Расчет зануления на отключающую способность

Расчет на отключающую способность проводят в следующей последовательности [8]. Расчетную схема см. на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Расчетные схемы зануления на отключающую способность:
а – полная; б – упрощенная

Определяем значение тока короткого замыкания, А, по формуле

1. (1.11)

где I _ном – номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания автоматического выключателя (АВ), А; к – коэффициент кратности тока, к = 1,25 1,4 при АВ, имеющем отсечку; к = 3 6, если электроустановка защищается предохранителями или АВ с обратной зависимостью характеристики тока.

Значение I _к зависит от U_ф и сопротивлений цепи, в том числе от активного и индуктивного сопротивлений трансформатора R_т и Х_т, активных сопротивлений фазного и нулевых проводов R_ф и R_н внешнего индуктивного сопротивления петли фазный провод – нулевой провод Х_н и, наконец, сопротивлений заземления нейтрали трансформатора и повторного заземления нулевого провода r_о и r_н.

Поскольку r_о и r_н, как правило, велики по сравнению с другими сопротивлениями цепи, можно не принимать во внимание параллельную ветвь, образованную ими. Тогда расчетная схема упростится, а ток I _к определится по формуле

.

Для упрощения можно применять приближенную формулу, в которой полные сопротивления трансформаторов r_т и петли проводов фаза – нуль r_п складываются:

.

где r_т = .

Тогда сопротивление петли, Ом,

. (1.12)

Некоторая погрешность формулы (1.12) ужесточает требования к занулению, т.е. повышает условия безопасности, и поэтому применение ее допустимо.

Расчетная формула получается из выражений (1.11) и (1.12) и имеет следующий вид:

(1.13)

В ней неизвестным является лишь R_н.

Значение r_т для трансформаторов мощностью S< 1000 кВА со схемой соединения обмоток U /U _о колеблется в пределах от 0,05 до 1,5 Ом и может определяться по эмпирической формуле

(1.14)

где U – номинальное напряжение трансформатора со стороны, питающей сеть с занулением, кВ.

У трансформаторов мощностью выше 1000 кВА r_т имеет небольшое значение и им можно пренебречь.

Значение R_ф можно определить, если известно сечение фазного провода, которое находится из общего расчета электропроводки.

Значение Х_н, Ом/км, определяется по формуле

2. (1.15)

где D и r – расстояние между проводами и радиус проводов, см.

В приближенных расчетах Х_н принимают равным 0,3 Ом/км для внутренней проводки и 0,6 Ом/км для воздушной линии.

При короткой линии или малом расстоянии между проводами, а также если проводка выполнена кабелем или в стальных трубах, значением Х_н можно пренебречь.

В простейшем случае, когда r_т и Х_н можно приравнять нулю, расчетное уравнение (1.13) упрощается:

(1. 16)

Таким образом, задачей расчета является определение сопротивления нулевого провода R_н (точнее, полного сопротивления r_п), при котором будет выполнено условие (1.14).

В большинстве случаев вычисленное r_п оказывается в несколько раз больше сопротивления фазного провода r_ф.

Однако по условию допустимого нагрева нулевого провода и с целью снижения потенциала, возникающего на нем в период прохождения тока КЗ, ПУЭ требуют, чтобы проводимость нулевого провода была не менее 50% проводимости фазного провода.

В соответствии с требованием ПУЭ расчет зануления на отключающую способность сводится к проверке выбранного сечения нулевого провода по уравнению (1.13).

В тех случаях, когда для обеспечения необходимой величины тока I _к требуется очень большая проводимость нулевого провода, должна применяться специальная защита, надежно отключающая поврежденную электроустановку при малых аварийных токах.