script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Расчет токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1000в

Расчет токов короткого замыкания в установках до 1000В

Расчет токов КЗ в установках до 1000 В характеризуется неко­торыми особенностями, отличающими его от аналогичного расчета в сетях более высокого напряжения.

1. На величину тока КЗ существенно влияют активные и реактивные сопротивления таких элементов короткозамкнутой цепи, как:

· проводов, кабелей и шин длиной 10м и более;

· токовых катушек расцепителей автоматических выключате­лей;

· первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока.

2. Переходные сопротивления контактов аппаратов (автомати­ческих выключателей, рубильников, разъединителей и т.п.) суще­ственно влияют на ток КЗ. При отсутствии достоверных данных о контактах рекомендуется при расчете токов КЗ в сетях, питаемых трансформаторами мощностью до 1600 кВА включительно, учи­тывать их суммарное сопротивление введением в схему активного сопротивления.

Значение этого сопротивления изменяется в пределах 0,015-0,030 Ом и зависит от удаленности КЗ от шин питающей подстанции. Рекомендуются следующие значения пере­ходного сопротивления:

· для распределительных устройств подстанций — 0.015 Ом;

· для первичных цеховых распределительных пунктов, а также для КЗ на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций и главных магистралей, — 0.02 Ом;

· для вторичных цеховых распределительных пунктов — 0,025 Ом;

· для аппаратов, включенных непосредственно у электропри­емников, получающих питание от вторичных распределительных пунктов, — 0.03 Ом.

3. Определенное влияние на ток КЗ оказывают активные пере­ходные сопротивления неподвижных контактных соединений ка­белей и шинопроводов. Наиболее часто встречаются места соединения: шинопровод — шинопровод, шинопровод — автомати­ческий выключатель, кабель — автоматический выключатель. Переходное сопротивление кабель — шинопровод опре­деляется как среднеарифметическое переходных сопротивлений кабель — кабель и шинопровод — шинопровод. Значения активных переходных сопротивлений неподвижных контактов. Несмотря на невысокие значения большин­ства сопротивлений, их суммарная величина становится ощутимой при большом количестве неподвижных контактов в рассчитывае­мой схеме.

4. Электродвигатели, подключенные к узлу сети, в котором произошло КЗ, или незначительно электрически удаленные от точ­ки КЗ, в схемах замещения учитываются активными и реактивны­ми сопротивлениями и ЭДС, равной Е = 0,9 Uном. При отсутствии каталожных данных сопротивления двигателей определяются сле­дующим образом:

где Рном номинальная мощность, кВт; Iном — номинальный ток, кА; Uном — номинальное напряжение электродвигателя, кВ; Кп крат­ность пускового тока.

5.Сопротивление энергосистемы и сети напряжением выше 1 кВ, от которой питается расчетная схема, определяется так же, как и для высоковольтной сети. В случае, если то хС = 0. Здесь — мощность КЗ на стороне ВН трансформатора с низким напряжением до 1 кВ; STном , UK % -параметры транс­форматора.

7. В большинстве случаев питание установок до 1000 В произ­водится по радиальной схеме от трансформатора, нейтраль обмот­ки НН которого заземлена. Больше заземленных нейтралей в сети до 1 кВ нет. Поэтому в цепи до 1 кВ ток трехфазного КЗ всегда больше тока однофазного КЗ, который является наимень­шим по отношению к токам других видов замыканий.

Начальное действующее значение периодической составляю­щей тока трехфазного КЗ определяется выражением

Здесь Ucp.ном – средне номинальное напряжение ступени сети, где произошло КЗ, кВ; х, r суммарные реактивное и активное со­противления прямой последовательности (мОм) всех элементов сети, по которым протекает ток Iп0. При хC = 0 допускается замена Uср номинальным напряжением Uном..

