Проверка выбранной аппаратуры на действие токов КЗ

Сети напряжением до 1 кВ характеризуются большой протяжённостью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры. Согласно [5] при расчете токов КЗ в сетях напряжением ниже 1000 В необходимо учитывать индуктивные и активные сопротивления короткозамкнутой цепи. В таких сетях, особенно выполненных кабельными линиями или проводами в трубах, активные сопротивления значительно превышают индуктивные. На суммарную величину сопротивления короткозамкнутой цепи значительно влияют активные сопротивления электрических аппаратов, катушек трансформаторов тока, токовых обмоток автоматов и реле, переходные сопротивления контактов коммутационных аппаратов.

Необходимо учитывать активные сопротивления обмоток силовых трансформаторов мощностью до 1000 кВА, питающих место КЗ. При расчете токов КЗ, если S_сист>50∙S_{ном т}, можно считать, что периодическая составляющая тока КЗ практически не изменяется во времени и остается постоянной до момента отключения КЗ (I" =I_∞), т. е. можно считать, что данная электроустановка питается от системы неограниченной мощности. В этом случае сопротивления системы до вводов трансформаторов можно не учитывать и считать, что питание силовых трансформаторов осуществляется от системы неограниченной мощности, при этом согласно [5] подведенное напряжение всегда равно номинальному первичному напряжению трансформатора.

При равенстве сопротивлений во всех трех фазах значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ в трехпроводной или четырехпроводной сети определяется по формуле:

,

(2.35)

где г_Σ и x_Σ— суммарные активное и индуктивное сопротивления цепи КЗ, мОм.

Ударный ток КЗ определяется по формуле:

,

(2.35)

где К_у – ударный коэффициент.

Согласно [5] значение ударного коэффициента K_у для определения ударного тока короткого замыкания следует принимать на шинах РУ-0,4 кВ трансформаторных подстанций K_у =1,1; в остальных точках сети K_у =1.

Для расчёта токов короткого замыкания составляется расчётная схема (рис. 2.4) и схема замещения.

В [12] приведены средние величины сопротивлений в миллиомах для силовых трансформаторов 10/0,4/0,23 кВ, приборов, аппаратов и т.д.

Если отсутствуют данные о переходных сопротивлениях контактных соединений, можно ориентировочно принять:

а) для распределительных щитов на подстанциях — 15 мОм;

б) на шинах вводно-распределительного устройства здания—20 мОм;

в) на последних распределительных щитах —25 мОм.

Сопротивление линии, выполненной кабелем, равно:

(2.37)

(2.38)

где r_0к и х_0к1 – активное и индуктивное сопротивления 1 м токоведущей жилы кабеля, мОм/м;

l – длина линии, м.

Сопротивление шин определяется следующим образом:

(2.39)

;

(2.38)

где r_0ш и х_0ш – активное и индуктивное сопротивления 1 м шины, мОм/м.

В четырехпроводных сетях (Зф + N) при замыкании одной фазы на нулевой провод или металлический корпус электрооборудования защитный аппарат должен автоматически отключить аварийный участок цепи.

В четырехпроводных сетях (Зф + N) при замыкании одной фазы на нулевой провод или металлический корпус электрооборудования защитный аппарат должен автоматически отключить аварийный участок цепи.

В четырехпроводных сетях при замыкании одной фазы на нулевой провод или металлический корпус электрооборудования

Рис. 2.4. Однолинейная схема для расчёта токов КЗ

защитный аппарат должен автоматически отключить аварийный участок цепи.

Для надежного срабатывания защитного аппарата в возможно короткое время ПУЭ [1] требуют, чтобы ток однофазного замыкания в установках, не опасных по взрыву, был не менее трехкратной величины номинального тока плавкой вставки предохранителя или теплового расцепителя автоматического выключателя.

(2.41)

Для проверки срабатывания защитного аппарата при замыкании между фазным и нулевым проводами необходимо определить расчетный ток однофазного КЗ.

Ток однофазного КЗ определяется по приближенной формуле:

,

(2.42)

где U_ф — номинальное фазное напряжение сети, В;

z_п — полное сопротивление петли, созданной фазным и нулевым проводами, Ом;

z'_т — полное сопротивление трансформатора току КЗ на корпус, Ом.

Для проводов или жил кабеля полное сопротивление петли составит:

,

(2.43)

где — суммарное активное сопротивление фазного r_ф и нулевого r_n проводов, Ом;

x_п — индуктивное сопротивление петли проводов или жил кабеля, Ом.

Значения z'_т/3 трансформаторов, отнесенные к напряжению 0,4 кВ, приведены в Приложении 2 и [14].

Результаты расчётов представляются в виде таблицы (Приложение 1).

Контрольные вопросы

1. Перечислите этапы расчета токов короткого замыкания.

2. Какие упрощения допустимы при расчете токов короткого замыкания в сети напряжением до 1000 В?

3. Какие особенности расчета токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ?

4. С какой целью производится расчет однофазного короткого замыкания в сети до 1000 В?

5. Как производится проверка защитной аппаратуры на срабатывание при однофазном КЗ?