 |
Расчет токов однофазных КЗ методом симметричных составляющих
|
|
|
|
Под однофазным КЗ подразумевается короткое замыкание на землю силовых элементов в трехфазной электрической системе с глухозаземленной нейтралью, при котором с землей соединяется только одна фаза.
Под однофазным КЗ подразумевается короткое замыкание на землю силовых элементов в трехфазной электрической системе с глухозаземленной нейтралью, при котором с землей соединяется только одна фаза.
В соответствии с требованиями пунктов 1.7.79 и 3.1.8-3.1.13 "Правил устройства электроустановок" [4] для надежного отключения поврежденного участка сети наименьший расчетный ток КЗ должен превышать номинальный ток плавкой вставки или номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику, не менее чем в 3 раза.
Если автоматический выключатель имеет мгновенно действующий электромагнитный расцепитель (отсечку), то наименьший расчетный ток КЗ должен превышать уставку отсечки не менее чем в 1,4 раза.
Метод симметричных составляющих предложен для упрощения расчетов несимметричных КЗ. Сущность этого метода состоит в замене несимметричной системы токов трехфазной сети при однофазном коротком замыкании тремя симметричными системами: прямой, обратной и нулевой последовательности.
Если электроснабжение электроустановки напряжением до 1 кВ осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор, то значение периодической составляющей тока однофазного КЗ рассчитывают по формуле
(1.20)
где R1Σ, R2Σ и Х1Σ, Х2Σ - суммарные активные и индуктивные сопротивления соответственно прямой и обратной последовательности фазной цепи КЗ. Сопротивления обратной последовательности равны сопротивлениям прямой последовательности, что учтено в выше приведенной формуле коэффициентом 2. Эти сопротивления определяются аналогично параметрам схемы замещения сети для расчета трехфазного КЗ;
|
|
|
RОΣ и ХОΣ - суммарное активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности цепи КЗ;
RОК = RОТ + RТТ + RАВ + RК + RД + RОШ + RОКЛ + RОВЛ;
ХОК = ХОТ + ХТТ + ХАВ + ХОШ + ХОКЛ + ХОВЛ,
где RОТ и ХОТ - сопротивления нулевой последовательности понижающего трансформатора;
RОШ, RОКЛ, RОВЛ и ХОШ, ХОКЛ, ХОВЛ - сопротивления нулевой последовательности линии (сопротивления шинопроводов, кабелей, воздушной линии с учетом цепи зануления);
RТТ, RАВ, RК, RД и ХТТ, ХАВ - сопротивления трансформаторов тока, автоматических выключателей, контактов и дуги в цепи зануления.
Сопротивления трансформатора 1000 кВА для схемы соединения обмоток Y/YО возьмем из табл. П.1: R0Т9 = 19,6 мОм, Х0Т9 = 60,6 мОм.
Сопротивление шинопровода между трансформатором и вводным автоматическим выключателем
R0Ш = R0УД.Ш ∙ L = 0,064 ∙ 3 = 0,192 мОм;
Х0Ш = Х0УД.Ш ∙ L = 0,035 ∙ 3 = 0,105 мОм.
Сопротивление кабельной линии
R1КЛ = R1УД.КЛ ∙ L = 1,665 ∙ 150 = 249,75 мОм;
Учитываем увеличение активного сопротивления кабелей вследствие их нагрева током КЗ R0Σ.К = 249,75∙1,05 = 262,24 мОм
Х0КЛ = Х0УД.КЛ ∙ L = 0,559∙ 150 = 83,85 мОм.
Схема замещения нулевой последовательности с параметрами для расчета токов однофазного КЗ показана на рис. 3,в. Таким образом
Точка Ж
RОΣ.Ж = 19,6 + 5 = 24,6 мОм;
ХОΣ.Ж = 60,6 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке Ж
Точка З
RОΣ.З = 19,6 + 0,192 + 0,13 + 0,0024 + 6 = 25,924 мОм;
ХОΣ.З = 60,6 + 0,105 + 0,07 = 60,775 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке З
Точка К
RОΣ.К = 19,6 + 0,192 + 0,13 + 1,1 + 262,24 + 1,1 + 1,254 + 8 = 293,616 мОм;
ХОΣ.К = 60,6 + 0,105 + 0,07 + 0,5 + 0,5 + 83,85 = 145,625 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке К
Расчеты токов КЗ сведем в табл. 6
Таблица 6 – Расчетные данные токов КЗ в сети до 1кВ
|
| Место точек расчета короткого замыкания | ||||
| Ж | З | К | |||
| Максимальный ток трехфазного КЗ I(3)К.МАКС, кА | 20,277 | 18,97 | 3,011 | ||
| Минимальный ток двухфазного КЗ I(2)К.МИН, кА | 17,109 | 16,053 | 2,509 | ||
| Ток однофазного КЗ I(1)К,П,кА | 7,842 | 7,674 | 1,429 | ||
|
|
|
