Автоматический выключатель

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 K_J, зависящего от материала и температуры проводника:

R_Jt=R _н ×K_Jt ,

 

где R _н– активное сопротивление проводника при начальной температуре, мОм, при расчетах следует принимать равным R _1кб;

K_J – 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 = c_ν K _c K _нэ ρ_{ν норм} l 10³/ s,

где c_ν – 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;

ρ_{ν 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 I_пt – 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 Z_kt - 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 (X_d"), а при определении постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ – индуктивным сопротивлением для токов обратной последовательности Х₂ и активным сопротивлением обмотки статора R_СД. 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 I_{пt 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.