5 Расчет токов короткого замыкания

Токи короткого замыкания необходимо рассчитывать для того, чтобы:

- выбрать аппараты релейной защиты;

- проверить устойчивость элементов схемы при электродинамическом и термическом действии токов КЗ;

- выбрать электрические аппараты.

Произведём расчёт токов КЗ. Расчетным видом КЗ является трехфазное, как наиболее тяжелый режим. Для вычисления токов КЗ составляем схему замещения.

Рисунок 5.1 – Схема замещения сети в режиме КЗ.

Зададимся базисными условиями :

Сопротивление системы :

(5.1)

.

Сопротивление трансформатора:

, (5.2)

,

где -напряжение короткого замыкания трансформатора.

Сопротивление кабельной линии:

, (5.3)

-удельное индуктивное сопротивление ( 1, таблица П2)

(5.4)

-удельное активное сопротивление ( 1, таблица П2)

Определим базисный ток:

, (5.5)

.

Ток короткого замыкания можно определить по выражению

, (5.6)

Ударный ток определяем по выражению :

, (5.7)

где – ударный коэффициент.

Произведем расчет для точки К1 :

.

кА.

Произведем проверку выше выбранных кабелей по термической стойкости односекундным током кз по выражению:

, (5.8)

где – время отключения тока КЗ, по [1],таблица П26.

–время затухания апериодической составляющей тока КЗ():

, (5.9)

Таким образом, проверяем сечение для линии от ПС до РП :

Линия от п/ст до РП удовлетворяет условию термической стойкости.

Для остальных линий, отходящих от РП, проводим аналогичную проверку.

Рассчитаем сопротивление , по (5.13, 5.14):

Произведем расчет для точки К2 :

кА,

А.

Произведем проверку выше выбранных кабелей по термической стойкости односекундным током кз:

Линия от РП до ТП1 имеет сечение 50 мм² не отвечает условию термической стойкости, значит примем сечение линии 70 мм² с

Таким образом, принимаем кабель АП_ВВ 3х70-10.

Аналогично произведём расчёт для всех точек и проверим выбранные выше кабели по условию термической стойкости. Результаты занесём в таблицу 5.1 и таблицу 5.2.

Таблица 5.1 – Результаты расчета токов КЗ

Точка КЗ	, А	,А
К1	7,89	20,08
К2	7,46	14,44
К3	7,33	18,67
К4	7,28	18,54

Таблица 5.2 Проверка кабелей по термической стойкости

Линия	Начало линии	Конец линии	I1c		Fпр, мм	, А
Л1	п/cт	РП 1с	28,2	10,01	400	541
Л2	п/cт	РП 2с	28,2	10,01	400	541
Л3	РП 1с	ТП1	6,6	5,83	70	196
Л4	РП 1с	ТП2	6,6	5,83	70	196
Л5	РП 1с	ТП4	11,3	5,83	120	291
Л6	РП 1с	ТП8	6,6	5,83	70	196
Л7	РП 2с	ТП1	6,6	5,83	70	196
Л8	РП 2с	ТП2	6,6	5,83	70	196
Л9	РП 2с	ТП3	6,6	5,83	70	196
Л10	РП 2с	ТП6	6,6	5,83	70	196
Л11	РП 2с	ТП8	6,6	5,83	70	196
Л12	ТП4	ТП5	6,6	5,73	70	196
Л13	ТП6	ТП7	6,6	5,69	70	196

Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена необходимо выбрать сечение экранов. Рассчитать сечение можно по выражению:

(5.10)

где – ток двухфазного кз.

Произведём выбор сечения экрана для линии Л3:

Выбираем сечение экрана 50 мм². Аналогично произведём выбор для всех линий. Результаты выбора сечений экранов сведём в таблицу 5.3

Таблица 5. 3 Выбор сечений экранов

Линия	Кабель	Iп,о	Iк(2)	K	Fэ	F принятое	Выбранный кабель
Л1	3xАПвВ 300-10	7,89	6,82	0,79	42,65	50	3xАПвВ 1х400/50-10
Л2	3xАПвВ 300-10	7,89	6,82	0,79	42,65	50	3xАПвВ 1х400/50-10
Л3	АПвВ 3х70-10	7,46	6,45	1,28	24,83	25	АПвВ 3х70/25-10
Л4	АПвВ 3х70-10	7,46	6,45	1,28	24,83	25	АПвВ 3х70/25-10
Л5	АПвВ 3х120-10	7,46	6,45	1,28	24,83	25	АПвВ 3х120/25-10
Л6	АПвВ 3х70-10	7,46	6,45	1,28	24,83	25	АПвВ 3х70/25-10
Л7	АПвВ 3х70-10	7,46	6,45	1,28	24,83	25	АПвВ 3х70/25-10
Л8	АПвВ 3х70-10	7,46	6,45	1,28	24,83	25	АПвВ 3х70/25-10
Л9	АПвВ 3х70-10	7,46	6,45	1,28	24,83	25	АПвВ 3х70/25-10
Л10	АПвВ 3х70-10	7,46	6,45	1,28	24,83	25	АПвВ 3х70/25-10
Л11	АПвВ 3х70-10	7,46	6,45	1,28	24,83	25	АПвВ 3х70/25-10
Л12	АПвВ 3х70-10	7,33	6,34	1,28	24,41	25	АПвВ 3х70/25-10
Л13	АПвВ 3х70-10	7,28	6,30	1,28	24,24	25	АПвВ 3х70/25-10

Окончательный выбор кабелей сведем в таблицу 5.4

Таблица 5.4– Окончательный выбор кабелей

Линия	Начало линии	Конец линии	Длина линии, м	, кВА	Марка кабеля	, А
Л1	п/cт	РП 1с	500	5824,73	3xАПвВ 400/50-10	541
Л2	п/cт	РП 2с	500	5824,73	3xАПвВ 400/50-10	541
Л3	РП 1с	ТП1	121	1025,65	АПвВ 3х70/25-10	196
Л4	РП 1с	ТП2	28	1622,62	АПвВ 3х70/25-10	196
Л5	РП 1с	ТП4	160	3197,99	АПвВ 3х120/25-10	291
Л6	РП 1с	ТП8	328	1273,24	АПвВ 3х70/25-10	196
Л7	РП 2с	ТП1	121	1025,65	АПвВ 3х70/25-10	196
Л8	РП 2с	ТП2	28	1622,62	АПвВ 3х70/25-10	196
Л9	РП 2с	ТП3	75	1622,62	АПвВ 3х70/25-10	196
Л10	РП 2с	ТП6	164	1706,89	АПвВ 3х70/25-10	196
Л11	РП 2с	ТП8	328	1273,24	АПвВ 3х70/25-10	196
Л12	ТП4	ТП5	73	1599,00	АПвВ 3х70/25-10	196
Л13	ТП6	ТП7	78	478,45	АПвВ 3х70/25-10	196