В схемах замещения прямой и нулевой последовательностей учитывается активным и индуктивным сопротивлениями токовых катушек и переходными сопротивлениями подвижных контактов.
R кВ, X кВ активное и индуктивное сопротивления автоматического выключателя, мОм, значения которых приведены в приложении 5.
Шинопровод
В схеме замещения прямой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлениями R ш, X ш, мОм; в схеме замещения нулевой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлением R 0ш, X 0ш. Рекомендуемый метод расчета сопротивлений шинопроводов и параметры некоторых комплектных шинопроводов приведены в приложении 1.
Сопротивления контактов и контактных соединений
В схемах замещения прямой и нулевой последовательностей учитываются суммарным активным сопротивлением различных контактов и контактных соединений R к, данные о котором приведены в приложении 4. При приближенном учете сопротивлений контактов следует принимать: R k = 0,1 мОм – для контактных соединений кабелей R k= 0,01 мОм – для шинопроводов; R k= 1,0 мОм - для коммутационных аппаратов.
Кабельная линия
В схеме замещения прямой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлениями R 1кб, X 1кб; в схеме замещения нулевой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлением R 0кб, X 0кб. Значения этих сопротивлений приведены в приложении 1.
При расчетах тока КЗ в произвольный момент времени необходимо учитывать увеличение сопротивления кабельной линии при протекании по ней тока КЗ. Увеличение активного сопротивления проводников рекомендуется учитывать с помощью коэффициента KJ, зависящего от материала и температуры проводника:
RJt=R н ×KJt ,
где R н– активное сопротивление проводника при начальной температуре, мОм, при расчетах следует принимать равным R 1кб;
KJ – коэффициент увеличения активного сопротивления проводника, значения которого приведены на рисунках П 1.1. … П 1.4. приложения 1. Для определения коэффициента необходимо знать сечение кабеля и начальное значение периодической составляющей тока КЗ.
Воздушная линия
В схеме замещения прямой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлениями R 1вл, X 1вл.
Активное сопротивление прямой последовательности одной фазы проводника в миллиомах можно рассчитать по формуле:
R = cν K c K нэ ρν норм l 103/ s,
где cν – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления с увеличением температуры;
K c – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления многопроволочных жил вследствие скрутки;
K нэ – коэффициент поверхностного эффекта при переменном токе;
ρν норм – удельное сопротивление провода при 20˚С (0,0178 Ом мм2/м для меди и 0,02994 Ом мм2/м для алюминия);
l – длина проводника, м;
s – сечение проводника, мм2.
Индуктивное сопротивление прямой последовательности одной фазы проводника круглого сечения в миллиомах можно рассчитать по формуле:
X = 0,145 lg(a l/R н ),
где a – расстояние между проводниками;
l – длинна проводника;
R н – радиус проводника.
В схеме замещения нулевой последовательности учитывается активным и индуктивным сопротивлением R 0вл, X 0вл:
; (1.7)
. (1.8)
Электрическая дуга
Учитывается активным сопротивлением R д в месте КЗ, мОм. Среднее значение активного сопротивления дуги в произвольный момент времени при устойчивом трехфазном дуговом КЗ допустимо определять по формуле:
(1.9 )
где Iпt – действующее значение периодической составляющей тока металлического КЗ в произвольный момент времени;
R 1∑– суммарное активное сопротивление прямой последовательности цепи КЗ, мОм, без учета активного сопротивления кабельной или воздушной линии и сопротивления электрической дуги;
R 1кб Jt – активное сопротивление прямой последовательности кабельной или воздушной линии к моменту t, мОм, с учетом нагрева ее током КЗ. Это сопротивление рассчитывают в соответствии с п. 1.8 (в начальный момент времени равно R 1кб);
K c t – среднестатистическое значение поправочного коэффициента, учитывающего снижение тока дугового КЗ по сравнению с током металлического КЗ, который можно определить по следующим формулам.
В произвольный момент времени:
(1.10)
В начальный момент времени:
(1.11)
где Zkt - сопротивление цепи КЗ, зависящее от вида КЗ:
при трехфазном КЗ
при двухфазном КЗ
при однофазном КЗ
Максимальное и минимальное значения активного сопротивления дуги допустимо определять по формуле (1.9) при этом значения поправочных коэффициентов рассчитываются по нижеприведенным формулам.
Для начального момента времени:
(1.12)
(1.13)
Для произвольного момента времени:
(1.14)
(1.15)
Более точно сопротивление дуги можно определить по формуле:
(1.16)
где I д – ток дугового КЗ рассчитывается как произведение тока металлического КЗ на поправочный коэффициент K c t ;
l д – длина дуги, мм;
l д = 4 а при а< 5 мм;
l д = 20,4 ln(а/2) e- 0.15 r/x при а = (5…50) мм;
l д = 4 а при а> 50 мм.
Сопротивления дуги рассчитанные по формуле (1.16) для трехфазного КЗ приведены в таблице П 4.1 приложения 4. В зависимости от мощности питающего трансформатора. Если точка КЗ находится за двумя кабельными линиями разного сечения, то для нахождения сопротивления дуги берется сечение линии на которой произошло замыкание, а длина кабельной линии определяется по следующей формуле:
l åкб1 =l кб + z кб1 l кб1 / z кб,
где l åкб1 ‑ эквивалентная длинна кабельной линии;
l кб - длинна кабельной линии на которой произошло повреждение;
z кб - полное сопротивление кабельной линии на которой произошло повреждение;
l кб1 - длина предшествующей кабельной линии;
z кб1 - полное сопротивление предшествующей кабельной линии.
Синхронный двигатель
При расчете начального значения периодической составляющей тока КЗ синхронные электродвигатели следует учитывать сверхпереходным сопротивление по продольной оси ротора (Xd"), а при определении постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ – индуктивным сопротивлением для токов обратной последовательности Х2 и активным сопротивлением обмотки статора RСД. При приближенных расчетах допустимо принимать:
X’’d (ном) = 0,15 о.е.; X 2 = X’’d; R СД = 0,15 X’’d.
Для синхронных электродвигателей, которые до КЗ работали с перевозбуждением, сверхпереходную ЭДС в вольтах следует рассчитывать по формуле:
(1.17 )
Для синхронных электродвигателей, работавших до КЗ с недовозбуждением, сверхпереходную ЭДС (E’’ ф.СД), в вольтах, следует определять по формуле:
(1.18 )
Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от синхронного электродвигателя Iпt СД или нескольких электродвигателей, находящихся в одинаковых условиях по отношению к точке КЗ, следует рассчитывать соответственно по формуле:
где I номСД – номинальный ток причем при нескольких электродвигателях под номинальным током следует понимать сумму номинальных токов всех электродвигателей;
I п0(ном) – начальный токпериодической составляющей, о.е.;
g t СД – коэффициент определяемый по графику в приложении 6.