Ударный ток. (Мгновенное значение тока при КЗ).Допускается принимать значение ударного коэффициен­та Ку = 1.3 при КЗ на низкой стороне распределительного устройства комплектной трансформаторной подстанции и Ку = 1 для всех остальных случаев. Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ от местных асинхронных двигателей вычисляется так:

где — сверхпереходная ЭДС двигателя, — сопротивления двигателя; хвн, хвн -сопротивления, которыми двигатель связан с точкой КЗ. Подпитка точки КЗ электродвигателем не учитывается, если их мощность составляет менее 20 % номинальной мощности питающего трансфор­матора или если Zвн > 1.5 ZT (ZT – сопротивление трансформатора).

Начальное действующее значение периодической составляю­щей тока однофазного КЗ определяется по правилам расчета не­симметричных КЗ по следующим образом:

где Uср.ном — средненоминальное напряжение сети, в которой про­изошло КЗ, В; — суммарные сопротивления прямой и нулевой последовательностей относительно точки КЗ.

Сопротивления нулевой последовательности трансформатора даны в справочнике. Они зависят от многих факто­ров: а) расположения и выполнения заземляющих проводников; б) близости проводящих металлических конструкций и др. В прак­тических расчетах допустимо принимать сопротивления нулевой последовательности шин следующими: . Для трехжильных кабелей:

Рекомендуемая литература: ОЛ1, ОЛ2

Контрольные вопросы

1. Как учитываются синхронные и асинхронные электродвигатели при расчете тока КЗ?

2. Что такое комплексная нагрузка?

3. Как комплексная нагрузка учитывается при расчетах токов КЗ?

4. Что такое эффект теплового спада тока КЗ?

5. Какие параметры учитываются генераторы, синхронные и асинхронные двигатели при расчете режима короткого замыкания?

6. В какие случаях возникает необходимость обращаться к типовым кривым для расчета периодической слагаемой тока короткого замыкания?

7. При каких условиях рекомендуется учитывать двигательную нагрузку при расчете режима короткого замыкания?

Источник

1.6 Расчет токов короткого замыкания силовых сетей до 1000 в

Расчеты токов КЗ в сети переменного тока напряжением до 1 кВ производятся в целях выбора электрооборудования по условиям термической и электродинамической стойкости, отключающей способности, а также в целях определения уставок срабатывания защит и защитных аппаратов, установленных в сети [12].

Сети переменного тока напряжением до 1 кВ выполнены, как правило, с глухим заземлением нейтрали. В таких сетях возможны все виды металлических в дуговых КЗ. Как показывают многочисленные эксперименты, металлическое КЗ возможно лишь в случае его специальной подготовки с помощью болтового, соединения токоведущих частей, либо термически стойкой штатной закоротки, установленной с помощью струбцины.

Наиболее вероятным видом КЗ является дуговое КЗ. Наиболее благоприятными условиями для возникновения дуговых КЗ являются условия замкнутых пространств распределительных коробок электродвигателей, щитков, закрытых оборок и кабелей. Дуговые КЗ сопровождаются значительным выделением энергии. Ток дугового КЗ всегда меньше тока металлического КЗ в этой же точке сети. Исходя из этого, расчет токов металлического КЗ производится в целях проверки электродинамической и термической стойкости установленного в сети электрооборудования, а также для определения достаточности отключающей способности защитных аппаратов. Определение уставок срабатывания защит и защитных аппаратов следует производить по значению тока дугового КЗ в конце защищаемого участка сети.

Читайте также:  Токи низких частот в физиотерапии

При расчетах токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ необходимо учитывать:

— индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, включая проводники,

— трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей;

— активные сопротивления элементов короткозамкнутой цепи.

Значение ударного тока от асинхронных электродвигателей определяется по формуле

, (1.21)

где Тр – расчетная постоянная времени затухания периодической составляющей тока статора, с; Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока статора, сек. Значения Тр и Та рассчитывается по формулам:

;

, (1.22)

где – синхронная угловая частота, рад/с;

и – соответственно сопротивление ротора и статора.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного металлического замыкания определяется по формуле.

