты, вес, стоимость аппарата, удобство его размещения в РУ.

Выключатели выбирают по номинальном значениям напряжения и тока, роду установки и условиям работы, конструктивному выполнению и коммутационной способности. Выбранные выключатели проверяют на стойкость при сквозных токах КЗ и по параметрам восстановления напряжения.

Отключающую способность выключателей проверяют:

- на отключение периодической составляющей расчетного тока к.з.

I_н.отк>I_nt, (8.1)

- на отключение апериодической составляющей тока к.з.

(8.2)

- если условие I_н.отк>I_nt, соблюдается, но при этом , то проверку по отключающей способности производят по полному току к.з.

, (8.3)

где  – процентное содержание апериодической составляющей в отключаемом токе; I_nt , i_at – действующее значение периодической и апериодической составляющей тока к.з. в момент расхождения контактов выключателя t, t – время от начала короткого замыкания до момента размыкания контактов

, (8.4)

где t_св – собственное время отключения выключателя; t=0,01с -- минимально возможное время действия защиты;

Для выключателей ускоренного действия (типа ВМПЭ-10) и небыстродействующих (типа ВМГ-10), для которых собственное время отключения более 0,08с, значение _норм0,2 и в расчетах принимается _норм =0. Поэтому апериодическую составляющую можно не учитывать и при проверке отключающей способности таких выключателей достаточно выполнить условие (8.1).

Для выключателей сверхбыстродействующих и быстродействующих (типа ВЭМ-10) собственное время отключения составляет 0,040,05с и соответственно _норм =0,4 и _норм =0,3. При проверке отключающей способности таких выключателей надо учитывать апериодическую составляющую, т.е. производить проверку по (8.3).

Приводы к высоковольтным выключателям выбираются по каталогу в соответствии с типом выключателя (приложение П5). Высоковольтные выключатели проверяются также на термическую и динамическую стойкость ТКЗ, для чего должны быть выполнены условия

, (8.5)

где I_T, t_T – нормированные ток и время термической стойкости аппарата; i_у, i_дин – соответственно расчетное значение амплитуды ударного тока и амплитудный ток динамической стойкости аппарата; В – тепловой импульс, может быть определен по упрощенной формуле

(8.6)

Результаты выбора и проверки представляются в табличной форме (табл. 8.1).

Таблица 8.1

Сравнительные данные

№	Расчетные данные	Каталожные данные	Условия проверки
1	Uраб	Uн	UрабUн
2	Ip	Iн	IpIн
3	iy	iд
4	Iп.о	Iоткл
5
6		Sоткл	Sк.з Sоткл

Разъединители, отделители, выключатели нагрузки и короткозамыкатели. Разъединители, отделители, выключатели нагрузки выбирают по следующим параметрам:

• номинальному напряжению ;

• номинальному длительному току ;

• электродинамической стойкости ;

• термической стойкости

• конструктивному выполнению, роду установки (внутренняя, наружная).

Разъединители, отделители выбираются только для РУ наружной установки, при этом необходимо стремиться к установке аппаратов снабженных заземленными ножами, например типа ОДЗ, РНДЗ.

В комплектных РУ 6-10 кВ вместо разъединителей применяют втычные контакты, которые выбору и проверке не подлежат.

При выборе выключателей нагрузки дополнительно определяется ток отключения .

Короткозамыкатели выбираются по тем же условиям, но без проверки по току нагрузки. Однако, исходя из режима работы нейтрали сети в РУ 35 кВ, короткозамыкатель устанавливают в двух, а в РУ 110-220 кВ – в одной фазе. Поэтому и проверка короткозамыкателя должна производиться по двух- и однофазному току к.з.

Для выбора и проверки можно также использовать таблицу 8.1, за исключением пунктов 4 и 6, для аппаратов, не предназначенных для отключения ТКЗ, например разъединителей.

Трансформаторы тока выбираются по следующим условиям:

• номинальному напряжению ;

• номинальному току ;

• электродинамической стойкости ,

где К_эд – кратность электродинамической стойкости (по каталогу); I_1ном – номинальный первичный ток трансформатора тока;

• термической стойкости

• конструкции и классу точности;

• вторичной нагрузке - ,

где Z_2ном – номинальное полное сопротивление нагрузки (допустимая нагрузка) трансформатора тока в выбранном классе точности, которое может быть принято равным:

,

где R_к – переходное сопротивление контактов (R_к=0,1 Ом); R_пр – сопротивление проводов (R_пр= R₂ - R_приб - 0,1); R_приб – сопротивление приборов, R_приб=S_приб/I₂²; S_приб – мощность, потребляемая прибором; I₂ – вторичный номинальный ток приборов.

Вторичную нагрузку трансформатора тока целесообразно определять с помощью таблицы 8.2

Таблица 8.2

Прибор	Тип	Число приборов	Нагрузка, ВА
			фаза А	фаза В	фаза С
Итого

По условию прочности сечение для медных жил должно быть не менее 2,5 мм², для алюминиевых – 4,0 мм², но не более 6 мм².

Трансформаторы напряжения выбираются по условиям:

• напряжению установки ;

• конструкции и схеме соединений обмоток, классу точности;

• вторичной нагрузке - ,

где - нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, ВА

Вторичную нагрузку трансформатора напряжения целесообразно определять с помощью таблицы 8.3

Таблица 8.2

Прибор	Тип	Потребл мощность одной обмотки, ВА	Число обмоток	cos	sin	Число приборов	Общая потребл. мощность
							P, Вт	Q, вар
Итого:

Сечение проводов по условию механической прочности для медных жил - 1,5 мм², для алюминиевых – 2,5 мм².

Реакторы выбираются по следующим параметрам:

• номинальному напряжению ;

• номинальному току ;

Индуктивное сопротивление реактора выбирается в основном по условиям ограничения тока к.з.

По известным расчетным данным тока к.з.: базисному току системы – I_б, результирующему сопротивлению всей цепи к.з. с реактором - , результирующему сопротивлению всей цепи к.з. без учета реактора - определяется:

относительное базисное сопротивление реактора

,

относительное сопротивление реактора

,

сопротивление реактора в Омах

, Ом.

По значению U_ном, I_ном.р и ближайшему стандартному X_р(Ом) по каталогам определяют тип реактора.

Выбор изоляторов.

Жесткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых производится по следующим параметрам:

• номинальному напряжению ;

• допустимой нагрузке на головку опорного изолятора

.

При горизонтальном или вертикальном расположении изоляторов всех фаз расчетная нагрузка определяется:

,

где К_п – поправочный коэффициент на высоту шин, если они расположены на «ребро»; d – расстояние между фазами; - расстояние между изоляторами.

Проходные изоляторы выбираются по:

• номинальному напряжению ;

• допустимой нагрузке на головку опорного изолятора

.

Для проходных изоляторов расчетная нагрузка определяется:

.