электроснабжения напряжением до 1 кВ

Расчеты токов к. з. в электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется проводить в именованных единицах (ГОСТ 28249−89). При составлении эквивалентных схем замещения параметры системы, питающей ЛЭП и трансформатора приводят к ступени напряжения, где находится точка к. з., причем сопротивления всех элементов схемы замещения выражают в миллиомах. Принципиальная расчетная схема представлена на рис. 26.

Рис. 26

 

В данном случае питание сети 0,4 кВ осуществляется от энергосистемы G по линии 10 кВ через трансформатор 10/0,4 кВ. Возможно питание сети от автономного источника (генератора).

На схеме: FU – предохранитель ПКТ-10; QS – рубильник; ТА – трансформатор тока; QF – автоматический выключатель на линии 0,38 кВ; R_п – повторные заземления нулевого провода.

Расчет токов к. з. выполняют с целью определения их значений, необходимых для выбора и проверки электрооборудования на ТП 10/0,4 кВ, для выбора уставок защиты и проверки чувствительности, для выбора и оценки заземляющих устройств.

Особенность расчетов токов к. з. состоит в необходимости учета:

индуктивных сопротивлений всех элементов короткозамкнутой цепи, включая обмотки ТА, и токовые катушки QF;

активных сопротивлений элементов;

активных сопротивлений контактов и контактных соединений;

сопротивления электрической дуги в месте к. з.;

значения параметров синхронных и асинхронных двигателей.

Рекомендуется учитывать:

изменения активного сопротивления проводников короткозамкнутой цепи вследствие их нагрева при к. з.;

влияние комплексной нагрузки, а также отдельных асинхронных двигателей, если их суммарный номинальный ток превышает 10 % начального значения периодической составляющей тока к. з., рассчитанного без их учета.

Расчету подлежат:

ток трехфазного I⁽³⁾_к и двухфазного к. з. I⁽²⁾_к на шинах низшего напряжения трансформатора. При этом необходимо определить I⁽³⁾_к.макс и I⁽²⁾_к.мин. Максимальное значение тока трехфазного к. з. используют при выборе и проверке электрооборудования (рубильников, автоматических выключателей, трансформаторов тока), при согласовании защит (предохранителя ПКТ-10 и автоматического выключателя). Минимальное значение тока двухфазного к. з. применяют для оценки чувствительности отсечки автоматического выключателя;

минимальное значение тока однофазного к. з. I⁽¹⁾_к.мин в конце линии напряжением 0,38 кВ, необходимого для оценки эффективности зануления в сети.

Схема замещения для расчета тока I⁽³⁾_к. имеет вид (рис. 27):

Рис. 27

 

Здесь:

U_ср.нн.ф = 230 В – среднее номинальное напряжение ступени низшего напряжения трансформатора;

х_с = мОм – сопротивление системы;

R_ВЛ = мОм;

х_ВЛ = мОм;

R_T = мОм – сопротивление трансформатора;

х_Т = мОм;

– сопротивление кабельных выводов;

R_ТА, х_ТА – активное и индуктивное сопротивления трансформатора тока (ТТ). Для ТТ с:

п_Т = 75/5 – R_Т = 4,8 мОм; х_Т = 3 мОм;

п_Т = 150/5 – R_Т = 0,75 мОм; х_Т = 1,2 мОм;

п_Т = 200/5 – R_Т = 0,42 мОм; х_Т = 0,67 мОм.

R_QF, x_QF – активное и индуктивное сопротивления катушек автоматических выключателей.

Для QF с I_ном = 100 А – R_QF = 2,15 мОм; х_QF = 1,2 мОм;

с I_ном = 140 А – R_QF = 1,3 мОм; х_QF = 0,7 мОм.

R_к – сопротивление контактов. Приближенно R_к = 0,1 мОм – для контактных соединений кабелей, R_к = 1,0 мОм – для коммутационных аппаратов.

R_д – активное сопротивление электрической дуги в месте к. з. Для приближенного учета при к. з. у выводов обмотки НН в разделке кабелей при номинальной мощности трансформатора

S_н ≤ 250 кВ∙А – R_д = 15 мОм;

S_н = 400 кВ∙А – R_д = 10 мОм;

S_н = 630 кВ∙А – R_д = 7 мОм.

Ток трехфазного к. з. без учета подпитки от электродвигателей определяют так:

кА. (40)

При расчете максимального значения тока трехфазного к. з. в суммарных сопротивлениях R_∑ и х_∑ можно учесть только сопротивления системы, питающей линии и трансформатора 10/0,4 кВ.

Сопротивления ПП трансформаторов 10/0,4 кВ приведены в таблице 7.

 

 

Т а б л и ц а 7

ST, кВ∙А
RT, мОм					16,7	9,5	5,7	3,1
xT, мОм				70,6		26,8	17,1	13,6	8,6

Приближенно величину максимального значения тока трехфазного к. з. на шинах НН подстанции 10/0,4 кВ оценивают по выражению

. (41)

При расчете минимального значения тока к. з. I⁽³⁾_к.мин необходимо учитывать все составляющие цепи к. з. Необходимо также увеличить активное сопротивление кабелей:

R_кбU = С_U ∙R_кбо, (42)

где С_U – коэффициент, учитывающий увеличение активного сопротивления кабеля из-за нагрева его током к. з. В приближенных расчетах допускается принимать С_U = 1,5; R_кбо – сопротивление кабеля при температуре U = 20 ^оС.

 

Расчет однофазного тока к. з. I⁽¹⁾_к в конце линии 0,38 кВ

При электроснабжении от системы ток однофазного к. з. допускается рассчитывать по выражению

, (43)

где – расчетное сопротивление трансформатора при однофазном к. з. на стороне 0,4 кВ, приведенное к этому напряжению; – сопротивление петли «фазный-нулевой провод»

, (44)

где – суммарное активное сопротивление фазного провода

, (45)

где – длина i -го участка; – удельное сопротивление на i -м участке; – суммарное активное сопротивление нулевого провода; – суммарное сопротивление контактов в линии с учетом переходного сопротивления в месте к. з. Принимается равным = 20 мОм при длине линии ℓ ≤ 200 м, = 25 мОм при ℓ ≤ 500 м; х_п∑ – суммарное индуктивное сопротивление петли проводов (фазный-нулевой)

;

где х_п.уд = 0,6 Ом/км – для воздушной ЛЭП 0,38 кВ; х_п.уд = 0,15 Ом/км – для кабельной линии.

Если пренебречь переходным сопротивлением , то сопротивление петли можно определять так:

, (46)

где – удельное сопротивление (Ом/км) определяется из таблицы 8.

Т а б л и ц а 8

Фазный провод	Нулевой провод
А25	А-35	А-50	А-70	А-95
А-25	3,21	2,79	2,46	-	-
А-35	2,79	2,57	2,05	1,82	-
А-50	2,46	2,05	1,73	1,53	1,4
А-70	2,25	1,82	1,53	1,34	1,21
А-95	2,11	1,71	1,4	1,21	1,09

В схемах, питаемых от автономного источника (генератора), расчеты токов к. з. выполняются так же, как и в сетях напряжением выше 1 кВ. Имеются специальные расчетные кривые для определения токов к. з. в произвольный момент времени от синхронной машины (генератора или двигателя) и асинхронных электродвигателей.

В приближенных расчетах принимают следующие параметры:

для синхронной машины –

х″_d* = 0,15; х_2* = х″_d*; R_СД* = 0,15 х″_d*;

для асинхронного двигателя –

х″_АД* = 0,18; R_АД* = 0,36 х″_АД* .