Расчёт токов короткого замыкания

 

2. Расчёт ёмкостных токов замыкания  на землю напряжением 6,10 кВ:

 

Величина ёмкостного тока замыкания  на землю в схеме электроснабжения определяется, А:

где Iзнзi – удельный ёмкостной ток замыкания на землю кабельной линии, А/км, которыйопределяется по таблице 5; Li-длина этой кабельной линии, км;

K-количество электрически связанных между собой кабельных линий в схеме электроснабжения на одной ступени трансформации ( например, для схемы по рис.1 необходимо учитывать кабельные линии КЛ1,КЛ2….., КЛ5.

Таблица 5:

Удельные токи замыкания на землю  кабелей на напряжении 6,10 кВ (А/км)

Сечение жилы,мм	6кВ	10кВ
10	0,33
16	0,37	0,52
25	0,46	0,62
35	0,52	0,69
50	0,59	0,77
70	0,71	0,9
95	0,82	1,0
120	0,89	1,1
150	1,1	1,3
185	1,2	1,4
240	1,3	1,6

 

3. Расчёт т.к.з. в электрической  сети на напряжение до 1000 В.

 

Такая задача обычно возникает при  проектировании схемы электроснабжения цеха:

 

В схеме  электроснабжения необходимо определять следующие т.к.з.;

-максимальный( ударный) трёхфазный т.к.з. на элементе сети для проверки его на электродинамическую стойкость;

-минимальный  установившийся однофазный т.к.з.  на элементе сети для проверки  селективности действия аппаратов  защиты.

 

Методику  расчёта рассмотрим на проимере схемы, представленной на рис. 2, где

Хс-индуктивное  сопротивление схемы;

 

Rвс, Хвс- активные и индуктивные сопротивления высоковольтной кабельной сети;

R Х -активное и индуктивное сопротивление цеховых трансформаторов, приведённые к напряжению0,4 кВ;

Rнс,Хнс-активные и индуктивные сопротивления низковольтной сети до 1000 В от трансформатора до точки короткого замыкания;

Rп, Хп- активные и индуктивные переходные сопротивления сети, включающие в себя сопротивления сети, включающие в себя сопротивления автоматических выключателей, трансформаторов тока и переходных контактов;

Rg- сопротивление электрической дуги в точке короткого замыкания;

Индуктивное сопротивление системы(мОм) определяется по выражению

где Ucp-среднее значение напряжения в точке к.з., кВ;

Sk-мощность к.з. на шинах 6,10 кВ источника питания, МВА.

Активные и индуктивные сопротивления  трансформаторов определяются по выражениям, мОм;

где Хо и Rо –удельное индуктивное и активное сопротивление кабельных линий, опр. по табл. 4;

;

;

;

где -мощность потерь к.з. в трансформаторе кВт;

Uном.тр -номинальное линейное напряжение обмотки низкого напряжения трансформатора, кВ; Sном.тр- номинальная мощность трансформатора, кВ.А.

 

В таблице 6 даны значения Uк, для различных мощностей трансформаторов при схеме соединения обмоток

Таблица 6:

Тип трансформатора	Sном кВ.А.	Напр-ния кВ ВН	Напр-ния кВ НН	Uк %	Потери, кВт	Потери кВт	Ixx %
ТМ-250/10	250	6,10	0,4	4,5	0,74	4,2	2,3
ТМ-400/10 ТМН-400/10	400	6,10	0,4	4,5	0,95	5,9	2,1
ТМ-630/10 ТМН-630/10	630	6,10	0,4	5,5	1,31	8,5	2,0
ТМ-1000/10	1000	6,10	0,4	5,5	1,9	10,5	1,15
ТМ-1600/10	1600	6,10	0,4	6,5	2,75	18	1,3
ТМ-2500/10	2500	6,10	0,4	6,5	3,85	23,5	1,0

Цеховые сети напряжением до 1000 В  выполняют либо шинопроводами, либо кабелями, сопротивления этих сетей определяют по удельным сопротивлениям, приведённым в таблице 7,8,9;

Таблица 7:

Удельные сопротивления комплектных  проводов:

Тип	Номинальный ток, А	Сопр. Фазы R	Сопр. Фазы Х	Сопр петли фаза-нульR	Сопр петли фаза-нульX
ШМА 68П	2500	0,02	0,02	0,09	0,066
	4000	0,013	0,015	0,083	0,061
ШМА73	1600	0,031	0,022	0,126	0,098
ШМА4	1250	0,034	0,016	0,085	0,013
	1600	0,03	0,014	0,083	0,026
	1500	0,017	0,008	0,08	0,018
	3200	0,015	0,007	0,05	0,017
ШРА73	250	0,21	0,21	0,42	0,42
	400	0,15	0,17	0,3	0,24
	630	0,1	0,13	0,2	0,26
ШРА4	250	0,21	0,21	0,42	0,42
	400	0,15	0,17	0,3	0,24
	630	0,1	0,13	0,2	0,26

