РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

В электроустановках могут возникать разные виды короткого замыкания, сопровождающиеся резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование, установленное в системе электроснабжения должно быть устойчивым к токам КЗ и выбирается с учетом этих токов.

6.1. В сетях напряжением выше 1кВ активные сопротивления меньше индуктивных, поэтому можно или пренебречь, а для расчета использовать метод относительных единиц. При этом методе все расчетные данные приводятся к базисному напряжению и базисный мощности.

6.1.1. Составляем схему для определения точек КЗ:

6.1.2. Задаемся базисной мощностью и базисным напряжением:

МВА; кВ.

6.1.4. Определяем сопротивления отдельных элементов схемы напряжением выше 1кВ в относительном виде:

а. генератор ;

б. воздушная линия ;

в. трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения;

Сопротивление обмотки высшего напряжения:

 по [1.364. табл. 7.2]

где  по [4.211. табл. 2.102]

Сопротивление обмотки низшего напряжения

Сопротивление кабельной линии

где  Ом/км по [2.229]

кВ

 - расстояние от ГПП до цеховой ТП, км.

6.1.5. Определяем результирующее сопротивление для точки К1:

;

6.1.6. Определяем базисный ток

6.1.7. Ток короткого замыкания

6.1.8. Определяем ударный ток

6.1.9. Мощность короткого замыкания

6.2. Расчет токов короткого замыкания для точки K2 на стороне 0,4кВ.

Активные и индуктивные сопротивления соизмеримы, и поэтому должны быть учтены при определении токов КЗ.

Расчет ведем методом именованных единиц:

6.2.1. Определяем суммарное реактивное сопротивление ( ):

где  - активное сопротивление автоматического выключателя, мОм; - 1,1  по [4.139. табл. 2.54];

 - активное сопротивление коммутационного аппарата (рубильника), мОм;

 - активное сопротивление первичной обмотки катушечного трансформатора тока, мОм; - 0.75 по [2.49]

 - переходное сопротивление на ступенях распределения, мОм – 15 мОм по [4.137]

 - активное сопротивление понижающего силового трансформатора 6/0,4кВ, мОм

=5,9 мОм по [4.137 табл. 2.50]

6.2.2. Определяем суммарное реактивное сопротивление:

где

   - индуктивное сопротивление автоматического выключателя, мОм;

  =0,5 мОм по [4.139. табл. 2.54];

   - индуктивное сопротивление первичной обмотки катушечного трансформатора тока, мОм;

  =0,7 мОм по [4.137. табл. 2.49];

   - индуктивное сопротивление понижающего силового трансформатора 6/0,4кВ, мОм;

  =17 мОм по [4.137. табл. 2.50];

Принимаем по [6.166. табл. 31.1], [4.178.табл.2.75] к установке масляный выключатель типа ВМПП-10-630-20УЗ, технические данные которого приведены в таблице 9.

Таблица 9. Технические данные выключателя.

Ток, проходящий через выключатель

кА по [6.166. табл. 31.1]

 - номинальный ток отключения, кА

Отключающая мощность

6.2.3. Определяем полное сопротивление

6.2.4. Определяем ток КЗ

6.2.5. Определяем ударный ток

где  - ударный коэффициент

 [2.228. рис.6.2]

Принимаем =1,02 по [2.228. рис. 6.2]

6.2.6. Мощность короткого замыкания (КЗ)

7. ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ

К токоведущим частям относятся шины, шинопроводы, кабельные линии, воздушные линии, провода. Токоведущие части должны обеспечивать нормальную работу электроприемников цеха, причем не только в нормальном но и в аварийном режимах, кроме того токоведущие части должны обеспечивать наименьшую потерю напряжения.

Принимаю к установке кабель марки АВВГ.

7.1. Выбор сечения кабеля по нагреву.

Условие выбора:

Для высоковольтного кабеля

[П.З. п.5]

Исходя из условий прокладки принимаем кабель марки ААБ, трехжильный, с бумажной маслоканифольной изоляцией, в алюминиевой оболочке, бронированный, с наружным покровом.

Сечение кабеля S=35мм²

[1.511.табл.П2.1]

ААБ-6-3х35

7.2. Выбор сечения кабеля U=6кВ по экономической плотности тока:

, [1.63.1.9], [2.85.2.86]

где - сечение кабеля, при котором годовые затраты имеют наименьшее значение, мм²

 - расчетный ток, А – [1.89.2.20а]

 - экономическая плотность тока, А/мм² - 1,2 [2.85.табл.2.26]

=1,2 А/мм²

Принимаем кабель S=16мм² (для кабелей U=10,0кВ минимальное сечение равно 16мм²).

