4.4. Расчетные сопротивления шинопроводов

Активные сопротивления шин рассчитываются по формуле (13). В Приложении 8 представлены значения активного сопротивления плоских шин.

Внутреннее индуктивное сопротивление шин из алюминия и меди в расчетах обычно не учитывается ввиду его небольшого значения.

Для расчета сопротивлений открытых четырехпроводных шинопроводов активное сопротивление цепи фазная шина – нулевая шина принимается по Приложению 8, а индуктивное сопротивление рассчитывается по формуле:

X = 0,29·lg (dш/gш), (17)

где dш – расстояние между шинами, м; gш – среднее геометрическое расстояние площади сечения фазы от самой себя для одиночной шины, м (таблица 2).

Для шин прямоугольного сечения со сторонами b и h (м):

gш = 0,2235·(b + h).

Для шины квадратного сечения со стороной b:

gш = 0,44705·b. (18)

Для трубчатой шины квадратного сечения:

gш = 0,58·С·bн,

где bн – наружная (внешняя) сторона квадратного сечения, м; С – коэффициент по таблице 1.

Таблица 1

Значение коэффициента с

Отношение внутренней и внешней стороны шины квадратного сечения	Коэффициент С	Отношение внутренней и внешней стороны шины квадратного сечения	Коэффициент С
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5	0,7825 0,7930 0,8087 0,8286 0,8519	0,6 0,7 0,8 0,9 1,0	0,8778 0,9058 0,9358 0,9672 1,00

Таблица 2

Значение средних геометрических расстояний пакетов шин

Сечение пакета	Среднее геометрическое расстояние площади сечения пакета от самого себя
2(80х10) 2(100х10) 2(120х10) 2(80х10) 3(100х10) 3(120х10)	1,53 3,0 3,45 2,99 3,50 3,95

Значения средних геометрических расстояний для наиболее часто применяемых пакетов шин с зазорами между шинами, равными толщине шины, приведены в таблице 2.

При применении трехпроводного открытого шинопровода в качестве нулевого проводника обычно используется металлоконструкции зданий или специально проложенные стальные полосы.

Точный расчет внешнего индуктивного сопротивления в этом случае очень затруднителен, особенно когда в качестве «нуля» используется металлоконструкции здания.

Для облегченного определения полного расчетного сопротивления цепи фаза – нуль открытых трех- или четырехпроводных алюминиевых шинопроводов приведены в Приложении 8. В приближенных расчетах для активных и индуктивных сопротивлений шинопроводов можно принимать rош = r·1ш + 3rнул.пр, Хош = (7,5…9,4) ·Х1ш.

4.5. Расчетные сопротивления реакторов

Реакторы широко применяются на подстанциях энергосистем и станциях, питающих распределительные сети на напряжении 6…10 кВ для уменьшения токов КЗ. Основные схемы включения реакторов на подстанциях приведены на рис. 6.

Включение линейного реактора по схеме рис. 6а ограничивает ток КЗ за реактором и обеспечивает сравнительно небольшое снижение напряжения на шинах подстанции, а следовательно, и у потребителей, питающихся по другим линиям. Включение реактора по схеме рис. 6б также ограничивает ток КЗ, но при неудаленном КЗ напряжение на поврежденной секции шин снижается практически до нуля и остается близким к нормальному только на неповрежденной секции шин, что вызывает нарушение нормальной работы всех потребителей, питающихся от поврежденной секции шин. В технической информации и на щитках реакторов указывается их номинальное линейное напряжение U(кВ), номинальный ток I (A), реактивность реактора Хр(%), а также иногда и индуктивность реактора L(мГн). Для сдвоенных реакторов указывается еще величина m коэффициента связи; обычно m равно около 0,5.

а) б) в)

Рис. 6. Схемы включения реакторов: а – включение линейного реактора; б – включение группового сдвоенного реактора; в – схема замещения сдвоенного реактора

Сопротивление реактора в именованных единицах (Омах), определяется по уравнению:

Хр%·Uр

Xp = ––––––––––, (19)

100 Iр

где Хр% – относительная реактивность реактора, %; Uр – номинальное напряжение реактора, кВ; Iр – номинальный ток реактора, кА.

Активное сопротивление реакторов настолько мало, что не учитывается, и сопротивление реактора принимается чисто индуктивным. Схема замещения сдвоенного реактора дана на рис. 6в. Сопротивления лучей эквивалентной звезды равны:

Xа = – Xp·m; Xb = Xc = Xp· (1 ± m). (20)

Полное сопротивление между выводами реактора определяется по формулам:

Xab = Xac = Xp (21)

Xbc = 2Xp· (1 + m). (22)

Падением напряжения в некотором сопротивлении называется геометрическая разность напряжений на входе и выходе сопротивления. На рис. 7 падение напряжения U₁₂ = U₁ – U₂. Потерей напряжения в этом же сопротивлении называется арифметическая разность тех же напряжений U₁₂ = U₁ – U₂.

Напряжение на шинах при КЗ на выводах реактора равно потере напряжения в нем, остальное напряжение теряется в сопротивлении энергосистемы. Так как сопротивление системы и реактора принимается чисто индуктивным, то в данном частном случае потеря и падение напряжения численно равны. Напряжение на шинах определяется по выражению (23) или (24):

Рис. 7. Векторная диаграмма для определения падения напряжения и потери напряжения

Uш = I⁽³⁾ Xp; (23)

Uш = U . (24)

Определять напряжение на шинах необходимо для расчета защит минимального напряжения, например, для пуска АВР, максимальной токовой защиты с пуском по напряжению и т. п.

Пример 4. Определить ток КЗ за реактором и напряжение на шинах в системах на рис. 6а и 6б.

Линейный реактор 6 кВ, 8 %, 600 А; сдвоенный реактор 6 кВ, 12 %, 2000 А, m = 0,5. Вторичное напряжение питающего трансформатора 6,6 кВ; ток КЗ до реактора 16 кА.