2.5 Расчет токов короткого замыкания на линиях высокого и низкого напряжений

В электроустановках могут возникать короткие замыкания, сопровождающиеся увеличением тока в несколько раз. Электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно выбираться с учетом этих токов. Поэтому нужно их рассчитывать по схеме электроснабжения, показанной на рисунке 1.

Расчет токов короткого замыкания в точке К_1.

Рисунок 1

х_с–сопротивление системы;

r_к–активное сопротивление линии высокого напряжения;

х_кв – индуктивное сопротивление линии высокого напряжения;

Рисунок 2

(24)

где – I_н – ток отключения выключателем на высокой стороне.

Активное сопротивление кабеля определяем по формуле, Ом.

, (25)

где r₀удельное сопротивление кабеля, (r₀=1,98) Ом/км ([2]с.511);

lдлина кабеля, км (l=5).

Реактивное сопротивление кабеля определяем по формуле, Ом.

, (26)

где x₀  удельное реактивное сопротивление кабеля, (x₀=0,11)Ом/км ([2]с.513).

Полное сопротивление кабеля определяем по формуле, Ом.

, (27)

где х_с  реактивное сопротивление системы, Ом.

Среднее напряжение сети определяем на высокой и низкой стороне по формуле, В

, (28)

где U_ном  номинальное напряжение сети, В.

Ток короткого замыкания в точке К₁ определяем по формуле, кА.

(29)

Составляем схему замещения участка цепи до точки К₂ (рисунок 3)

Рисунок 3

Определяем сопротивление обмоток трансформатора и выбираем сопротивление трансформатора тока и автоматического выключателя ([3]с. 103-104 таблица 46, 47) по току вторичной обмотки

r_тт=0,42 мОм;

x_тт=0,67 мОм;

r_а=0,36 мОм;

x_а=0,28 мОм.

r_к=15 мОм;

Активное сопротивление трансформатора определяется по формуле, Ом.

,

(30)

где Р_кпотери мощности при коротком замыкании, кВт ([8] с.215 таблица 2.106);

S_номноминальная мощность трансформатора, кВА;

U_срсреднее напряжение сети низкого напряжения, В.

Индуктивное сопротивление трансформатора определяется по формуле, мОм

, (31)

где U_кпадение напряжения на обмотках трансформатора при коротком замыкании, % ([8] с.215 таблица 2.106).

Определяем активное сопротивление от точки К₁ до точки К₂ по формуле, мОм.

, (32)

Определяем индуктивное сопротивление от точки К₁ до точки К₂ по формуле, Ом.

(33)

Определяем результирующее сопротивление от точки К₁ до точки К₂ по формуле, мОм.

(34)

Определяем ток короткого замыкания в точке К₂ по формуле, кА.

(35)

На низкой стороне выбираем кабель АВРГ сечением 35 мм²

([2] с.511 таблица 2.1).

Находим активное сопротивление кабеля по формуле, мОм.

, (36)

где lдлина кабельной линии низкого напряжения, м (l=30);

r₀удельное активное сопротивление кабеля, Ом/кu (r₀=3,16).

Находим реактивное сопротивление кабеля по формуле, мОм.

, (37)

где x₀удельное реактивное сопротивление кабеля, Ом/ кu (x₀=0,09) ([2] c.513 таблица П2.3).

Рисунок 4

Определяем активное сопротивление от точки К₁ до точки К₃ по формуле, мОм.

, (38)

Определяем индуктивное сопротивление от точки К₁ до точки К₂ по формуле, Ом.

, (39)

Результирующее сопротивление Z_рез от точки К₁ до точки К₃ определяем по формуле, мОм

, (40)

Определяем ток короткого замыкания в точке К₃ по формуле, кА.

(41)

Находим полное сопротивление трансформатора, определяем ([2]с.407);

Определяем однофазный ток короткого замыкания по формуле, кА.

,

(42)

где U_ффазное напряжение, В;

Z_петлиполное сопротивление петли для сечения кабеля АВРг-3*120+ +1*95, мОм.

(43)