Расчет токов короткого замыкания

Для расчетов токов Кз составляют расчетную схему системы электроснабжения и на ее основе схему замещения. Расчетная схема представляет собой упрощенную однолинейную схему, на которой указывают все элементы системы электроснабжения и их параметры, влиявшие на ток Кз. Здесь же указывают точки, в которых необходимо определить ток Кз.

— Определяем базисный ток к.з. для принятой ступени напряжения, кА.

.

кА.

где Uб — базисное напряжение, кВ,.

Sб — мощность базисная, кВА.

— Определяем сопротивление элементов схемы замещения.

где Sб — мощность базисная, кВА.

Uб — базисное напряжение, кВ.

Определение токов короткого замыкания.

— Определяем действующее значение периодической составляющей тока к.з. для каждой точки, кА.

кА.

— Определяю значение тока ударного для каждой точки к.з., кА.

кА.

где — коэффициент ударный (1 таблица 7.4).

— Определяю тепловой импульс в каждой точке к.з., кс.

кс.

где — время отключения тока короткого замыкания, с;

• — время затухания апериодической составляющей (1 таблица 7.1)
• — Составляем таблицу расчетных величин токов к.з.

Таблица 4 — Расчетные величины токов короткого замыкания.

Точки КЗ.	кА.	кА.
К-1.	7,2.	2,2.		0,7.
К-2.	9,2.	0,6.	1,5.	0,27.

Выбор и проверка оборудования.

— Определяем расчетный ток продолжительного режима, проходящий через выбранное оборудование, А.

.

.

где — расчетный ток продолжительного режима, проходящий через выбранное оборудование, А;

— максимальный ток продолжительного режима, проходящий через выбранное оборудование, А;

— расчетная мощность, МВА;

— номинальное напряжение, кВ.

— для низкого напряжения:

.

— Выбираем разъеденители на высоком напряжении схемы согласно условию:

— Проверяем выбранные разъединители на электродинамическую стойкость:

— на термическую стойкость:

— Выбираем выключатели на высоком и низком напряжении схемы согласно условию:

— Выполняем проверку оборудования на электродинамическую стойкость:

— на термическую стойкость:

— по отключающей способности:

Таблица 5 — Выбор разъединителей и выключателей на 35 кВ.

Расчетные данные.	Каталожные данные.
Выключатель ВВС-35−20/630.	Разъединитель РНДЗ-2−35/1000 У1.
кВ.
А.
;

Таблица 6 — Выбор выключателей на 10 кВ.

Расчетные данные.	Выключатель ВВ/ТЕ4−10−125/630.

Выбор трансформатора тока.

Выбор трансформатора тока на напряжение 35 кВ.

— По напряжению установки.

• — По току
• — По электродинамической стойкости

где — кратность электродинамической стойкости;

— номинальный первичный ток трансформатора тока, А;

— ударный ток КЗ по расчету, А.

— По термической стойкости где — ток термической стойкости, кА;

— время термической стойкости, с;

— тепловой импульс по расчету.

— По вторичной нагрузке Таблица 7 — Вторичная нагрузка трансформатора тока.

Приборы.	Тип.	Нагрузка, ВА, фазы.
А.	С.
Амперметр	Э-350.	0,5.	0,5.
Счетчик активной энергии.	САЗ-И681.	2,5.	2,5.
Счетчик реактивной энергии.	СР4-И689.	2,5.	2,5.
Итого.	5,5.

Наиболее загружена фаза, А (5,5 ВА), сопротивление приборов:

где — сопротивление приборов, Ом;

— общая мощность приборов, ВА;

— номинальный вторичный ток трансформатора тока, А.

— Определяем сопротивление приборов, Ом.

где — полное сопротивление приборов, Ом;

— номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, Ом;

= 1,2 Ом;

— сопротивление приборов, Ом;

= 0,05 Ом.

— Определяем сечение соединительных проводов,.

Принимаем контрольный кабель с медными жилами сечением 1,5.

Таблица 8 — Трансформатор тока на напряжение 35 кВ.