, (1.23)

где – полное сопротивление цедя при двухфазном коротком замыкании, МОм.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока однофазного металлического короткого замыкания определяется по формуле:

. (1.24)

где – полное сопротивление цепи при однофазном коротком замыкании, мОм;

Суммарное активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности цепи, мОм;

, (1.25)

, (1.26)

где ,– активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности трансформатора, мОм;

,– активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности трансформатора тока, мОм;

–активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности шинопровода, мОм;

–активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности кабеля, мОм.

Расчет токов дугового короткого замыкания.

Наиболее вероятная величина действующего значения периодической составляющей тока трехфазного дугового замыкания определяется по формуле:

, (1.27)

где – снижающий коэффициент определяемый по,

(1.28)

– активные сопротивления контактов и контактных соединений; токоограничивающее влияние электрической дуги;

При расчетах токов КЗ рекомендуется учитывать изменение активного сопротивления проводников короткозамкнутой цепи вследствие их нагрева при КЗ, также допускается не учитывать:

— ток намагничивания трансформаторов; насыщение магнитных систем электрических машин;

— влияние асинхронных электродвигателей, если их суммарный номинальный ток не превышает 10% начального значения периодической составляющей тока в месте КЗ, рассчитанного без учета электродвигателей;

— сопротивление внешней энергосистемы при расчете токов металлического КЗ в силовых оборках, сборках задвижек, а также КЗ за отходящими от сборок и шин кабелями; сопротивление внешней энергосистемы при расчете всех видов дугового КЗ; влияние асинхронных электродвигателей при расчете всех видов дуговых КЗ.

Коэффициенты трансформации трансформаторов допускается принимать равными отношению средних номинальных напряжений тех ступеней напряжения, которые связывают трансформаторы. При этом следует использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений: 37; 24; 20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; 0,23 кВ.

Расчет токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ целесообразно проводить в именованных единицах.

При составлении эквивалентных схем замещения следует в качестве основной ступени выбирать ступень пониженного напряжения, как правило, 0,4 кВ, а активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражать в миллиомах (мОм).

Сопротивление внешней системы включает в себя сопротивление прилегающей части энергосистемы на стороне высокого напряжения рабочего или резервного трансформатора питания РУ 6 (10) кВ, сопротивление собственно трансформаторов рабочего и резервного литания РУ 6(10) кВ, а также сопротивление шинопроводов или кабельных связей, по которым осуществляется ввод рабочего или резервного питания на шины секций РУ 6(10)кВ. Сопротивление (в миллиомах) прилегающей части энергосистемы (Xс) может быть определено при известном значении тока трехфазного КЗ на стороне высокого напряжения по формуле:

, (1.29)

где – среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;

–действующее значение периодическое составляющее тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА;

–среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В;

–мощность короткого замыкания у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, МВ·А.

Активное () и индуктивное сопротивления () (в миллиомах) трансформаторов питания СИ 0,4 кВ, приведенные к ступени низшего напряжения, следует определять по формулам:

,

, (1.30)

где– напряжение короткого замыкания трансформатора,%;– потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

–номинальное линейное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ.

Сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного электродвигателя (в миллиомах) рассчитывается по формуле:

, (1.31)

где – номинальное фазное напряжение электродвигателя, В;

–кратность пускового тока электродвигателя по отношению к его номинальному току;

–номинальный ток электродвигателя, А;

–суммарное активное сопротивление электродвигателя в момент КЗ ,мОм.

Значение определяется по формуле:

, (1.32)

где – активное сопротивление статора, мОм;

–активное сопротивление ротора приведенного к статору.

Значение R2 (в миллиомах) может быть определено по формуле:

, (1.33)

где – кратность пускового момента электродвигателя по отношению к его номинальному моменту;

Pном – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Pмх – потери в электродвигателе (включая добавочные потери), кВт;

Sном – номинальное скольжение.

