Расчет токов короткого замыкания.

В судовой электрической сети при к.з. возникают большие токи (несколько десятков тысяч ампер), обусловленные параметрами и мощностью источников электроэнергии и параметрами сети. Токи к.з. могут вызвать повреждение электрооборудования и кабельных сетей. Одновременно резко снижается напряжение судовой сети, что вызывает затормаживание асинхронных двигателей или их отключение вследствие срабатывания нулевой защиты пусковой аппаратуры. В связи с этим на судах при к.з. может быть нарушен режим работы ответственных механизмов и устройств.

Для быстрейшей локализации аварийного состояния еэс необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок судовой сети.

При расчете токов к.з. проверяют коммутационную и защитную аппаратуру на ударный ток (электродинамическую устойчивость) и на тепловую устойчивость ее контактов за время к.з. (термическую устойчивость).

В судовых электрических сетях постоянного тока к.з. сопровождается увеличением тока до 6 - 15­ кратного значения (в зависимости от параметров и характеристик генераторов и кабельной сети).

Для выбора автоматов защиты двигателя брашпиля определяем ударный расчётный ток.

G222222212

Составляем схему замещения

ZG1

ZG2

Rкаб

Zэд

1.На основании опыта принимают наибольшую силу тока короткого замыкания генератора равную десятикратному номинальному току.

Imax.г = 10Iн = 10∙239,76=2397,6A

2.Определяем фиктивное со­противление (в Ом) генератора при коротком замыкании:

Uн Uн 230

Rф.г = ——— = —— = —— — — = 0,095

Imax..г 10Iн 2397,6

3. На основании опыта принимают наибольшие токи короткого замыкания, создаваемые электродвигателями этой цепи, в зависи­мости от их мощности:

а) для электродвигателей мощностью более 100 кВт - равные вось­микратному номинальному току Imax.д = 8 Iн.д;

б) для электродвигателей мощностью от 100 до 10 кВт - равные

шестикратному номинальному току Imax.д = 6 Iн.д;

в) для электродвигателей мощностью менее 10 кВт - равные четырехкрaтному номинальному току Imax.д = 4 Iн.д

Если цепь, в которой произошло короткое замыкание, одновре­менно питает несколько различных электродвигателей, то общий ток определяют как сумму наибольших токов всех электродвигателей или принимают равным шестикратной сумме номинальных токов всех электродвигателей:

Imax.д = 6∙(35+24,5+24,5+35+71+43+98+49,2)=2281,2 А

4.Определяем фиктивное сопротивление (в Ом) всех электродви­гателей при коротком замыкании:

Uн.д 220

Rф.д = —— = —— —= 0,096 Ом

Imax.д 2281,2

5.Определяем сопротивление кабеля Rк1 от генератора до главно­го распределительного щита в зависимости от его размеров.

11 5

Rк1 = ρ — =0.0175—— = 0.0035

S1 25

ρ – удельное сопротивление меди = 0,0175 Ом∙мм/м

11- длина кабеля от генератора до ГРЩ

S1- площадь поперечного сечения кабеля

6.Находим суммарное сопротивление участка генератор – ГРЩ (в Ом)

R1=Rф.д + Rк1 = 0,096 +0.0035=0.0995

7.Вычисляем общее сопротивление параллельной цепи относитель­но места короткого замыкания:

(Rф.г+Rк1)Rф.д (0,095+0,0035) 0,096

R2 = ———————— = ————————— ——= 0,0486 Ом

Rф.г+Rк1+Rф.д 0,095+0,0035+0,096

8.Определяем сопротивление кабеля Rк2 от ГРЩ до места корот­кого замыкания в зависимости от его размеров.

12 10

Rк2 = ρ — = 0,0175 —— = 0,007

S2 25

9.Находим расчетное сопротивление цепи короткого замыкания:

(Rф.г+Rк1)Rф.д

Rрас. = ———————— + Rк2 = 0,0556

Rф.г+Rк1+Rф.д

10.Ударный расчетный ток короткого замыкания (в А) определяется по формуле

1,08Uг√2 ρ 1,08∙230∙√2∙1,5

Iу = ————— = —————— = 1386,2

√3 Zк.з √3∙ 0,196

Uг – напряжение генератора

Zк.з.- полное расч. сопротивление цепи до места к.з.

р – ударный коэффициент р=Iу /Iк.з

Для судовых систем ударный коэффициент обычно имеет значения в пределах ρ =1,1÷1,6 По ударному расчетному току короткого замыкания выбираем автомат с большим значением ударного тока.