Расчет трехфазных и двухфазных токов КЗ

Ток трехфазного КЗ определяется по формуле:

, кА

где Z _рез – полное сопротивление до точки КЗ, Ом.

 

Точка К1:

мОм

Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ

12,77 кА

По рис.1.1 определим k _уд. Для этого требуется определить Х ₁/ R ₁=0,47, откуда k _уд = 1,0

 

Ударный ток КЗ

= 18,1 кА

Ток двухфазного КЗ

= 0,87∙12,77 = 11,1 кА

 

Точка К2:

мОм

Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ

5,0 кА

По рис.1.1 определим k _уд. Для этого требуется определить Х / R≤ 0,5, откуда k _уд = 1,0

Ударный ток КЗ

= 7,1 кА

Ток двухфазного КЗ

= 0,87∙5,0 = 4,35 кА

 

Точка К3:

Периодическая составляющая тока трехфазного КЗ

3,77 кА

По рис.1.1 определим k _уд. Для этого требуется определить Х / R≤ 0,5, откуда k _уд = 1,0

Ударный ток КЗ

= 5,33 кА

Ток двухфазного КЗ

= 0,87∙3,77 = 3,28 кА

 

Расчет однофазных КЗ

Определим сопротивления и составим схему замещения для расчета токов однофазного КЗ

Сопротивления трансформатора по табл. 1.2 = 81 мОм

К схеме замещения, изображенной на рис.1.12 нужно добавить сопротивления нулевых проводников.

Сопротивления нулевой жилы кабельных линий КЛ1 и КЛ2 (удельные сопротивления из табл.1.5):

R _0-КЛ1 = r ₀∙ l / n = 0,261∙10/4 = 0,653 мОм (с учетом 4 параллельно проложенных кабелей)

R _0-КЛ2 = r ₀∙ l = 0,625∙20 = 12,5 мОм

Кроме этого изменятся индуктивные сопротивления кабельных линий

Х _КЛ1 = х ₀∙ l = 0,4∙10 = 4 мОм

Х _КЛ2 = х ₀∙ l = 0,15∙20 = 3 мОм

Значения удельных индуктивных сопротивлений определены по рекомендациям, приведенным в п.1.4.1.

Схема замещения цеховой сети для расчета токов однофазного КЗ представлена на рис.1.14.

 

Рис.1.14. Схема замещения цеховой сети для расчета однофазных КЗ

 

Упростим схему замещения, определив эквивалентные сопротивления на участках схемы между точками КЗ

R ₁ = R _QF1 + R _РУНН = 0,08 + 15 = 15,08 мОм

Х ₁ = Х _QF1 = 0,08 = 8,08 мОм

R ₂= R _QF2+ R _ТА2+ R _kКЛ1+ R _КЛ1+ R _ШР+ R _0-КЛ1=

= 0,12+0,07+0,024+0,653+25+0,653=26,52 мОм

Х ₂ = Х _QF2 + Х _ТА2 + Х _КЛ1 = 0,13 + 0,05 +0,8 = 8,18 мОм

R ₃ = R _QF3 + R _kКЛ2 + R _КЛ2 + R _0-КЛ2 = 2,4 + 0,043 + 12,5 +12,5= 27,44 мОм

Х ₃ = Х _QF3 + Х _КЛ2 = 2,0 + 1,7 = 3,7 мОм

 

Упрощенная схема замещения цеховой сети для расчета токов однофазных КЗ не изменится (рис. 1.13), однако значения сопротивлений будут другими.

 

 

Ток однофазного КЗ определяется по формуле

.

где U _ф – фазное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z _ф-0 – полное сопротивление петли «фаза нуль» до точки КЗ, Ом;

– полное сопротивление трансформатора при однофазном КЗ, Ом.

 

Точка К1:

мОм

=5,2 кА

Точка К2:

мОм

=3,2 кА

Точка К3:

=2,3 кА

Сводная ведомость токов КЗ

Расчетные точки	К1	К2	К3
Токи КЗ, кА		5,2	3,2	2,3
	11,1	4,35	3,28
	12,8	5,0	3,8
i уд	18,1	7,1	5,3

 

ЗАДАНИЕ

Для схемы цеховой сети до 1000 В (рис. 1.15) определить токи КЗ и составить «сводную ведомость токов КЗ». Питание распределительного шкафа ШР от распределительного устройства РУ цеховой подстанции выполнено шинопроводом ШНП. Для питания отдельных электроприемников используются четыре одножильных провода марки АПРТО одинакового сечения с прокладкой в трубах.

 

 

Рис.1.15. Схема электроснабжения цеховой сети

 

Варианты заданий приведены в таблице 1.14. Вариант задания определяется преподавателем.

 

Таблица 1.14

Варианты заданий

№ вар

Т1

QF1

ШНП

QF2

КЛ1

№ вар

Т1

QF1

ШНП

QF2

КЛ1

S ном, кВА

I ном, А

I ном, А

l, м

I ном, А

S, мм^2

l, м

S ном, кВА

I ном, А

I ном, А

l, м

I ном, А

S, мм^2

l, м

 

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Цель и порядок выполнения работы

2. Расчетную схему и схему замещения с указанием контрольных точек расчета токов КЗ

3. Результаты расчетов сопротивлений схем замещения

4. Результаты расчетов токов КЗ

5. Сводную ведомость расчета токов КЗ

6. Выводы

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие особенности моделирования схемы электроснабжения для расчета токов однофазного КЗ

2. Какое влияние оказывает схема соединения обмоток цехового трансформатора на токи однофазного КЗ

3. Какие различия в моделировании схем электроснабжения для расчета токов КЗ в сетях до и выше 1000 В

4. Какие меры можно принять для ограничения токов КЗ в цеховых сетях

Лабораторная работа № 4

 

Моделирование схемы электроснабжения для расчёта токов короткого замыкания в сети до 1000 В в среде Electronics Workbench

 

Цель работы: овладение методикой математического моделирования и расчета токов КЗ в сетях до 1000 В в среде схемотехнического моделирования Electronics Workbench

Пример МОДЕЛИРОВАНИЯ

Для схемы электроснабжения (лаб. работа №3, рис. 1.11) требуется составить схемы замещения в редакторе Electronics Workbench; определить токи КЗ и составить «сводную ведомость токов КЗ».