Активное сопротивление статора R1 (в миллиомах), если оно не задано заводом- изготовителем, может быть измерено или определено по формуле:

, (1.34)

При проведении приближенных расчетов допустимо принять:

,

При этом значение в именованных единицах определяется по формуле:

, (1.35)

где – номинальное напряжение электродвигателей, кВ;

–усредненное значение электродвигателей, подключенных к шинам РУСН 0,4 кВ; η – усредненное значение коэффициента полезного действия электродвигателей, подключенных к шинам РУСН 0,4 кВ;

–суммарная активная мощность электродвигателей, подключенных к шинам РУСН 0,4 кВ, МВт.

Значение сверхпереходной ЭДС (в вольтах) асинхронного электродвигателя определяется по формуле:

, (1.36)

где – фазное напряжение на выводах электродвигателя в момент, предшествующий КЗ, В; φ – усредненное значение сдвига фаз напряжения и тока в момент, предшествующий КЗ;

–ток статора в момент, предшествующий КЗ, А.

При питании от сборных шин разнотипных электродвигателей значение эквивалентной сверхпереходной ЭДС определяется по формуле:

, (1.37)

где – проводимость К ветви питания двигателя (включая двигатель);

–эквивалентная проводимость.

Расчет токов металлического короткого замыкания.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного металлического короткого замыкания (в кило-амперах) определяется [12] по формуле:

, (1.38)

где – среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло короткое замыкание. В;

Читайте также:  Наиболее опасным прохождение тока тело человека рука нога

–полное сопротивление цепи при трехфазном коротком замыкании, мОм;

,

, (1.39)

,– активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности обмоток трансформатора, мОм;

, – активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности шинопроводов, мОм;

,– активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности кабелей, мОм;

Rком – сопротивление полюсов коммутационных и защитных аппаратов, мОм;

, – активное и индуктивное сопротивления токовых катушек и контактов автоматических выключателей, мОм;

Xс – индуктивное сопротивление внешней системы, мОм.

Значения этих сопротивлений приведены на основании данных заводов-изготовителей. В том случае, если от сборных шин РУСН 0,4 кВ осуществляется питание асинхронных электродвигателей и их суммарный номинальный ток превышает 10/8 начального значения периодической составляющей тока в месте КЗ, рассчитанного без учета электродвигателей, следует учитывать их влияние на значение тока КЗ.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей (в килоамперах) рассчитывается по формуле:

, (1.40)

где – индуктивное и активное сопротивления прямой последовательности кабелей подключения электродвигателей, мОм.

Двигатели, питающиеся от силовых сборок и оборок задвижек, не оказывают существенного влияния на значение тока КЗ непосредственно на выводах низкого напряжения трансформаторов 6/0,4 кВ и сборных шинах РУСН 0,4 кВ, а поэтому в практических расчетах токов этих замыканий влиянием удаленных электродвигателей допустимо пренебречь.

Ударный ток трехфазного металлического КЗ в сети СН 0,4 кВ определяется по формуле:

, (1.41)

–ударный коэффициент;

–действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ, кА.

Наиболее вероятное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного дугового замыкания определяется по формуле:

. (1.42)

Для установившегося процесса дугового КЗ значение Кс определяется по формуле:

, (1.43)

Расчет токов короткого замыкания сведем в таблицу 1.9.

Источник



РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ В СЕТЯХ ДО 1000 В

Методика расчета.Рассчитать токи короткого замыкания− это значит:

−по расчетной схеме составить схему замещения, и точки КЗ выбрать;

− определить в каждом выбранной точке 3-,2- и 1- фазные токи КЗ, результаты расчетов свести в таблицу.

Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, и которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи− электрическими. Точки КЗ выбирают на ступенях распределения и на конечном электроприемнике.

