Розрахунок струмів короткого замикання

 

 

 

В електроустановках можуть виникати різноманітні види коротких замикань, які зумовлені різними причинами.

На основі схеми електричної принципової складаємо схему заміщення, в якій кожний елемент замінюється на відповідний опір. На схемі заміщення позначаються точки в яких очікується виникнення короткого замикання (К1,К2,К3).

На стороні 10кВ розрахунок струмів короткого замикання ведеться методом іменованих одиниць. За базисну напругу приймається , де ; за базисну потужність приймається , чи кратну 100.

 

 

3.3.1 Визначаємо результуючий опір кола до визначеної точки короткого замикання К1.

, 

­­- опір системи зведений до базисної потужності, де

- базисна потужність;

- потужність короткого замикання (вихідні дані, згідно із завданням на курсовий проект).

Визначаємо відносний опір лінії:

- довжина лінії (вихідні дані, згідно із завданням на курсовий проект).

- опір 1км лінії довідникові дані [1.с.139 Табл.2.53 ].

Визначаємо активний опір лінії:

Визначаємо величини струмів і потужності короткого замикання в точці К1:

1) Визначаємо базисний струм короткого замикання:

Визначаємо діюче значення струму короткого замикання:

Визначаємо миттєве значення ударного струму короткого замикання:

Визначаємо потужність короткого замикання в точці К1:

 

 

Визначаємо двохфазний струм короткого замикання:

3.3.2 Складаємо схему заміщення. Визначаємо результуючий опір до точки К2. Розрахунок проводимо методом іменованих одиниць:

 

 

                  Проводимо розрахунок на стороні 0,4кВ.

 

 

- опір трансформатора визначаємо з умови:

де:

- - напруга короткого замикання, %. [1.с.214 табл.145];

- - номінальна потужність трансформатора, МВА.. [1.с.214 табл.145];

- - лінійна напруга 0,4 кВ.

 де

- - втрати короткого замикання, Вт. [1.с.214 табл.145]

- - номінальна потужність трансформатора, кВА. [1.с.139 табл2.54]

        

Визначаємо струм і потужність короткого замикання в точці К2:

 

3.3.3 Проводимо розрахунок струмів короткого замикання для точки К3:

, де:

 

 (Ом)

 

Так як мережа 0,4 кВ виконана з глухо заземленою нейтраллю, то в ній можуть виникати однофазні струми замикання на землю. Визначаємо однофазний струм короткого замикання в точці (К3), результати заносимо в таб. 3.3.

Струм однофазного короткого замикання визначають за формулою:

де: фазна напруга мережі 0,22кВ.

- одна третя частина повного опору трифазного трансформатора, зведеного до напруги 0,4 кВ. [3.с.199 табл146]

- опір петлі фаза-нуль;

─ індуктивний опір петлі

0,0052

 - активний опір петлі.

- активний і індуктивний опір петлі фаза-нуль;

[3.с.191 т.138, 139,140,141]

 

Так як точки К1 і К4, К2 і К5 однакові то розрахунок точки К2 і К5 не проводимо.

Проводимо розрахунок струмів короткого замикання для точки К6.

, де:

 

─ індуктивний опір петлі

0,0066

 - активний опір петлі.

 

Результати розрахунків заносимо в таблицю 3.1

Таблиця 3.1

Точки короткого замикання	Ом	, кА	кА	кА	кА	МВА
К1	1,75	3,123	7,9	2,71	-	56,7
К2	0,66	0,36	0,54	0,31	-	24,4
К3	0,097	2,5	3,4		0,82	18,5
К6	0,086	2,7	4,05	2,34	0,91

 

3.4 Перевірка струмоведучих частин на дію струмів короткого замикання на стороні 10 і 0,4 кВ.

 

3.4.1.Вибір і перевірка кабелю.

Кабелі вибираємо залежно від місця укладання (в каналах або в землі) з умови:

де  - номінальна напруга і довготривалий струм кабелю для даних умов зовнішнього середовища.

 - робоча напруга і максимальний робочий струм приєднання.

Вибраний кабель перевіряють тільки на термічну стійкість за умовою:

 де:

мінімальний допустимий переріз, який визначають за формулою: , де:

фіктивний час струму короткого замикання. Для підстанцій і ліній фіктивний час дорівнює часу дії короткого замикання:

де

час вимикання вимикача; для пружинних приводів

час дії релейного захисту, сек.;

С – коефіцієнт пов’язаний з величиною максимальної температури нагрівання, який беруть:

Для алюмінієвих шин і кабелів рівним 90.

- умова виконується, приймаємо кабель ААШВ3×16,

3.4.3. Вибір і перевірка запобіжників.

Запобіжники, як захисний пристрій від струмів короткого замикання, широко застосовують в мережах високої та низької напруги.

 

Запобіжники встановлені на високій стороні служать для захисту трансформаторів тільки від струмів короткого замикання.

Запобіжники з плавкими вставками вибирають за місцем встановлення, величиною номінальної напруги та струму з умови:

 

Запобіжник ПКТ 102-10-31,5-12У3 задовольняє умові.

 

3.4.4. Вибір і перевірка вимикача навантаження ВНП-10/400-21У3

Вимикачі вибирають залежно від місця установки за умовою:

де -

а)На термічну стійкість, відведену до часу t, c:

де:

- термічної стійкості за час(за каталогом).

усталений струм короткого замикання.

фіктивний час струму короткого замикання. Для підстанцій і ліній фіктивний час дорівнює часу дії короткого замикання:

б) На динамічну стійкість з умови:

де амплітудне значення максимально допустимого струму.

 

- ударний струм короткого замикання.

Приймаємо вимикач навантаження ВНП-10/400-21У3

Приводи до вимикачів вибирають згідно зусилля, яке вони розвивають на валу, від роду струму. А також від способу обслуговування підстанції (ручний, дистанційний, телекерований).

 

3.4.6 Вибір трансформаторів струму.

 

Трансформатори струму вибирають залежно від місця установки, за напругою струмом і класом точності:

За номінальним струмом первинного кола трансформатори струму виготовляють на: 5,10,20,30,40,75,100,150,200,300,400,600,1000,1500А;

[Л.3., 43с., 44с.,46с.]

Вибрані трансформатор струму ТК 20-0,5-200/5 перевіряємо на термічну стійкість за умовою:

 де:

- номінальний струм первинної обмотки трансформатора

коефіцієнт термічної стійкості (за каталогом)

- фіктивний час струму короткого замикання

10000 А>347,6 А

Умова виконується, приймаємо трансформатор струму ТК 20-0,5-200/5.

3.4.7 Перевірка електромагнітного розчіплювача у найвіддаленішого електроприймача на спрацювання при виникненні однофазного короткого замикання, з умови:

 

 

Умова виконується, автоматичний вимикач вчасно спрацює в разі виникнення короткого замикання.

Кабель на низькій стороні не перевіряється на дію струмів короткого замикання, а перевіряється за втратами напруги. Перевіряються усі кабелі довжиною більше як 50м.