Расчёт токов КЗ при поперечной несимметрии в установках до 1000 В. Учёт сопротивления дуги.

Ответ:Принимаемые допущения. При расчете токов трехфазного и двухфазного КЗ в сетях напряжением 0,4 кВ необходимо учитывать не только активные и индуктивные сопротивления всех элементов сети, но и активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи(на шинах, вводах и выводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов, переходные сопротивления в контактах рубильников, выключателей, предохранителей и сопротивление дуги в месте КЗ), а также сопротивления катушек расцепителей автоматов, первичных обмоток трансформаторов тока, активные и индуктивные сопротивления шин и т. д. Точные данные для некоторых конструкций можно найти только в каталогах заводов-изготовителей, а для приближенных вычислений можно пользоваться средними значениями сопротивлений. Следует отметить, что количество конструкций аппаратов очень велико, точные значения их индуктивного сопротивления найти трудно, а абсолютная величина их по сравнению с сопротивлениями силовых трансформаторов и линий мала. Поэтому во многих случаях индуктивные сопротивления аппаратов не учитываются. Испытания в действующих установках показали, что реально имеющие место величины токов при КЗ меньше на 60–80 % расчетных величин токов, найденных без учета сопротивлений контактных соединений. Поэтому учет активных сопротивлений контактных соединений является обязательным. При отсутствии достоверных данных о контактах и их переходных сопротивлениях рекомендуется при расчете токов КЗ в сетях, питаемых трансформаторами мощностью до 1600 кВ · А включительно, учитывать их суммарное сопротивление введением в расчет активного сопротивления: 1. Для распределительных устройств на станциях и подстанциях –0,015 Ом. 2. Для первичных цеховых распределительных пунктов, как и на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций или от главных магистралей – 0,02 Ом. 3. Для вторичных цеховых распределительных пунктов, как и на зажимах аппаратов, питаемых от первичных распределительных – 0,025 Ом. 4. Для аппаратуры, установленной непосредственно у электроприемников, получающих питание от вторичных распределительных пунктов – 0,03 Ом. Однако, как показывают результаты расчетов для конкретных примеров, вышеприведенные значения переходных сопротивлений

контактов являются завышенными, особенно для сетей, питающихся от трансформаторов мощностью выше 1000 кВ · А. При определении результирующего сопротивления цепи КЗ необходимо учитывать сопротивление дуги в месте КЗ, значения которого принимается 0,01 Ом при приближенных расчетах. Значительное электрическое удаление систем электроснабжения от питающих центров позволяет считать, что при КЗ за понижающим трансформатором напряжение в точке сети, где он присоединен, практически остается неизменным и равным своему номинальному значению. Сопротивления трансформаторов, кабелей, шинопроводов аппаратов берутся из справочников или по приложениям. При расчетах токов КЗ в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ допускается следующее: - использовать упрощенные методы расчетов, если их погрешность не превышает 10 %; - максимально упрощать всю внешнюю сеть по отношению к месту КЗ и индивидуально учитывать только автономные источники электроэнергии и электродвигатели, непосредственно примыкающие

к месту КЗ; - не учитывать ток намагничивания трансформаторов; - не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин; - принимать коэффициенты трансформации трансформаторов равными отношению средних номинальных напряжений тех ступеней

напряжения сетей, которые связывают трансформаторы. При этом следует использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений: 0,69; 0,4; 0,23 кВ; - не учитывать влияние синхронных и асинхронных электродвигателей или комплексной нагрузки, если их суммарный номинальный ток не превышает 1,0 % начального значения периодической составляющей тока в месте КЗ, рассчитанного без учета электродвигателей или комплексной нагрузки. Расчет начального значения периодической составляющей тока трехфазного КЗ. При составлении эквивалентных схем замещения параметры элементов исходной расчетной схемы следует приводить к ступени напряжения сети, на которой находится точка КЗ, а активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражать в миллиомах. При расчете токов КЗ в электроустановках, получающих питание непосредственно от сети энергосистемы, допускается считать, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное сопротивление. Значение этого сопротивления (Хс), мОм, приведенное к ступени низшего напряжения сети, следует рассчитывать по формуле

где Ucр.НН – среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка низшего напряжения трансформатора, В; Uср.ВН – среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В; I K ВН – действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА; SK –

мощность КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, МВ · А. При отсутствии указанных данных эквивалентное индуктивное сопротивление системы в миллиомах допускается рассчитывать по формуле где Iоткл.ном – номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения понижающего трансформатора. В случаях, когда понижающий трансформатор подключен к сети

энергосистемы через реактор, воздушную или кабельную линию (длиной более 1 км), необходимо учитывать не только индуктивные, но и активные сопротивления этих элементов. При электроснабжении электроустановки от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ (Iп0) в килоамперах без учета подпитки от электродвигателей следует рассчитывать по формуле

где Uср.НН – среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло короткое замыкание, В; – соответственно суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ, мОм. Эти сопротивления равны: где Xc – эквивалентное индуктивное сопротивление системы до понижающего трансформатора, мОм, приведенное к ступени низшего напряжения; RТ и XТ – активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, мОм, приведенные к ступени низшего напряжения сети, их рассчитывают по формулам:

В выражениях (9.10) SТном – номинальная мощность трансформатора, кВ · А; РKном – потери КЗ в трансформаторе, кВт; UННном – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ; UK – напряжение КЗ трансформатора, %; RТА и ХТА – активное и индуктивное сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока, мОм; Rp и Xр – активное и индуктивное сопротивления реактора, мОм. Активное сопротивление токоограничивающего реактора следует рассчитывать по формуле

где – потери активной мощности в фазе реактора при номинальном токе, Вт; Ip.ном – номинальный ток реактора, А. Индуктивное сопротивление реактора (Xр) следует принимать по паспорту завода изготовителя или определять по формуле где – угловая частота напряжения сети, рад/с; L – индуктивность катушки реактора, Гн; Μ – взаимная индуктивность между фазами реактора, Гн; Rкв и Хкв – активное и индуктивное сопротивления токовых катушек и переходных сопротивлений подвижных контактов автоматических выключателей, мОм; Rш и Xш – активное и индуктивное сопротивления шинопроводов, мОм; Rк – суммарное активное сопротивление различных контактов и контактных соединений. При приближенном учете сопротивлений контактов следует принимать: Rк = 0,1 мОм – для контактных соединений кабелей; Rк = 0,01 мОм – для шинопроводов; Rк = 1,0 мОм – для коммутационных аппаратов; R1кл и Х1кл – активное и индуктивное сопротивления кабелей; Rвл и Хвл – активное и индуктивное сопротивления воздушных линий; Rд – активное сопротивление дуги в месте КЗ, мОм, рассчитываемое в зависимости от условий КЗ. Если электроснабжение электроустановки осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор и вблизи места КЗ

имеются синхронные и асинхронные электродвигатели или комплексная нагрузка, то начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ с учетом подпитки от электродвигателей или комплексной нагрузки следует определять как сумму токов от энергосистемы и от электродвигателей или комплексной нагрузки. В электроустановках с автономными источниками электроэнергии начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ без учета подпитки от электродвигателей следует рассчитывать по формуле где – соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи КЗ, мОм. При необходимости учета синхронных и асинхронных электродвигателей или комплексной нагрузки в автономной электрической системе начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ следует определять как сумму токов от автономных источников и от электродвигателей или комплексной нагрузки. Особенности расчета несимметричных КЗ.