4.2 Выбор кабельных линий 0,4 кВ

Выбор кабелей 0,4 кВ выполняется аналогично пункту 4.1.

Выбор кабелей сведен в ПРИЛОЖЕНИЕ Г.

5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

5.1 Расчет токов короткого замыкания

Расчет проводится для выбора и проверки уставок релейной защиты и автоматики или проверки параметров оборудования.

Введем ряд допущений, упрощающих расчет и не вносящих существенных погрешностей:

1. Линейность всех элементов схемы ;

2. Приближенный учёт нагрузок ;

3.Симметричность всех элементов за исключением мест короткого замыкания ;

4. Пренебрежение активными сопротивлениями, если X/R>3 ;

5. Токи намагничивания трансформаторов не учитываются ;

Погрешность расчетов при данных допущениях не превышает 2÷5 %.

Погрешность расчетов при данных допущениях не превышает 2÷5 %.

Рисунок 5.1 Расчетная схема 10 кВ

Рисунок 5.2- Схема замещения 10 кВ

Расчет токов короткого замыкания упрощается при использовании схемы замещения. Расчет токов КЗ проводим в именованных единицах.

Мощность короткого замыкания:

Параметры системы:

, (5.1)

где I_кз– ток короткого замыкания на шинах 10 кВ источника питания;

U_cp- среднее напряжение, кВ;

- мощность трёхфазного КЗ на шинах подстанции , МВ·А.

ЭДС системы:

Е_С= 10,5 кВ. (5.2)

Параметры кабельной линии:

R_КЛ=r₀ ∙l; (5.3)

X_КЛ=x₀ ∙l. (5.4)

Расчёт токов КЗ выполняется для напряжения той стороны, к которой приводятся сопротивления схемы.

, (5.5)

где Z_ki- полное суммарное эквивалентное сопротивление от источника питания до расчётной точки КЗ, Ом.

Установившееся значение тока при двухфазном КЗ определяется по значению тока трёхфазного КЗ:

. (5.6)

Ударный ток:

(5.7)

где к_уд– ударный коэффициент.

Расчёт токов КЗ производим без учёта подпитки со стороны нагрузки.

; (5.8)

. (5.9)

Расчёт токов КЗ производим без учёта подпитки со стороны нагрузки.

Пример расчета токов КЗ для точки К1

Ом;

Ом;

R_{ПС№27-КТП1}= 0,161 ∙ 1,4= 0,23 Ом ;

X _{ПС№27-КТП1}= 0,094∙ 1,4 = 0,13 Ом;

кА;

кА;

кА;

;

;

кА.

Таблица 5.1- Расчет токов КЗ

Точка КЗ	I(3)кзmax, кА	I(3)кзmin, кА	I(2)кз,кА	Та	Куд	iуд, кА
K1	14,76	14,27	12,36	0,0049	1,13	23,45
K1	12,98	12,61	10,92	0,0042	1,09	19,93
K3	11,42	11,16	9,66	0,0035	1,06	17,04
K4	8,61	8,49	7,35	0,0024	1,02	12,33
K5	6,01	5,96	5,16	0,0017	1,00	8,50
K6	12,32	12,32	10,67	0,0044	1,10	19,13
K7	10,54	10,54	9,13	0,0037	1,07	15,87
K8	9,34	9,34	8,08	0,0032	1,05	13,76
K9	7,55	7,55	6,54	0,0025	1,02	10,82
K10	5,98	5,98	5,18	0,0019	1,01	8,49

5.2 Расчет токов короткого замыкания 0,4 кВ

Расчет произведем для потребителя №1 по плану.

Рисунок 5.3- Схема замещения 0,4 кВ

Система С:U_НН= 0,4 кВ;

Трансформатор Т: S_н.тр=1000 кВА;U_к=5,5%; ΔР_к=10,8 кВт;

Линия W:r₀= 0,13 мОм/м; х₀= 0,076 мОм/м;L=150 м;

Выключатель QF1:I_н=2000 А;

Выключатель QF2:I_н=400 А.

Сопротивление питающей системы равно:

; (5.10)

мОм.

Активное сопротивление трансформатора, приведённое к стороне 0,4 кВ.

; (5.11)

мОм.

Реактивное сопротивление трансформатора, приведённое к стороне 0,4 кВ.

; (5.12)

мОм.

Сопротивления кабельных линий:

R_W= 0,13 · 150= 19,5 мОм;

X_W= 0,077 · 150= 11,6 мОм.

Сопротивления контактов:

R_К1= 0,0024 мОм;

R_К2= 0,021 мОм.

Сопротивления автоматических выключателей:

R_QF1= 0,41 мОм;

X_QF1=0,13 мОм;

R_QF2= 0,65 мОм;

X_QF2=0,17мОм.

Суммарное сопротивление до точки К3:

R_ΣК1=R_тр+R_QF1+R_К1= 2,14 мОм;

X_ΣК1=X_C+X_тр+X_QF1= 9,39 мОм;

R_ΣК2=R_ΣК1+R_QF2+R_W+R_К2= 28,64 мОм;

X_ΣК2=X_ΣК1+X_QF2+X_W=25,44 мОм.

Ток КЗ без учета сопротивления дуги:

. (5.13)

Ударный ток определяется по выражению:

, (5.14)

где k_уд– ударный коэффициент.

; (5.15)

, (5.16)

где – частота сети.

Приведем пример расчета для точки К2.

кА;

;

;

кА.

Токи однофазного КЗ в сетях с напряжением до 1кВ, как правило, являются минимальными. По их величине проверяется чувствительность защитной аппаратуры.

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ I_к⁽¹⁾определяется по формуле:

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ I_к⁽¹⁾определяется по формуле:

, (5.17)

где – полное сопротивление питающей системы, трансформатора, а также переходных контактов точки однофазного КЗ;

Z_п– полное сопротивление петли фаза-ноль от трансформатора до точки КЗ.

, (5.18)

где X_T1,X_T2, R_T1, R_T2– соответственно индуктивные и активные сопротивления прямой и обратной последовательности силового трансформатора;

X_T0, R_T0- соответственно индуктивное и активное сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора.

, (5.19)

где – удельное сопротивление петли фаза-нуль элемента;

– длина элемента.

Значение тока однофазного КЗ в точке К2:

мОм;

Z_П= 0,51 · 150= 76,5 мОм;

кА.

Расчет токов КЗ сведен в ПРИЛОЖЕНИЕ Д.