Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания необходим для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок на электродинамическую и электротермическую устойчивость, проектирования и наладки релейной защиты, выбора средств и схем грозозащиты, выбора и расчёта токоограничивающих и заземляющих устройств.

При расчете токов короткого замыкания пользуемся методом именованных величин. Этот метод применяется в сетях с одной ступенью напряжения, а также в сетях напряжением 380/220.

Расмотрим пример расчета токов короткого замыкания для схемы электроснабжения молочно товрной фермы.

Так как данный производственный объект относится к 1 категории надежности, следовательно, питание его будет осущетвлятся от двух трансформаторной подстанции мощностью 250кВхА (2х250кВА). Между скциями шин 0,4 кВ расположен автоматический выключатель QF3, он будет находится в отключенном положении. При выходе из работы одного трансформатора электросбережение объекта будет, осущестлятся вторым трансформатором.

Рисунок 34 - Схема электроснабжения товарно-молочной фермы

На основании схемы электроснабжения составляем эквивалентную схему замещения. Необходимые значения сопротивлений берем из предыдущих расчетов. Сопротивление контактов (автоматических выключателей, катушек трансформаторов тока, шин и др.) принимаем Z_а=20 мОм. Учитывая что трансформаторы работают параллельно, то сопротивление контактов уменьшится в 2 раза, Z_а=10 мОм

Рисунок 35 - Эквивалентная схема замещения

Определяем сопротивление трансформатора.

R_т = Р_м·U²_ном /S²_н.т (31)

где Р_м – потери мощности выбранного трансформатора, кВт, / 1 /;

U_ном = 0,38 – номинальное напряжение, кВ;

S_н.т – номинальная мощность трансформатора, кВА.

R_т = 3,7·0,4²·10³ / 250² = 0,00947 Ом

Z_т = U_к·U²_ном /(100·S_н.т) (32)

где U_к – напряжение к.з. выбранного трансформатора, %, / 4 /.

Z_т = 4,5·0,4²·10³ / 100·250 = 0,0288 Ом

Х_т = (33)

Х_т = = 0,0272 Ом

Определяем общее сопротивление двух трансформаторов:

(34)

Определим трехфазный ток короткого замыкания в точке К₁, кА:

(35)

где U_ном = 400 – номинальное напряжение с учетом надбавки, В;

Z_с – полное сопротивление системы электроснабжения, Ом.

= 9,5 кА;

Определяем сопротивление для линии 1:

R_л1 R_л = r₀ ∙ L = (36)

= 3,1∙ 77 = 238,7 мОм

где r₀ = 3,1 – удельное активное сопротивления для кабеля ААШВ 3х10+1х6 / 13 /, мОм/м;

L – длина линии, м.

Xл принебригаем, так как X0=0,073 мОм/м;

Z_л1 = R_л1 = 238,7 мОм

Определим трехфазный ток короткого замыкания в точке К2.

=0,91кA

Определим двухфазный ток короткого замыкания в точке К2.

= 0,87· 0,91 = 0,79 кА (37)

Определим однофазный ток короткого замыкания в точке К2, кА

(38)

где U_Ф = 230 – фазное напряжение с учетом надбавки, В;

= 1000/γ·F=1000/32·6=4,74 мОм/м;

γ-удельная проводимость алюминия;

R_П и Х_П – соответственно сопротивление активное и реактивное сопротивление петли фаза – нуль, мОм

=104мОм, если трансформаторы постоянно работают, а секция шин 1-я и 2-я включена с помощью автоматического секционного выключателя QF3, тогда при параллельной работе приблизительно равно половине этого сопротивления 52мОм.

=0,35кА;