 

Таблица 8:

Удельное сопротивление кабелей  в пластмассовой оболочке напряжением  до 1000 В, мОм

Сечение кабеля мм	Активное сопротивление Алюминий	Активное сопротивление Медь	Индуктивное сопротивление
3х4	9,61	5,75	0,092
3х6	6,46	3,83	0,087
3х10	3,87	2,28	0,082
3х16	2,42	1,44	0,078
3х25	1,55	0,918	0,062
3х35	1,11	0,697	0,061
3х50	0,775	0,458	0,060
3х50	0,775	0,458	0,059
3х70	0,555	0,325	0,057
3х95	0,408	0,242	0,057
3х120	0,324	0,191	0,056
3х150	0,258	0,164	0,056
3х185	0,210	0,124	0,056
3х240	0,160	0,095	0,056
3х4+1х2,5	9,61	5,47	0,098
3х6+1х4	6,15	3,64	0,094
3х10+1х6	3,84	2,17	0,088
3х25+1х16	1,47	0,873	0,072
3х25+1х16	1,05	0,635	0,068
3х50+1х25	0,74	0,436	0,066
3х70+1х35	0,527	0,313	0,065
3х95+1х50	0,405	0,23	0,064
3х120+1х50	0,32	0,181	0,064
3х150+1х70	0,246	0,146	0,063
3х185+1х70	0,208	0,122	0,063
4х240	0,153	0,9	0,055

Таблица 9:

Сечение кабеля мм	Активное сопротивление Алюминий мОм	Активное сопротивление Медь мОм	Индуктивное сопротивление мОм/м
4	7,81	4,63	0,107
6	5,21	3,09	0,1
10	3,12	1,84	0,099
16	1,95	1,16	0,095
25	1,25	0,74	0,091
35	0,894	0,53	0,088
50	0,625	0,37	0,085
70	0,447	0,265	0,082
95	0,329	0,195	0,081
120	0,261	0,154	0,08
150	0,208	0,124	0,079
185	0,169	0,1	0,078
240	0,130	0,077	0,077

 

Активные  и индуктивные переходные сопротивления  определяются по выражениям:

 

Rnn=R +R +R

X

Где R ,S -активные и индуктивные сопротивления автоматических выключателей в схеме;

R , - активные и индуктивные сопротивления трансформаторов тока,

R -активное сопротивление переходных контактов (ввиду малости ими можно пренебречь).

Значения  R ,S и R , определяются по табл.10,11.

Сопротивления дуги R в месте к.з. принимается активным и его рекомендуется определять по выражению

R =

Где Lg-длина дуги в месте к.з.,мм

Iпо-наибольшее действующее значение периодической составляющей т.к.з. при металлическом к.з. (т.е. без учёта сопротивления дуги), кА; U - падение напряжения на дуге, В.

Длина дуги определяется в зависимости от расстояния a между фазами проводником в месте к.з.:

a при a≤3мм. при 3≤а<30мм,

при a≥30мм.

Расстояния а определяются по табл. 12.

Таблица 10:

Номинальный ток А	Сопротивление мОм Rав	Сопротивление мОм Хав
50	7	4,5
70	3,5	2
100	2,15	1,2
140	1,3	0,7
200	1,1	0,5
400	0,65	0,17
600	0,41	0,13
1000	0,25	0,1
1600	0,14	0,08
2500 4000	0,13 0,1	0,07 0,05

 

Сопротивление трансформаторов тока:

Таблица11

Коэффициент трансформации	Сопр.тр-ра мОм 1 класс точности активное	Сопр.тр-ра мОм 1 класс точности индуктивное	Сопр.тр-ра мОм 2 класс точности активное	Сопр.тр-ра мОм 2 класс точности индуктивное
20/Б	42	67	19	17
30/Б	20	30	8,2	8
40/5	11	17	4,8	4,8
50/5	7	11	3	2,8
75/5	3	4,8	1,3	1,2
100/5	1,7	2,7	0,75	0,7
150/5	0,75	1,2	0,33	0,3
200/5	0,42	0,67	0,19	0,17
300/5	0,2	0,3	0,088	0,08
400/5	0,11	0,17	0,05	0,04
500/5	0,05	0,07	0,02	0,02