Особенности расчета токов короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1 кВ

Особенности расчета  токов короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1 кВ.

В электроустановках напряжением до 1 кВ большинства систем электроснабжения промышленных предприятий место КЗ характеризуется большой электрической удаленностью от источников ЭЭС. Их мощность обычно значительно превышает потребляемую. Если мощность источника питания более, чем в 25 раз превышает мощность понижающих трансформаторов на напряжение до 1 кВ, то на стороне низкого напряжения понижающих трансформаторов амплитуду периодической составляющей тока КЗ от энергосистемы можно считать неизменной. При этих условиях сопротивление связи трансформатора 6-10/0,4 кВ с системой можно определить по формуле:

или

, где U_{CH В}– среднее номинальное напряжение ступени соответствующей обмотки высшего напряжения трансформатора;

I_КЗ - действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора,

I_{ОТКЛ НОМ}- номинальный ток отключения выключателя, установленного в присоединении подключения понижающего трансформатора.

В тех случаях, когда понижающий трансформатор подключен к сети энергосистемы через реактор, воздушную или кабельную линию (длиной более 1 километра), необходимо учитывать индуктивную и активную составляющие сопротивления этих элементов.

При этом допускается:

- максимально упрощать всю внешнюю сеть по отношению к месту;

- не учитывать влияние асинхронных электродвигателей, если их суммарный номинальный ток 10% начального значения периодической составляющей тока КЗ, рассчитанного без учета электродвигателей.

Вычисления токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется производить в именованных единицах измерения. При составлении эквивалентных схем замещения параметры элементов исходной расчетной схемы приводятся к ступени напряжения, на которой находится точка КЗ, а активные и индуктивные составляющие сопротивлений всех эквивалентов в схеме замещения выражают в миллиомах, мощность – в киловольт – амперах, ток – в килоамперах, напряжение – в киловольтах..

Достоверность результатов расчета токов КЗ зависит от того, насколько правильно оценены и полно учтены элементы и их сопротивления в цепи протекания тока КЗ. В электроустановках напряжением до 1 кВ существенное влияние на значения токов КЗ оказывают активные составляющие сопротивлений цепи КЗ. Их значения соизмеримы, а иногда и превышают значения индуктивных составляющих сопротивлений. Поэтому при определении результирующего сопротивления цепи протекания тока КЗ учитывают сопротивления участков сборных шин, магистральных и распределительных шинопроводов, сопротивления токовых катушек автоматических выключателей и реле, обмоток трансформаторов тока, контактов коммутационных аппаратов, переходных контактов в сети и распределительных устройствах и сопротивление дуги в месте КЗ.

Параметры элементов короткозамкнутой цепи вычисляют следующим образом.

Силовые трансформаторы.

Полное значение, активная и индуктивная составляющие сопротивления понижающего трансформатора, приведенные к ступени НН, в миллиомах, рассчитывают по формулам:

;

;

.

где   - номинальная мощность трансформатора, кВА;

 - номинальное линейное напряжение обмотки НН трансформатора, кВ;

р_к - потери КЗ в трансформаторе, кВт;

u_к - напряжение КЗ трансформатора, %.

Активные и индуктивные составляющие сопротивления нулевой последовательности понижающих трансформаторов, обмотки которых соединены по схеме ∆/Үо при КЗ в сети низшего напряжения, следует принимать равными соответственно активным и индуктивным составляющим прямой последовательности. При других схемах соединения обмоток трансформаторов активные и индуктивные составляющие сопротивления нулевой последовательности необходимо принимать в соответствии с указаниями изготовителей

Шины и шинопроводы

Их сопротивления определяются через значения активных и индуктивных составляющих сопротивлений, отнесенных к единице длины.

Воздушные и кабельные линии.

Значения активного и индуктивного сопротивлений ЛЭП также вычисляют с использованием табличных данных, которые достаточно полно помещены в справочной литературе. Индуктивное сопротивление приближенно для ВЛ равно 0,4 мОм/м, а КЛ - 0,08 мОм/м.

Реакторы.

Активная составляющая сопротивления токоограничивающего реактора, в миллиомах,

, где      ώ – угловая частота напряжения сети, рад/сек;

L – индуктивность катушки реактора;

М – взаимная индуктивность ветвей реактора.

Трансформаторы тока, коммутационные аппараты и реле.

Значения их сопротивления зависят от номинального тока. Для первичных обмоток всех многовитковых измерительных трансформаторов тока следует использовать их паспортные данные или средние значения, приведенные  в табл 5 5 [19].

Примечание- сопротивлениями одновитковых трансформаторов тока на токи больше 500 А можно пренебречь.