1.3.Расчет токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1000 в.

При мощности питающей системы в 50 раз и более мощности силового трансформатора, питающего сеть напряжением до 1000 В сопротивление питающей высоковольтной сети до трансформатора в подстанции, РП можно пренебречь. Расчет токов короткого замыкания в сети до 1000 В ведется от шин 0,4 кВ, учитывая сопротивление обмоток трансформатора. Особенностью расчетов токов короткого замыкания в цепях напряжением до 1000 В является то, что необходимо учитывать не только индуктивные, но и активные сопротивления всех элементов сети. Расчет токов короткого замыкания необходимо начинать с вычерчивания однолинейной схемы и схемы замещения электрической цепи от шин 6 кВ подстанции до потребителя, указав на ней расчетные точки короткого замыкания.

1.3.1. Индуктивное сопротивление обмоток трансформатора

Xт =	U2 ном. · Uк%	·10 ¯5,
	Sт

где Xт - индуктивное сопротивление обмоток трансформатора, Ом;

Uном. – номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, В, принимается по паспортным данным;

Sт – мощность трансформатора, кВ · А.

1.3.2. Активное сопротивление силового трансформатора

Rт =	Rк	,
	3I2 ном.

где Rт – активное сопротивление обмоток трансформатора, Ом;

Rк – мощность короткого замыкания (потери в обмотках) трансформатора, Вт, принимается по паспортным данным;

Iном. – номинальный ток вторичной обмотки трансформатора, А.

1.3.3. Полное сопротивление обмоток трансформатора

Z_тр. = R_т² + X_т² ,

Где Z_тр. – полное сопротивление обмоток, Ом.

1.3.4. Ток короткого замыкания на шинах 0,4 кВ подстанции

Iк =	1,05Uном.	,
	Zт

где Iк – ток короткого замыкания на шинах 0,4 кВ, А;

Uном.- номинальное напряжение сети, В, принимается по ряду 127, 220, 380, 660 В;

Z_т – полное сопротивление обмоток трансформатора, Ом.

1.3.5. Активное и индуктивное сопротивление воздушных и кабельных

линий до шин распределительного шкафа или щита

R1 =	ℓ1	;
	γ · S1

X₁ = X₀ · ℓ_1,

где R₁, X₁ – активное и реактивное сопротивление воздушной или кабельной линии, Ом;

ℓ₁ - длина линии, м;

S₁ – сечение жилы провода или кабеля, мм² ;

X₀ – индуктивное сопротивление 1 км линии напряжением до 1000 В. Принимается для воздушных линий 0,25 Ом/км; для проводов, проложенных в стальных трубах и кабельных линий 0,07 Ом/км;

γ – удельная проводимость проводниковых материалов, м/Ом · мм²;

медь – γ = 54,3 м/( Ом · мм²), алюминий - γ = 31,5 м/( Ом · мм²).

1.3.6. Полное сопротивление линий Z₁ = R₁² + X₁² ,

где Z₁– полное сопротивление воздушной или кабельной линии, Ом.

1.3.7. Результирующее сопротивление до распределительного щита или шкафа: Zрез.₁ = Z_т + Z₁,

где Zрез.₁ – результирующее сопротивление, Ом.

1.3.8. Ток короткого замыкания на вводе распределительного шкафа, щита:

Iк1 =	1,05Uном.	,
	Zрез.1

где Iк₁ – ток короткого замыкания на вводе распределительного шкафа,

щита, А.

1.3.9. Активное и индуктивное сопротивление кабельной линии от распределительного шкафа, шкафа управления до двигателя

R2 =	ℓ2	;
	γ · S2

X₂ = X₀ · ℓ_2,

где R₂, X₂ -активное и индуктивное сопротивления кабеля от шкафа до двигателя, Ом;

ℓ₂, S₂ – длина, м, и сечение кабеля от шкафа до двигателя

Z₂ = R₂² + X₂² ,

где Z₂ – полное сопротивление кабеля, Ом.

1.3.11. Результирующее сопротивление до двигателя

Zрез.₂ = Zрез.₁ + Z₂,

где Zрез.₂ – результирующее сопротивление, Ом.

1.3.12. Ток короткого замыкания на вводе двигателя

Iк2 =	1,05Uном.	,
	Zрез.2

где Iк₂ – ток короткого замыкания на вводе двигателя, А.