Точки нумеруются сверху вниз, начиная от источника.

Для определения токов КЗ используются следующие соотношения:

где Uк− линейное н в точке КЗ напряжение точке КЗ, кВ;

Zк полное сопротивление до точки КЗ,Ом.

в ) I (1) коднофазное,кА

где Uкф− фазное напряжение в точке КЗ;

Zп− полное сопротивление петли «фаза− руль» до точки КЗ, Ом;

z (1) тр− полное сопротивление трансформатора однофазному току КЗ, Ом;

г) ударного тока, кА

где Ку ударный коэффициент определяется по графику 10.1,

д) действующее значение ударного тока, кА:

Рис.10.1. График для определения ударного коэффициента

где q− коэффициент действующего значения ударного тока.

Сопротивление схемы замещения определяются следующим образом.

1. Для силовых трансформаторов по табл. П.8.1

2. Для трансформаторов тока по табл. П.8.2

3. Для коммутационных и защитных аппаратов по табл. П.8.3. Сопротивления зависят от номинального тока аппарата.

Примечание. Сопротивление предохранителей не учитывается, а у рубильников учитывается только переходное сопротивление контактов.

4.Для ступеней распределения по табл. П.8.4.

5. Для линий электропередач (воздушных, кабельных и шинопроводов) из соотношений

где r0, х−удельное активное и индуктивное сопротивление, мОм/км;

Lл− протяженность линии, км.

Удельное активное сопротивление r можно определить по формуле

где γ−30 м/Ом·мм 2 – для аллюминия;

γ−50 м/Ом·мм 2 – для меди;

γ−10 м/Ом·мм 2 – для стали.

При отсутствии данных х можно принять равным

х= 0,4 мОм/ м− для воздушных линий;

х= 0,06 мОм/ м− для кабельных линий;

х= 0,09 мОм/ м− для проводов;

х= 0,15 мОм/ м− для шинопроводов.

Удельное активное сопротивление петли «фаза− нуль» определяется для любых линий по формулу

6. Для неподвижных контактных сопротивлений значения активных переходных сопротивлений определяют по табл.8.5.

Примечание. При расчетах можно использовать следующие значения Ку:

Ку=1,2 – при КЗ на шинах ШНН трансформатора мощностью до 400 кВА;

Ку=1,3 – при КЗ на шинах ШНН трансформатора мощностью более 400 кВА;

Ку=1,0 – при более удаленных точках;

Ку=1,2 – при КЗ в сетях ВН, где активное сопротивление не оказывает существенного влияния.

Сопротивление элементов на ВН приводятся к НН по формулам

где RНН, ХНН сопротивления, приведенные к НН, мОм;

UНН, UВН− высшее и низшее напряжения. кВ.

Пример

Расчетная схема ( рис.10.2)

Lкл1 =5 м ( длина линии от ШНН до ШМА1)

Lш= 2м ( участок ШМА до ответвления )

Lкл2= 20 м ( длина линии от ШМА до потребителя)

– составить схему замещения, пронумеровать точки КЗ;

– рассчитать сопротивления и нанести их на схему замещения;

– определить тока КЗ а каждой точке .

1. Составляется схема замещения( рис.10.3) нумеруются точки КЗ в соответствии с расчетной схемой.

2. Вычисляются сопротивления элементов и наносят их на схему замещения.

Рис.10.2. Расчетная схема Рис.10.3.Схема замещения Рис.9104.Упрощенная

Наружная ВЛ АС–3х 10/1,8; Iдоп=84 А;

r= 10 3 /γS= 10 3 /(30∙10) =3,33 Ом;

Сопротивления приводятся к НН:

Для трансформатора по табл. П.8.1

Rтр =5,5 мОм; Хтр =17,1 мОм; Z (1) тр=195 мОм.

