Розрахунок струмів короткого замикання й перевірки елементів у характерній лінії електропостачання

1.5 Розрахунок струмів короткого замикання й перевірки елементів у характерній лінії електропостачання

1.5.1 Загальні відомості про КЗ

При проектуванні СЕС ураховуються не тільки нормальні, тривалі режими роботи ЕУ, але і їхні аварійні режими. Одним з аварійних режимів є коротке замикання.

Коротким замиканням (КЗ) називають усяким випадковим або навмисне, не передбачене нормальним режимом роботи, електричне сполука різних крапок ЕУ між собою або землею, при якому струми в галузях ЕУ різко зростають, перевищуючи найбільший припустимий струм тривалого режиму.

У системі трифазного змінного струму можуть виникати замикання між трьома фазами - трифазні КЗ, між двома фазами - двофазне КЗ. Найчастіше виникають однофазні КЗ (60 - 92 % від загального числа КЗ).

Як правило, трифазні КЗ викликають в ушкодженому ланцюзі найбільші струми, тому при виборі апаратури звичайно за розрахунковий струм КЗ приймають струм трифазного КЗ.

Причинами коротких замикань можуть бути механічні ушкодження ізоляції, падіння опор повітряних ліній, старіння ізоляції, зволоження ізоляції й ін.

Короткі замикання можуть бути стійка й нестійкими, якщо причина КЗ самоліквідується в плині струмової паузи комутаційного апарата.

Наслідком КЗ є різке збільшення струму в короткозамкненому ланцюзі й зниження напруги в окремих крапках системи. Дуга, що виникла в місці КЗ, приводить до часткового або повного руйнування апаратів, машин і інших пристроїв.

Збільшення струму в галузях електроустановки, що примикають до місця КЗ, приводить до значних механічних впливів на струмоведучі частини й ізолятори, на обмотки електричних машин. Проходження більших струмів викликає підвищене нагрівання струмоведучих частин і ізоляції, що може спричинити пожежу.

Зниження напруги приводить до порушення нормальної роботи механізмів, при напрузі нижче 70% номінальної напруги двигуна загальмовуються, робота механізмів припиняється.

Для зменшення наслідків КЗ необхідно якнайшвидше відключити ушкоджена ділянка, що досягається застосуванням швидкодіючих вимикачів і релейного захисту з мінімальною витримкою часу.

1.5.2 Розрахунок струмів КЗ

За розрахунковою схемою складається схема заміщення, у якій вказуються опори всіх елементів і намічаються крапки для розрахунку КЗ всі опори зазначені в іменованих одиницях.

Визначаємо опору елементів ланцюга розташованих на стороні високої напруги трансформатора

 (25)

 (26)

де L_c – довжина лінії до трансформатора, х₀ – питомий індуктивний опір лінії, r₀ – активний питомий опір.

Опори приводяться до НН:

4) Визначаємо опору для трансформатора

R_т=16,6 мОм, Х_т=41,7 мОм

5) Визначаємо опору для автоматичних вимикачів

1SF R_1SF= 0,4 мОм, X_1SF=0,17 мОм, R_п1SF=0,6 мОм

SF1 R_SF1= 1,3 мОм, X_SF1=1,2 мОм, R_пSF1=0,75 мОм

6) Визначаємо опір кабельних ліній

КЛ1 r₀^/=3,12 мОм, x₀=0,099 мОм

Тому що в схемі 3 паралельних кабелі, те

КЛ2 r₀^/=4,16 мОм, x₀=0,08 мОм

7) Визначаємо опору ділянок ланцюга до кожної крапки КЗ

8) Визначаємо 3-фазні й 2-фазні струми КЗ

9) Визначаємо ударні струми КЗ

10) Визначаємо діюче значення ударного струму

де q - коефіцієнт діючого значення ударного струму

11) Результати розрахунків заносимо у зведену відомість струмів КЗ таблиця 5

Таблиця 5.

Крапка КЗ	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк мОм	Rк/Xк	Ку	q	, кА	iу, кА	, кА	, кА	Zп, мОм	, кА
К1	103	50,3	114,6	>1	1	1	2,01	2,01	2,01	1,75	15	2,9
К2	50,1	3,9	50	>1	1	1	4,6	4,6	4,6	4,02	91,2	1,4
К3	14	0,8	14,1	>1	1	1	16	16	16	13,92	371	0,5

12) Визначаємо 1-фазні струми КЗ