ТФЗМ-35 А.
Тип.
Номинальное напряжение, кВ.
Номинальный ток, А.	Первичный.
Вторичный.
Номинальная нагрузка, Ом, класс точности.	0,5.	1,2.
Электродинамическая стойкость.	Кратность.
Термическая стойкость.	Кратность/допустимое время, отн ед/с.	45/4.
Допустимый ток/допустимое время, кА/с.	45/4.

Выбор трансформатора тока на напряжение 10 кВ.

— По напряжению установки.

• — По току
• — По электродинамической стойкости

— По термической стойкости где — ток термической стойкости, кА;

— время термической стойкости, с;

— тепловой импульс по расчету.

— По вторичной нагрузке Таблица 9 — Вторичная нагрузка трансформатора тока.

Приборы.	Тип.	Нагрузка, ВА, фазы.
А.	С.
Амперметр	Э-350.	0,5.	0,5.
Счетчик активной энергии.	САЗ-И681.	2,5.	2,5.
Счетчик реактивной энергии.	СР4-И689.	2,5.	2,5.
Итого.	5,5.

Наиболее загружена фаза, А (5,5 ВА), сопротивление приборов:

где — сопротивление приборов, Ом;

— общая мощность приборов, ВА;

— номинальный вторичный ток трансформатора тока, А.

— Определяем сопротивление приборов, Ом.

где — полное сопротивление приборов, Ом;

— номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, Ом;

= 0,6 Ом;

— сопротивление приборов, Ом;

= 0,05 Ом.

— Определяем сечение соединительных проводов,.

Принимаем контрольный кабель с медными жилами сечением 1,5.

Таблица 10 — Трансформатор тока на напряжение 10 кВ.

ТПЛМ-10.
Тип.
Номинальное напряжение, кВ.
Номинальный ток, А.	Первичный.
Вторичный.
Номинальная нагрузка, Ом, класс точности.	0,5.	0,6.
Электродинамическая стойкость.	Кратность.
35,2.
Термическая стойкость.	Кратность/допустимое время, отн ед/с.	60/4.
Допустимый ток/допустимое время, кА/с.	4,85/4.

Выбор гибких шин и токопроводов.

При выборе шин на напряжение 35 кВ, я принимаю, гибкие шины в РУ 35 кВ выполняются проводом марки АС. Гибкие шины и токопровода обычно крепят на гирлянды подвесных изоляторов с достаточно большим расстоянием между фазами, принимают 1,5 м при напряжении 35 кВ.

Сечение гибких шин и токопроводов выбираются.

— По допустимому току.

Принимаем к установке провод марки АС-50 с =210 А.

— По термическому действию тока короткого замыкания,.

где — минимальное сечение шины,.

— тепловой импульс КЗ, Ас;

— коэффициент, зависящий от материала проводника допустимой температурой нагрева /1, с—/.

Выбор шин на напряжение 10 кВ.

— Выбираем сборные шины РУВН согласно условию.

Принимаем алюминиевые шины размером 1,53, сечением 4,5 с =165 А.

— Выполняем проверку выбранного сечения на динамическую стойкость.

— Определяем максимальное усилие на среднюю шину, Н.

где — максимальное усилие на среднюю шину, Н;

L — расстояние между изоляторами шинной конструкции, м;

а — расстояние между фазами, м;

— ударный ток, А.

— Определяем изгибающий момент,.

где М — изгибающий момент,.

— максимальное усилие на среднюю шину, Н;

L — расстояние между изоляторами шинной конструкции, м.

— Определяем момент сопротивления сечения шины, при расположении шин плашмя, см.

где — момент сопротивления сечения шин,.

b — высота шины, см;

Н — ширина шины, см.

— Определяем напряжение в материале шин от изгиба, МПА.

где — напряжение в материале шин от изгиба, МПА;

М — изгибающий момент,.

W — момент сопротивления сечения шины, .

— Чтобы шины были динамически устойчивы, должно выполняться условие:

— Проверяем шины на термическую стойкость, определяя минимальное сечение шины по условию допустимого нагрева электрическим током,.

где — минимальное сечение шины,.

— тепловой импульс КЗ,.

— коэффициент, зависящий от материала проводника и допустимой температурой нагрева /1, с—/.

— Должно выполняться условие.