Для автоматов по табл.П.8.3

SF1 RSF1=0,15 мОм; ХSF1=0,17 мОм; Rп SF1=0,4 мОм;

Для кабельных линий по табл.П.8.5

КЛ1 r ′ =0,33 мОм/м; х =0,08 мОм/м

Так как в схеме 3 параллельных кабеля, то

Rкл2 =0,63∙ 20 =12,6 мОм

Для шинопровода 630 по табл.П.8.7

Для ступеней распределения по табл.П.8.6

3.Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками и наносятся на схему рис. 9.4

4.Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ, результаты заносятся в табл.10.1

Zк1 =√ (R 2 к1+ Х 2 к1 ) = √ (36,8 2 + 19,12 2 ) =41,5 мОм;

Хк2 = Хэ1 + Хэ2 =19,12+ 0,83=19,95 мОм;

Zк2 =√ (R 2 к2+ Х 2 к2 ) = √ (58,1 2 + 19,95 2 ) =61,4 мОм;

Читайте также:  Чему равно сопротивление конденсатора в цепи переменного тока формула

Хк3= Хк2 + Хэ3=19,95+ 3,6 =23,55 мОм;

Zк3=√ (R 2 к3+ Х 2 к3 ) = √ (73,6 2 +23,55 2 )=77,3 мОм;

4. Определяются коэффициенты Ку (рис.9.1) и q

6. Определяем 3- и 2- фазные токи, а результаты заносим в табл.10.1:

I (2) к1=(3/2) I (3) к1=0,87∙5,6 =4,9 кА;

I (2) к2=0,87 ∙I (3) к2=0,87∙3,6 =3,1 кА

I (2) к3=0,87 ∙ I (3) к3 =0,87∙2,8 =2,4 кА.

Результаты расчетов токов КЗ до 1000 В

Точка КЗ Rк, мОм Хк, мОм Zк, мОм Rк/Хк Ку q I (3) к, кА iу, кА I (3) кА I (2) к, кА Zп, мОм I (1) к, кА
К1 К2 К3 36,8 58,1 73,6 19,12 19,95 23,55 41,5 61,4 77,3 1,9 2,9 3,1 1,0 1,0 1,0 5,6 3,6 2,8 7,9 5,1 4,0 5,6 3,6 2,8 4,9 3,1 2,4 36,9 62,3 2,9 2,2 1,7

7. Составляется схема замещения для расчетов 1- фазных токов ( рис.10.5) и определяются сопротивления.

Рис.10.5. Схема замещения для расчета 1- фазных токов КЗ

Для кабельных линий

Zп2=√ (R 2 п2+ Х 2 п2)= √ (36,5 2 + 1,3 2 )= 36,9 мОм;

Zп3=√ (R 2 п3+ Х 2 п3)= √ (61,7 2 + 4,5 2 )= 62,3 мОм;

Результаты расчета токов КЗ представлены в табл.10.1

Источник

Расчет тока короткого замыкания в сети 0,4 кВ

Введение

В соответствии с пунктом 3.1.8. ПУЭ электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения при этом указано что защита должна проверяться по отношению наименьшего расчетного тока короткого замыкания (далее — тока КЗ) к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя. (Подробнее о выборе защиты от токов короткого замыкания читайте статью: Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты)

В сетях 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью наименьшим током КЗ является ток однофазного короткого замыкания методика расчета которого и приведена в данной статье.

Основные понятия и принцип расчета

Сама формула расчета тока короткого замыкания проста, она выходит из закона ома для полной цепи и имеет следующий вид:

  • Uф — фазное напряжение сети (230 Вольт);
  • Zф-о — полное сопротивление петли (цепи) фаза-нуль в Омах.

Что такое петля фаза-нуль (фаза-ноль)? Это электрическая цепь состоящая из фазного и нулевого проводников, а так же обмотки трансформатора к которым они подключены.

петля фаза-нуль

В свою очередь сопротивление данной электрической цепи и называется сопротивлением петли фаза нуль.

