4.3. Расчет токов коротких замыканий в сетях с напряжением до 1000 в

Пересчет активного сопротивления провода с учетом нагрева проводников при коротком замыкании

, (4.12)

где – температура проводника в холодном состоянии (обычно каталожные данные приведены для температуры ); – температура проводника при нагреве током КЗ; – температурный коэффициент сопротивления (для металлов ).

Приближенный учет переходных сопротивлений контактных соединений, включая контакт в месте КЗ, может быть осуществлен введением дополнительного активного сопротивления порядка 0,15...0,3 Ом. В случае стальных проводников и токах выше 0,2 кА при любых сечениях .

З а д а ч и

16. Трехфазное короткое замыкание происходит в конце кабеля, подключенного к шинам 10 кВ мощной подстанции. За счет токов короткого замыкания жилы кабеля нагреваются до температуры 180 С. Определить величину действующего значения тока короткого замыкания без учета и с учетом нагрева жил кабеля.

Исходные данные: кабель ААБ2л – 370 (алюминиевые жилы) с параметрами , , и длиной , равной 2,5 км.

Решение. Расчет в именованных единицах:

, .

Полное сопротивление кабеля при температуре

.

Пересчитываем удельное активное сопротивление кабеля на рабочую температуру, которую принимаем равной (температурный коэффициент сопротивления для алюминия ).

.

Активное сопротивление кабеля при температуре

.

Полное сопротивление

.

Пересчитываем удельное сопротивление цепи на принятую температуру жил кабеля при токе КЗ:

.

Активное сопротивление кабеля при температуре

.

Полное сопротивление цепи

.

Действующее значение периодической слагающей тока короткого замыкания:

а) без учета нагрева жил кабеля

;

б) с учетом нагрева жил кабеля рабочим током до температуры

;

в) с учетом нагрева током КЗ до температуры

.

17. От шин подстанции 10/0,4 кВ отходит трехфазная воздушная линия напряжением 0,4 кВ протяженностью 200 метров, выполненная стальными проводами ПС-50 (удельное омическое сопротивление (при токе менее 200 А). Рассчитать ток трехфазного короткого замыкания в конце линии в месте КЗ:

а) с учетом активного и индуктивного сопротивления провода;

б) с учетом только активного сопротивления.

Решение

а) Предполагаем, что при коротком замыкании ток в проводе линии не превысит 0,2 кА и, следовательно, можно учитывать заданное индуктивное сопротивление (без насыщения стали).

Определим полное сопротивление провода линии:

.

Тогда .

Так как ток КЗ в проводе оказался более 0,2 кА, сталь провода насыщается и в соответствии с приведенными в теоретическом разделе рекомендациями принимается . Следовательно, .

Ток короткого замыкания с учетом насыщения стали

;

б) Принимаем , тогда

.

18. Определить ток короткого замыкания по условию задачи 4.17 с учетом наличия двух контактных соединений, включая место КЗ.

Литература

1. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. – М.: Энергия, 1970.

2. Веников В. А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: Учебник для электроэнергетических специальностей вузов. 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1985.

3. Лыкин А.В. Электроэнергетические системы и сети: Учеб. пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002.

4. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Т. 1. – М.: Энергия, 1967.

5. Теоретические основы электротехники: Учебник для вузов / Под общ. ред. К.М. Поливанова. Т.1. – М.: Энергия, 1972.

6. Левинштейн М.Л. Операционное исчисление в задачах электротехники. – Л.: Энергия, 1972.

7. Чекмазов Э.М. Алгоритм расчета сложных несимметричных режимов электрической системы. Изв. Сибирского отделения АН СССР. – Серия технических наук. – Вып. 1. – Новосибирск, 1976. – № 3. – С. 119–129.