7.3. Проверяем сечение кабеля на нагрев.

Условие проверки:

[1.156.3.2]

где  - коэффициент учитывающий фактическую температуру окружающей среды – 1,0 [2.358.табл.П2].

 - коэффициент учитывающий число кабелей лежащих рядом в земле – 0,9 [2.358.табл.П1]

Условия проверки соблюдается, кабель по нагреву проходит.

7.4. Проверяем кабель на действительную потерю напряжения.

Условия проверки:

По [3.54], [2.91]

где  - действительная потеря напряжения, В;

 - расчетный ток линии, А – 35,26 [ПЗ.п.7.2];

 - длина линии, км – 1,6

 - удельное активное сопротивление линии, Ом/км – 0,89 [3.54.табл.3.5]

 - удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км – 0,087 [3.54.табл.3.5]

 и - соответствуют коэффициенту мощности ( ) в конце линии 0,27 [ПЗ.п.2.11]

Действительная потеря напряжения в %

Условие проверки соблюдается:

5%> 1,4%

Низковольтные кабели выбираем по длительно допустимому току нагрузки.

Условие выбора:

Для электродвигателя  приточного вентилятора:

Принимаем кабель марки АВВГ. =11,5А.

Принимаем сечение кабеля 16мм²

По [11.340.табл.12.2] =54,0А.

Марка кабеля: АВВГ-1-3х16+1х10

Проверяем сечение кабеля на нагрев:

Условие проверки:

где =1,0 [2.358.табл.П2]

=1,0 [2.358.табл.П1]

Условие проверки соблюдается, перегрева кабеля не произойдет.

Проверяем кабель на действительную потерю напряжения

Условие проверки:

 - действительная потеря напряжения, %

, В

где  - рабочий максимальный ток линии, А – 11,5А [ПЗ. табл.10]

 - расстояние от РП до электрооборудования технологического механизма в помещении цеха (установки), км – 0,019

 и  - соответствуют коэффициенту мощности ( ) в конце линии; =0,85; =0,53

 - активное удельное сопротивление линии, Ом/км – 1,94 [3.54.табл.3.5]

 - реактивное удельное сопротивление линии, Ом/км – 0,0675 [3.54.табл.3.5]

Условие проверки соблюдается:

Для остальных электроприемников расчет аналогичен.

Результаты расчетов приводим в таблице 10.

Таблица 10. Выбор низковольтных кабелей.

Исходные данные							Среда	Кабель	Расчетные данные
Наименование электроприемника	, В	, кВт			, %	, шт
									А	, мм
Приточной вентилятор	380	5,5	0,85	0,53	85,5	2	Взрывоопасная В-IIа	АВВГ	11,5	3х16+1х10
Насос горячей воды	380	11	0,87	0,49	87,5	4			22	3х35+1х25
Насос лактамной воды	380	45	0,9	0,44	92,0	4			82,57	3х70+1х35
Насос холодной воды	380	55	0,9	0,44	92,5	4			100,4	3х95+1х50
Кристаллизатор	380	55	0,9	0,44	92,5	5			100,4	3х95+1х50
Воздушный компрессор	380	45	0,9	0,44	92,0	2			82,57	3х70+1х35
Вытяжной вентилятор	380	22	0,9	0,44	90,0	2			41,3	3х35+1х25
Воздушная завеса	380	4	0,69	0,72	68,0	1			12,94	3х16+1х10

Продолжение таблицы 10.

Проверка по нагреву					Проверка на потерю напряжения								Окончательный выбор
, А	, шт			, А	%			, км	Ом/м	Ом/м	, В	%
													, мм	, А
54	1	1	1	54	5	0,85	0,53	0,019	1,94	0,068	1,64	0,16	16	54,0
81	1	1	1	81	5	0,87	0,49	0,034	0,86	0,064	1,0	0,2	35	81,0
126	1	1	1	126	5	0,9	0,44	0,037	0,44	0,061	8,25	0,59	70	126
153	1	1	1	153	5	0,9	0,44	0,04	0,326	0,060	2,2	0,58	95	153
153	1	1	1	153	5	0,9	0,44	0,011	0,326	0,060	0,6	0,16	95	153
126	1	1	1	126	5	0,9	0,44	0,013	0,44	0,061	1,2	0,3	70	126
81	1	1	1	81	5	0,9	0,44	0,017	0,89	0,064	1	0,27	35	81,0
54	1	1	1	54	5	0,69	0,72	0,015	1,94	0,068	0,47	0,12	16	54,0