1.3.13. Ударный ток короткого замыкания в каждой расчетной точке в цепях до 1000 В: i уд.= 1,85Iк,

где i уд. - ударный ток короткого замыкания, А;

Iк – ток короткого замыкания в каждой расчетной точке, А;

1.3.14. Установившийся ток короткого замыкания в каждой расчетной точке: Iу = 1,1к,

где Iу – установившееся значение тока короткого замыкания в каждой расчетной точке, А;

Iк – ток короткого замыкания в каждой расчетной точке, А.

1.3.15. Ток двухфазного короткого замыкания в каждой расчетной точке:

Iк⁽²⁾ = 0,865Iк,

где Iк⁽²⁾ – двухфазный ток короткого замыкания в каждой расчетной точке, А;

1.3.16. Результаты расчетов токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1000 В заносим в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 - Результаты расчетов токов короткого замыкания в сетях до 1000 В.

Расчетная точка	Iк, кА	i уд, кА	Iу, кА	Iк(2) , кА
К
К1
К2

1.4. Расчет токов короткого замыкания в цепях постоянного тока. Величина токов короткого замыкания в цепях постоянного тока (например, контактной сети электровозной откатки в карьере, шахте, руднике) зависит от схемы выпрямления. При этом определяется суммарное активное сопротивление элементов в цепи постоянного тока (реактивное сопротивление в цепях постоянного тока отсутствует).

1.4.1. Ток короткого замыкания в точке цепи постоянного тока для трехфазной мостовой схемы выпрямления:

Iк = 1,35	U2	,
	RΣ

где Iк – ток короткого замыкания в цепи постоянного тока, А;

U₂ – номинальное напряжение, В;

R_Σ – суммарное активное сопротивление цепи, складывающееся из сопротивления контактного провода и рельсового пути с учетом длины контактной сети. R_Σ = (Rк.о + Rр.о) · ℓ,

где Rк.о, Rр.о – удельные сопротивления контактного провода и рельсов, Ом/км, принимаются по таблице 1.5;

ℓ - длина контактной сети, км.

1.4.2. Ток короткого замыкания в точке цепи постоянного тока при схеме выпрямления «две обратные звезды с уравнительным реактором»:

Iк = 2,7	U2	,
	RΣ

где Iк – ток короткого замыкания, А.

1.5. Расчет токов короткого замыкания в контактной сети переменного тока. Расчет токов короткого замыкания в контактной сети переменного однофазного тока ведется аналогично расчетам в сетях переменного тока высокого напряжения. Необходимо обратить внимание, что на контактную сеть перемен-

ного тока подается напряжение 10 кВ с шин подстанции, а не 6 кВ. При определении результирующего базисного сопротивления до шин 10 кВ тяговой подстанции переменного тока за базисное напряжение на шинах 10 кВ принимается напряжение 10,5 кВ. Расчет токов короткого замыкания ведется в соответствии с пунктами 1.1.1 - 1.1.8. Далее определяется результирующее сопротивление до точки короткого замыкания тяговой (контактной сети), которое состоит из сопротивления контактного провода и рельсового пути.

1.5.1. Результирующее индуктивное сопротивление до точки короткого замыкания контактной сети: Xрез.₃ = Xрез.₂ + X_к._с. ,

где Xрез.₃ – индуктивное сопротивление до точки короткого замыкания тяговой сети, Ом;

Xрез.₂ – результирующее сопротивление до шин 10 кВ тяговой подстанции, Ом;

X_к.с. – индуктивное сопротивление контактной сети, Ом.

Суммарное индуктивное сопротивление контактной сети

X_к._с.= X_к. + X_р,

где X_к._с.- сопротивление контактной сети, Ом;

X_к.- индуктивное сопротивление контактного провода, Ом, при его длине ℓ, км (плечо откатки);

X_к. = Xр.о · ℓ,

Удельные индуктивные сопротивления контактного провода, Ом/км определяется из табл. 1.6, а рельсового пути Xр.о, Ом/км – по табл. 1.5.

1.5.2. Ток короткого замыкания в точке контактной сети

IК.З =	1,05 Uном.	,
	Zрез.3

где I_К.З – ток в точке контактной сети, А.

Далее расчет ведется в соответствии с пунктами 1.1.19-1.1.25.