Расчет токов трехфазного КЗ в сетях и установках напряжением до 1 кВ

Действующее значение периодической слагающей тока трехфазного КЗ без учета влия­ния непосредственно присоединенных асинхронных двигателей:

Таблица 14.7

id _ Цс^р.^н°^м                                                                           (14.35)

^{I кз} ft zf

Ударный ток трехфазного КЗ от системы

й k„ IZ                                                                          (14 36)

где k - ударный коэффициент, определяемый из табл. 14.1.

При КЗ на магистральных шинопроводах, удаленных более чем на 100 м от трансформа­тора, k _с принимается равным единице.

Токи КЗ от асинхронных двигателей, присоединенных непосредственно к месту КЗ, учи­тываются только при определении ударного тока КЗ:

^Z iу.Д » 6.5 ^Z Iном.Д^{,                                                                                    (14}.³⁷⁾

где £!_номд - суммарный номинальный ток одновременно работающих двигателей.

Р

I _ ^^ном.^Д---------------------- ,                                            (14.38)

ном. Д

^д 73 Uh cos j

где р_ном._д, П, cos9 - номинальные мощность, КПД, коэффициент мощности двигателя.

Суммарный ударный ток

i у.Е _ iу.с + ^Z iу. д .                                                    ⁽¹⁴.³⁹⁾

Для ориентирования правильности выполнения расчетов величин периодической состав­ляющей тока трехфазного КЗ в табл. 14.7 приведены значения If], при трехфазном КЗ непо­средственно за аппаратом напряжением 0,38 кВ трансформатора КТП и при трехфазном КЗ на расстоянии 50 м от КТП в кабельной линии с различными сечениями алюминиевых жил.

Расчет токов несимметричных КЗ в сетях и установках напряжением 110 и

КВ

Общие сведения

В системах напряжением 110, 220 кВ, имеющих глухозаземленные нейтрали или нейтра­ли, заземленные через сравнительно малые индуктивные сопротивления, могут иметь место не­симметричные КЗ, основными видами которых являются однофазные КЗ на землю.

В симметричных трехфазных цепях при однофазном КЗ составляют схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Схема прямой последовательности состав­ляется как для симметричного трехфазного КЗ, схема обратной последовательности аналогична схеме прямой последовательности.

Путь циркуляции токов нулевой последовательности резко отличен от пути, по которому проходят токи прямой и обратной последовательностей. Ток нулевой последовательности явля­ется однофазным током, разветвленным между тремя фазами и возвращающимися через землю и параллельные цепи. Схема нулевой последовательности в значительной мере определяется соединением обмоток участвующих в схеме трансформаторов и автотрансформаторов. Состав­ление схемы нулевой последовательности следует начинать, как правило, от точки, где возник­ла несимметрия, считая, что в этой точке все фазы замкнуты между собой накоротко и прило­жено напряжение нулевой последовательности. Когда напряжение нулевой последовательности приложено относительно земли при отсутствии емкостной проводимости, для циркуляции то­ков нулевой последовательности необходима, по крайней мере, одна заземленная нейтраль в той же электрически связанной цепи, где приложено это напряжение. При нескольких зазем­ленных нейтралях в этой цепи образуется несколько параллельных контуров для токов нулевой последовательности.

Сопротивления обратной и нулевой последовательностей

Индуктивные сопротивления обратной последовательности для трансформаторов, воз­душных и кабельных линий и реакторов равны сопротивлениям прямой последовательности.

Индуктивные сопротивления обратной последовательности синхронных машин не равны сопротивлениям прямой последовательности и принимаются по каталожным данным. Индук­тивные сопротивления обратной последовательности асинхронных двигателей можно считать

XАД2* X * IномАд!IпускАД '

Сопротивление обобщенной нагрузки, отнесенное к полной мощности нагрузки и сред­нему номинальному напряжению той ступени, где она присоединена, х_н2* = 0,35.

Сопротивления, через которые заземлена нейтраль генератора, трансформатора, двига­теля, нагрузки, должны быть введены в схему нулевой последовательности утроенной величи­ной. Это обусловлено тем, что схему нулевой последовательности составляют для одной фазы, а через указанное сопротивление проходит сумма токов всех трех фаз.

В табл. 14.8 приведены соотношения сопротивлений нулевой и прямой последователь­ностей для элементов системы электроснабжения.

14.15. Порядок расчета токов однофазного КЗ в конечной точке шинопровода на­пряжением 0,38 кВ

Расчетная точка однофазного КЗ напряжением до 1 кВ - конечная точка шинопровода, защищаемого данным выключателем, поскольку для выбора уставок тока срабатывания расце- пителя автоматического выключателя на головном участке шинопровода необходимо

Таблица 14.9

Сопротивления элементов при однофазном КЗ

Реактивное сопротивление

Трансформатор, У/У_н

Трансформатор, А/У_н

Четырехжильные кабели

Шины

Шинопроводы ШМА

Автоматические выключа­тели

Контакты

определить наименьший возможный в данной сети ток однофазного КЗ.

Порядок расчета.

1. Составить схему замещения цепи однофазного КЗ, в которую входят сопротивления следующих элементов: фазного провода, переходного сопротивления в месте КЗ, сопротивле­ния обратного (или четвертого) провода с подключенными параллельно ему заземляющими проводниками и сопротивления растекания заземления нейтрали питающего трансформатора

2. Определить активные и реактивные сопротивления прямой, обратной и нулевой по­следовательности элементов: Ri, X₁, К₂, X₂, Ко, X₀.

3. Определить сопротивления элементов и цепи при однофазном КЗ в конечной точке шинопровода (табл. 14.9)

Суммарные активные и реактивные сопротивления цепи однофазного КЗ в конечной точке шинопровода:

Rs " Кт ^ RШ ⁺ Ra Kk^ RШМА '

1^⁽¹⁾ = V⁽¹⁾ + V⁽¹⁾ + V⁽¹⁾ + V⁽¹⁾ As У\т Л Ш Л a Л ШМА'

4. Рассчитать значение периодической слагающей тока однофазного КЗ. В сетях с глухо- заземленной нейтралью (в частности, в сетях напряжением 380/220 В) ток однофазного КЗ оп­ределяется по формуле

IK ==^Z^U°^M •                                                        (1440)

Z S

z S¹⁾ 4 ( kS¹⁾)²+( x S¹⁾)².                                       (14.41)

где RS¹⁾, XS¹⁾, Kg , XS¹₂⁾, RS¹₀⁾, XS¹₀⁾ - соответственно активные и реактивные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей петли фаза-нуль.