Как известно есть три типа сопротивлений: активное (R), реактивное (X) и полное (Z). Для расчета тока короткого замыкания необходимо использовать полное сопротивление определить которое можно из треугольника сопротивлений:

сопротивление петли фаза-ноль

Примечание: Сумма полных сопротивлений нулевого и фазного проводников называется полным сопротивлением питающей линии.

Рассчитать точное сопротивление петли фаза-нуль довольно сложно, т.к. на ее сопротивление влияет множество различных факторов, начиная с переходных сопротивлений контактных соединений и сопротивлений внутренних элементов аппаратов защиты, заканчивая температурой окружающей среды. Поэтому для практических расчетов используются упрощенные методики расчета токов КЗ одна из которых и приведена ниже.

Справочно: Расчетным путем ток короткого замыкания определяется, как правило, только для новых и реконструируемых электроустановок на этапе проектирования электрической сети и выбора аппаратов ее защиты. В действующих электроустановках наиболее целесообразно определять ток короткого замыкания путем проведения соответствующих измерений (путем непосредственного измерения тока КЗ, либо путем косвенного измерения, т.е. измерения сопротивления петли-фаза-нуль и последующего расчета тока КЗ).

Методика расчета тока кз

1) Определяем полное сопротивление питающей линии до точки короткого замыкания:

  • Rл — Активное сопротивление линии, Ом;
  • Xл — Реактивное сопротивление линии, Ом;

Примечание: Расчет производится для каждого участка линии с различным сечением и/или материалом проводника, с последующим суммированием сопротивлений всех участков (Zпл=Zл1+Zл2+…+Zлn).

Активное сопротивление линии определяется по формуле:

  • Lфо — Сумма длин фазного и нулевого проводника линии, Ом;
  • p — Удельное сопротивление проводника (для алюминия — 0,028, для меди – 0,0175), Ом* мм 2 /м;
  • S — Сечение проводника, мм 2 .

Примечание: формула приведена с учетом, что сечения и материал фазного и нулевого проводников линии одинаковы, в противном случае расчет необходимо выполнять по данной формуле для каждого из проводников индивидуально с последующим суммированием их сопротивлений.

Реактивное сопротивление линии определяется по формуле:

2) Определяем сопротивление питающего трансформатора

Сопротивление трансформатора зависит от множества факторов, таких как мощность, конструкция трансформатора и главным образом схема соединения его обмоток. Для упрощенного расчета сопротивление трансформатора при однофазном кз (Zтр(1)) можно принять из следующей таблицы:

сопротивление питающего трансформатора при однофазном коротком замыкании

3) Рассчитываем ток короткого замыкания

Ток однофазного короткого замыкания определяем по следующей формуле:

  • Uф — Фазное напряжение сети в Вольтах (для сетей 0,4кВ принимается равным 230 Вольт);
  • Zтр(1) — Сопротивление питающего трансформатора при однофазном кз в Омах (из таблицы выше);
  • Z пл — Полное сопротивление питающей линии (цепи фаза-ноль) от питающего трансформатора до точки короткого замыкания в Омах.

    Пример расчета тока кз

    Для примера возьмем следующую упрощенную однолинейную схему:

    пример однолинейной схемы для расчета тока кз

    1. Определяем полное сопротивление питающей линии до точки короткого замыкания

    Как видно из схемы всего имеется три участка сети, расчет сопротивления необходимо производить для каждого в отдельности, после чего сложить рассчитанные сопротивления всех участков.

    Таким образом полное сопротивление питающей линии (цепи фаза-ноль) от питающего трансформатора до точки кз составит:

    1. Определяем сопротивление трансформатора

    Как видно из схемы источником питания является трансформатор на 160 кВА, со схемой соединения обмоток «звезда — звезда с выведенной нейтралью». Определяем сопротивление трансформатора по таблице выше:

    1. Рассчитываем ток короткого замыкания

    Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

    Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

    Источник