Номинальное напряжение автоматического выключателя:

U_ном.В=660В>U_ном.С=380В.

Номинальный ток МТЗ:

I_н.мтз=1,0·I_н.б=1·630=630А > I_р=554,4А.

Ток срабатывания отсечки:

I_с.о=5·I_н.МТЗ=5·630=3150А > k_н·I_р=1,5· 554,4+168,5=1000,1А.

Время срабатывания отсечки:

t_соQF1=0,45с > t_соQF3=0,25с.

Ток срабатывания от перегрузки:

I_с.п=1·I_н.мтз=1·630=630А< 1,4·554,4=798,16 А.

Предельная коммутационная стойкость:

ПКC=40кА > I⁽³⁾_к2 =12,784 кА.

Коэффициент чувствительности:

k_ч = =>1,1·k_р =1,1·1,35 = 1,485

Ток срабатывания мгновенного расцепителя:

I_с.мгн=3·I_с.o= 3·3150=9450 А.

Выключатель проходит по всем требованиям.

Трехфазные КЗ на шинах ТП будут отключаться без выдержки времени.

Данные расчета выбора автоматических выключателей сведены в приложение 6.

6. Расчет токов короткого замыкания напряжением до 1 кВ

1. Расчёт трёхфазного тока короткого замыкания

В электроустановках напряжением до 1 кВ расчет токов КЗ выполняется с целью проверки коммутационной аппаратуры и шинопроводов на динамическую стойкость, проверки чувствительности и селективности действия защит. В расчетах учитываются все активные и индуктивные сопротивления короткозамкнутой цепи, включая активные сопротивления различных контактов и контактных соединений, а также сопротивления электрической дуги в месте КЗ.

При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток КЗ. Поэтому в расчете учитываются все активные и индуктивные сопротивления короткозамкнутой цепи, включая активные сопротивления различных контактов и контактных соединений, а также сопротивления электрической дуги в месте КЗ.

Проверку параметров электрооборудования обычно выполняют для режима трехфазного КЗ.

Начальное действующее значение периодической составляющей трехфазного тока КЗ определяем по формуле:

, (6.1)

где - среднее номинальное напряжение сети, в которой рассматривается КЗ, кВ;

,- соответственно, суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ, мОм.

Индуктивное сопротивление системы:

; (6.2)

где - номинальный ток отключения выключателя, кА.

Активное, индуктивное сопротивления трансформатора определяем по формулам:

(6.3)

(6.4)

где - потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

- номинальная мощность трансформатора, кВА;

- напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ;

- напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности шинопроводов, кабелей определяем через значения удельных сопротивлений:

(6.5)

(6.6)

где , - соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности, мОм/м;

- длина шинопровода, м.

Значения удельных сопротивлений шинопроводов, удельные сопротивления кабелей, активные сопротивления катушек и контактов автоматических выключателей, активные переходные сопротивления неподвижных контактных соединений кабелей и шинопроводов принимаем из [3].

Фрагменты расчетной схемы и схемы замещения приведены в приложении 7 и приложении 8 соответственно.

Рассчитаем параметры схемы замещения.

1. Сопротивления понижающего трансформатора:

;

.

2. Сопротивление питающей системы:

.

3. Сопротивления кабельных линий:

W1 АВВГ(4х 95) : ; .

W2 АВВГ(4х 95) : ; .

W3 АВВГ(4х120) : ;.

4. Сопротивление распределительного шинопровода ШРА4:

;

.

5. Сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока:

ТА1: ,.

6. Сопротивления автоматических выключателей:

QF 1: I _н = 630 А; r_в1 = 0,41Ом; x_в1=0,13мОм;

QF З: I _н =630 А; r_в3 = 0,41 мОм; x_в3 = 0,13 мОм;

QF 4: I _н =250 А; r_в4 = 0,8 мОм; x_в4 = 0,3 мОм;

QF 5: I _н =250 А; r_в5 = 0,8мОм; x_в5 = 0,3 мОм;

QF 6 I _н =250 А; r_в6 = 0,8 мОм; x_в6 = 0,3 мОм.

7. Сопротивления болтовых контактов.

Трансформатор - автоматический выключатель QF1: r_к1 = 0,0034мОм;

Шины ТП - автоматический выключатель QF1, QFЗ, QFЗ', QF 4, QF5, QF 6: r_{к1’k3k3’k4k5k6} = 0,0034мОм;

Автоматический выключатель QF4 - кабель W1, QF6 - кабель W3:

r _к4’к5’ = 0,027мОм;

Автоматический выключатель QF5 - кабель W2: r_к5’ = 0,024мОм.

В качестве примера рассчитаем ток трехфазного КЗ в точке К1.

При расчете тока КЗ в точке К1 расстояние между фазами проводников в КТП мощностью 250 кВА составляет 60 мм [3], следовательно длина дуги l=60мм.

Напряженность в стволе дуги составит:

Сопротивление дуги найдем после определения тока КЗ в месте повреждения без учета дуги. Расчет тока трехфазного КЗ в точке К1 без учета подпитки двигателя.

Суммарные сопротивления до точки КЗ составят:

Определим ток КЗ без учета сопротивления дуги:

Сопротивление дуги составит:

Ток КЗ с учетом сопротивления дуги:

Определим значение ударного тока в точке К1:

; (6.7)

где -ударный коэффициент определяется по формуле:

; (6.8)

. (6.9)

Значения :

;

;

.