Решение

1. Соединение обмоток Δ/Yо. Расчет для напряжения 0,4 кВ. Сопротивление трансформатора, приведенное к 0,4 кВ, по Приложениям 10-11 Zт = = 0,018 Ом. Ток однофазного КЗ и трехфазного КЗ на стороне НН трансформатора: = = 400/ ·0,018 = 12845,2 A, отнесенных к 400 В. Ток двухфазного КЗ: = · /2 = ·12845,2/2 = 11111A. Тот же расчет выполняется при напряжении 6,0 кВ. Сопротивление трансформатора, отнесенное к 6,0 кВ равно: 10·U_к·U/S = 10·4,5·6,0²/400 = 4,05 Ом. Ток = 6000/ ·4,05 = 856,35 А.

Ток , отнесенный к 6,0 кВ, из таблицы 5 равен 0,58·I = 0,58·856,35 = = 500 A. Такой ток протекает в двух фазах на стороне 6,0 кВ.

Наибольший ток двухфазного КЗ со стороны 6 кВ из таблицы 4 равен току трехфазного КЗ 856,35 А; в двух других фазах ток вдвое меньше и составляет 428,175 А.

2. Соединение обмоток У/Ун. Ток трехфазного КЗ от схемы соединений обмоток не зависит и равен 12845,2 А на стороне 400 В и 856,35 А на стороне 6 кВ. Ток двухфазного КЗ на стороне 400 В также не зависит от схемы соединения обмоток и равен 11111 А.

Для схемы соединений Y/Yо ток двухфазного КЗ со стороны 6 кВ равен:

· /2 = ·856,35/2 = 745 А.

Для однофазного КЗ Zт1 = 0,195 Ом и = 3·400/ ·0,195 = 3557,1 А вместо 12845,2 А для соединения Δ/Yо. Со стороны 6 кВ максимальный ток будет равен 2·3557,1·400/ ·6000 = 158,1 А; в двух других фазах токи в 2 раза меньше и равны 79,05 А.

Для более удобного сравнения результаты расчета сведены в таблицу 6.

Таблица 6

Напряжение, кВ	Схема соединений
0,4	Δ/Yо Y/Yо	12845,2 12845,2	11111 11111	12845,2 3557,1
6,0	Δ/Yо Y/Yо	856,35 856,35	856,35 740,72	497,67 158,1

Малое значение тока при однофазных КЗ для схемы соединений Y/Yо значительно затрудняет выполнение защиты таких трансформаторов и вынуждает применять более сложные защиты с увеличенным количеством реле и трансформаторов тока.

Пример 19. Определить ток однофазного КЗ в конце линий для схемы на рис. 20 (пример 16). Схема соединения обмоток трансформатора Δ/Yо и Y/Yо.

Решение

По Приложению 11 для схемы соединений Δ/Yо·Zт1 = 0,056 Ом. По Приложению 14 сопротивление петли фаза-нуль воздушной линии при максимальном расстоянии между фазой и нулем 1 м равно 0,2·1,82 = 0,364 Ом. Сопротивление четырехжильного кабеля с учетом алюминиевой оболочки по Приложению 19 – 0,2·0,87 = 0,174 Ом.

Ток КЗ в конце воздушной линии

A, а при трехфазном КЗ 1690 А.

Такое резкое уменьшение тока вызвано активным сопротивлением нулевого провода и увеличением индуктивного сопротивления петли по сравнению с сопротивлением фазы.

При КЗ в конце кабельной линии

А.

Ток увеличился за счет очень малого индуктивного сопротивления кабеля; активное же сопротивление кабеля с учетом сопротивления его оболочки меньше активного сопротивления линии.

Если кабель будет трехжильный с использованием алюминиевой оболочки в качестве нулевого провода, то его полное сопротивление 0,2·1,07 = = 0,214 Ом. Ток при однофазном КЗ:

А.

Ток уменьшился потому, что активное сопротивление одной алюминиевой оболочки трехжильного кабеля больше суммарного активного сопротивления четвертой жилы и алюминиевой оболочки четырехжильного кабеля.

Если кабель будет трехжильный в свинцовой или пластмассовой оболочке, то в качестве нулевого провода обычно используется стальная полоса, прокладываемая рядом с кабелем. Сопротивление стали зависит от протекающего по ней тока. Чтобы удовлетворить требованию [1] о 50 %-ной проводимости стальной полосы, ее сечение следует выбирать по Приложению 20 с учетом значения тока.

В данном случае, предполагая ток однофазного КЗ порядка 600 А, сечение стальной полосы принимаем 60x4 мм². При расстоянии между кабелем и полосой 0,2 м и токе 600 А сопротивление петли фаза-полоса по Приложению 21 будет 0,2·1,94 = 0,388 Ом;

Ток однофазного КЗ:

А.

Разница между полученным и принятым заранее током около 8 %, что можно считать допустимым и не производить пересчета.

Для трансформатора с соединением обмоток Y/Yо-0 Zт1 = 0,195 Ом.

Ток в конце четырехжильного кабеля с учетом оболочки:

А.

Ток в конце трехжильного кабеля:

А.

Для трехжильного кабеля в пластмассовой оболочке и стальной полосы в качестве четвертого провода ток КЗ принимается около 600 А, сечение полосы 60х4 и сопротивление петли по Приложению 21 – 0,2 1,94 = 0,388 Ом. Ток:

А.

Р асхождения с предполагавшимся током 0 100 200 300 400 500 600 А велико, около 18 %, и расчет повторяется для тока 500 А и полосы 60х4 мм² в Приложении 21 значения тока 500 А нет; поэтому строится зависимость Zп = f(I) для токов 100-600 А и по ней для 500А определяется Zп = 2 Ом/км. При этом ток

А.

На этом расчет можно закончить и принять = 500 А.