Расчет токов короткого замыкания

Токи короткого замыкания определяются для выбора по ним пусковой аппара- туры, проверки кабелей и максимальной защиты.

Для выбора пусковой аппаратуры по отключающей способности (по предель-

но допустимому отключаемому току) используется максимальный ток трёхфазного

к. з.

(3)

I

к. з.

в точке установки выбираемого аппарата. По этому же току проверяются

кабели на термическую устойчивость к току короткого замыкания.

Для проверки максимальной защиты используется минимальный ток двух-

фазного к.з

(2)

I

к. з.

в наиболее удалённой точке защищаемой сети.

 

Есть несколько методов определения токов к. з.:

· Метод приведенных длин с использованием таблицы;

· Метод приведенных длин с использованием номограмм;

· Аналитический метод (метод сопротивлений).

Аналитический метод наиболее точен, хотя и несколько громоздкий. Метод приведенных длин наиболее практически удобен, но менее точен. Причина заключается в том, что со временем у новых модификаций трансформаторов изменяются параметры (U_{к.з .}, Р _к.з.). Это приводит к изменению величин, токов к. з., а метод приведенных длин этого не учитывает (таблицы и графики составлены для одной модификации трансформаторов и подолгу не переиздаются).

 

Метод приведенных длин с использованием таблицы имеет наиболь- шее распространение. Он подробно описан в [ 6, с.258 ¸ 265].

к. з.

Таблицы составлены для кабелей с сечением рабочей жилы 50мм² для сетей напряжением 380, 660 и 1140 В и 4мм² для сетей 127В. Для того, чтобы можнобыло пользоваться таблицами токов к. з., необходимо реальные длины кабе- лей привести к расчётным (приведенным). Это выполняется с помощью коэффи- циентов приведения [12,с.227]. Затем по суммарной приведенной длине до расчётной точки к.з. и по трансформатору, который питает данную точку, по таблицам [7, с.234 ¸ 242 ] определяется I (2).

При расчёте токов к. з. в сетях, питающих горные машины с многодвигатель- ным приводом, необходимо учитывать токоограничивающее влияние проводов и кабелей внутреннего монтажа [1, с.316¸317]. Для этого в суммарную приведенную длину вводится приведенная длина кабеля L_м, токоограничивающее влияние кото- рого эквивалентно влиянию внутреннего монтажа машины или комбайна. Величина L_м указывается в заводской инструкции по монтажу и эксплуатации машины.

Для определения

(3)

I

к. з.

в точке установки аппарата вначале рассчитывается

(2)

I

к. з.

для этой же точки, а затем по нему вычисляется трёхфазный ток короткого

замыкания

(3)

I

к. з.

= 1,6* I ⁽²⁾, А.

к. з.

Перед выполнением вычислений токов к.з. составляется расчётная схема (рис.8). Результаты расчётов заносятся в таблицу 6, содержание которой соответст- вует расчётной схеме рис.8.

 

Примечания:

1 Перемычки между пускателями принимаются длиной L_{пер .} = 1м, сечением жилы S = 35 ¸ 50 мм².

2 При расчёте

(2)

I

к. з.

в сетях 127 В длина фидерного кабеля и перемычек в

суммарную приведенную длину ∑I_пр. не включается.

I

3

(2)

к. з.

в точке К₂ (рис.8) определяется для проверки максимальной защиты

фидерного автомата.

4 При расчёте токов к.з. в сетях напряжением 1140 В в суммарную приведен- ную длину кабеля необходимо включить приведенную длину низковольтных и высоковольтных кабелей:

∑L пр. = L пp.нн + 0, 04L пр.вн., м,

где L_пp.нн – приведенная длина фидерного и гибкого кабелей на напряжение

1140 В до расчётной точки;

L_пр.вн – приведенная длина кабеля на напряжение 6 кВ ЦПП – ПУПП или

РПП-6 – ПУПП.

 

Метод приведенных длин с использованием номограмм менее точен и применяется только в тех случаях, когда нет таблиц для расчёта токов к. з. Этим методом рассчитывали, например, токи к. з. в сетях напряжением 1140 В до разработки таблиц.

 

Аналитический метод используется в том случае, если расчёт токов к.з. ведётся для сетей,питаемых от трансформаторов, для которых нет таблиц или номограмм. По этому методу

 

I

(2)

к. з.

=  U тр. н.

2 * Z

, А;

I

=

(3)

к. з.

U тр. н.

