Расчёт токов короткого замыкания (т.к.з.) на шинах РП 0,4кВ. и на шинах 6кВ. Выбор разъединителей

7. Расчёт токов короткого замыкания (т.к.з.) на шинах РП 0,4кВ. и на шинах 6кВ. Выбор разъединителей

Методика расчёта

- по расчётной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ;

- рассчитать сопротивления;

- определить в каждой выбранной точке 3-фазные, 2-фазные и 1-фазные токи КЗ, заполнить "Сводную ведомость токов КЗ".

Схема замещения представляет собой вариант расчётной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи - электрическими. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприёмнике.

Точки КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника.

Для определения токов КЗ используются следующие соотношения:

а) 3-фазного.кА:

,

где U_к – линейное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_к – полное сопротивление до точки КЗ, Ом;

б) 2-фазного, кА:

;

в) 1-фазного, кА:

,

где U_кф – фазное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_п – полное сопротивление петли "фаза - нуль" до точки КЗ, Ом;

Z_т⁽¹⁾ – полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом;

г) ударного, кА:

,

где К_у – ударный коэффициент, определяется по графику

.

д) действующего значения ударного тока, кА:

,

где q – коэффициент действующего значения ударного тока,

Сопротивления схем замещения определяются следующим образом.

1. Для силовых трансформаторов по таблице 1.9.1 или расчётным путём из соотношений:

 ; ; ,

где ∆Р_к – потери мощности КЗ, кВт;

u_к – напряжение КЗ, %;

U_нн – линейное напряжение обмотки НН, кВ;

S_т – полная мощность трансформатора, кВА;

2. Для токовых трансформаторов по таблице 1.9.2.

3. Для коммутационных и защитных аппаратов по таблице 1.9.3.

4. Для ступеней распределения по таблице 1.9.4.

5. Для линий ЭСН кабельных, воздушных и шинопроводов из соотношений

; ,

где r₀, х₀ – удельное активное и индуктивное сопротивления, мОм/м;

L_л – протяжённость линии, м.

Сопротивления элементов на ВН приводятся к НН по формулам

; ,

где R_нн, X_нн – сопротивления, приведённые к НН, мОм;

R_вн, X_вн – сопротивления на ВН, мОм;

U_нн, U_вн – напряжения низкое и высокое, кВ.

Алюминиевый кабель ВН длиной 320м и сечением жил 25мм²;

; ;

; .

Сопротивления приводятся к НН

;

.

Для трансформатора

R_т = 3,1мОм, Х_т = 13,6мОм; .

Для автоматов

SF – R_SF = 0,1 мОм; x_SF = 0,1 мОм; R_uSF = 0,15 мОм;

SF1 – R_SF1 = 0,1 мОм; x_SF1 = 0,1 мОм; R_uSF1 = 0,15 мОм;

SF2 – R_SF2 = 0,15 мОм; x_SF2 = 0,17 мОм; R_uSF2 = 0,4 мОм;

Для кабельных линий (КЛ) КЛ1:

; .

Так как в схеме 3 паралельных кабеля, то

;

; .

КЛ2: ; .

; .

Для ступеней распределения R_c1 = 15мОм, R_c2 = 20мОм

Для шинопровода ШМА 1250

r₀ = 0,034мОм/м; х₀ = 0,016 мОм/м; r_0п = 0,068мОм/м; х_0п = 0,053 мОм/м;

;

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему

;

;

;

.

;

Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в "Сводную ведомость"

; ;

;

;

;

;

;

;

;

; ; ;

Определяются коэффициенты К_у и q

;

;

;

;

;

.

Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в "Ведомость":

;

;

;

;

;

;

Определяем силу ударного тока с учётом электродвигателей

Сила номинального тока двигателей

;

Сила ударного тока от двигателей

;

;

Сила ударного тока с учётом электродвигателей составит

;

;

Сила ударного тока с учётом электродвигателей составит

;

;

.

Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк, мОм		Kу	q		iу. кА			Zп, мОм
К1	19,95	13,8	24,26	1,46	1	1	9,53	13,44	9,53	8,25	15	3,966
К2	40,96	14,72	43,53	2,78	1	1	5,05	8,69	5,05	4,37	36,75	2,759
К3	67,51	30,29	74	2,23	1	1	2,97	4,71	2,97	2,57	122,1	1,333

Составляется схема замещения для расчёта 1-фазных токов КЗ и определяются сопротивления. Для кабельных линий

; ;

; ;

; ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Выбираем силовой выключатель ВН ВВЭ – 10 – 630 – 10:

U_н.в = 10кВ;

I_н.в = 630А;

I_н.откл = 20кА;

I_тс = 20кА;

i_ск = 52кА;

t_тс = 3с;

t_ов = 0,055с.

Определяем ток КЗ

;

;

;

.

Отключающая способность

;

;

.

Ток термической стойкости

.

Ведомость выключателя ВН

Параметры	Условные обозначения	Единицы измерений	Условия выбора	Данные выключателя		дополнительные сведения
				расчёт.	катал.
Номинальное напряжение	Uн	кВ		6,3	10	ВВТЭ-10-400-10
номинальный ток	Iн	А		57,8	400
Ток отключения	Iн.откл	кА		9,104	20	отключающая способность
Мощность отключения	Sн.откл	мВА		99.224	346
Амплитуда предельного ударного сквозного тока	iск	кА		12,84	52	динамическая стойкость
Предельный ток термической стойкости	Iтс	кА		5.256	20	термическая стойкость