, А;

где Z =                                         , Ом,

R_к, X_к – активное и индуктивное сопротивления кабелей до расчётной точки;

R_д – сопротивление дуги в точке к. з. Принимается равным 0,01 Ом.

 

Последовательность выполнения расчётов:

1 Определяется сопротивление элементов схемы электроснабжения (транс- форматора, фидерного кабеля, гибких кабелей);

2 Выбираются элементы, определяющие ток к. з. в каждой расчётной точке.

3 Определяется Z для каждой точки.

4

к. з.

Определяются значения I (2)

(3)

и I.

к. з.

Результаты расчётов сводятся в таблицы 5 и 7. Содержание приведенных таблиц соответствует расчётной схеме рис.8.

 

Таблица 5 – Результаты расчёта сопротивлений элементов схемы электроснабжения

Элементы схемы электроснабжения	L к. км	S к. мм^2	R.0, Ом /км	Х0, Ом /км	R, Ом	X, Ом
КТПВ – 630 Фидерный кабель Комбайновый кабель и т.д.	_ 0,1 0,2	— 70 50	— 0,26 0,394	— 0,061 0,081	0,011 0,026 0,0792	0,038 0,0061 0.00162

КТПВ-630/6                                                              РПП–0,69 №1

К0

ЭВТ 3х25 1050

ЭВТ 3х95

20

К1

КУУВК - 500

 80250     25080   320    80

 

АОС-4 №1

РПП-6

К3

К2

55    5,5

К4

55      55

 

55

 

ПТК – 2

К9            К10

СНТ – 32 №1        КСД – 27 Освещение лавы СЗВ – 60

ЭВТ

 

20

К5

РПП–0,69 №2 КУУВК - 500

80     250   250   80   320    80

 

АОС-4 №2

К7

К6                                                          К8

30

55      5,5

 

УЦНС-13

200

К11

К12

СНТ – 32 №2

к ЦПП                                                                                                                                         РКУ – 10                                                                                                                                                     Освещение

штрека РВЛ – 20М

Рисунок 8 – Расчётная схема токов короткого замыкания

Таблица 6 – Результаты расчёта токов короткого замыкания методом приведенных длин

 

 

Токо- приёмники, аппараты	Рас- чёт- ные точки	Фактические данные						Приведенные Длины, м			å L пр, м		I ^(2) в точ- к. з. ках уста- новки ап- паратов, А	1 ^(3), в точ к. з. ках уста- новки ап- паратов, А	I (2) в к. з. наиболее удален. точках, А
		L к.ф м	S к.ф. мм^2	L п. м	S п. мм^2	L к.г м.	S к.г. мм^2	L ф.к.пр	L п.пр.	L к.г.пр	для точек устан. аппарата	для наиболее удалён. точек
КТПВ – 630/6	К0	0	—	-	-	-	-	0	-	-	0	-	8931	14289,6	-
КУУВК–500 №1	K1	20	70	-	-	-	-	14,4	-	-	14,4	-	8284	13255	-
СНТ-32 №1	К2	20	70	-	-	50	25	14,4	-	98,5	-	112,9	-	-	4550
ПТК-2	К4	20	70	-	-	20	25	14,4	-	39,4	-	53,8	-	-	6486
КУУВК–500 №1	К5	20	95	-	-	-	-	10,8	-	-	10,8	-	8446	13514	-
1УЦНС-13	К7	20	95	-	-	40	25	10,8	-	78,8	-	89,6	-	-	5196
РКУ-10	К7	20	95	-	-	290	70	10,8	-	208,8	-	219,6	-	-	2643
РВЛ-20М	К11	20	-	-	-	350	10	-	-	140	-	140	-	-	82

Примечание: При определении токов к.з. на РПП-2 и у его токоприёмников в варианте В рис.5 в å I_{пр ..} входит сумма приведенных длин кабелей. В таблице данные по этим параметрам записываются дробью: АВ РПП – 2 L _к.ф.1 / L_к.ф.2                                                                                            S_к.ф.1 / S _к.ф.2                                                                                                                                                         L _{к.ф. пр.1} / L _{к.ф. пр.2}

Таблица 7 – Результаты расчёта токов к.з. аналитическим методом

Токо- приёмники, аппараты

Рас- чёт- ные точки

Сопротивления элементов, Ом

Суммарное сопротивление, Ом

I ^(3) в точках к. з. установки аппаратов, А

I ^(2) в наиболее к. з. удаленных точках, А