Расчет токов короткого замыкания в сетях напряжением 380/220 В

 

Цель занятия. Приобретение навыков по расчету токов короткого замыкания в сетях напряжением 380/220 В.

Расчетные формулы

 

Расчет токов КЗ в сельских сетях 380/220 В, питаемых от распределительных сетей системы через понизительные трансформаторы, проводят при условии, что на шинах высшего напряжения понизительного трансформатора напряжение неизменно и равно номинальному значению. Таким образом, при определении результирующего сопротивления  до точки КЗ можно учитывать активные и индуктивные сопротивления лишь трансформатора и проводов линии 0,38 кВ.

Расчеты сводятся, как правило, к определению максимального тока трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ трансформатора и тока однофазного КЗ в наиболее электрически удаленной точке линии, например в точке К1 (рисунок 10.1). Значение тока трехфазного КЗ необходимо для проверки устойчивости аппаратуры и согласования действия защит трансформатора и линий 0,38 кВ, а по току однофазного КЗ проверяют эффективность системы зануления.

Ток трехфазного КЗ в точке  в именованных единицах

 

,

 

где - базисное напряжение, В;

  - сопротивления соответственно трансформатора и линии, приведенные к базисному напряжению, Ом.

 

 

Рисунок 10.1 Схема сети 380/220 В для  расчета токов КЗ

 

 

Активные и индуктивные сопротивления трансформатора и линии:

 

 

     Ток КЗ в относительных единицах

 

 

где  - базисный ток, А.

Сопротивления трансформатора и линии в относительных единицах:

 

 

Максимальный ток трехфазного КЗ на шинах 0.4 кВ трансформатора (точка )  

 

;

 

В выражении величина  представляет собой относительное значение максимального тока трехфазного КЗ при номинальных условиях, то есть по отношению к номинальному току трансформатора.

Токи однофазного КЗ в сетях 380/220 В определяют по приближенной формуле

 

где  - фазное напряжение сети;

 - полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус;

- полное сопротивление петли фазный - нулевой провода линии

 

 

Если линия выполнена проводами разных марок и сечений, то сначала определяют сопротивление петли для каждого участка, а затем суммированием находят полное сопротивление .

Для проводов из любого материала принимают, что внешнее индуктивное сопротивление петли = 0,6 Ом/км. Если фазный и нулевой провод линии выполнены из цветных металлов, то их внутренним сопротивлением пренебрегают (). При наличии стальных проводов их активное и внутреннее индуктивное сопротивления в расчетах принимают для токов, при которых обеспечивается автоматическое отключение линии при замыканиях между фазным и нулевым проводом. При защите линии плавкими предохранителями или автоматическими выключателями с тепловыми расцепителями этот ток должен не менее чем в три раза превышать поминальный ток плавкой вставки или теплового расцепителя.

10. 2 Задачи для самостоятельного решения

 

   1) Определить значения токов КЗ при трехфазных КЗ в точках и  и минимальный ток при однофазном КЗ в линии 0,38 кВ, защищенной предохранителем с плавкой вставкой, =35 А. Δ Исходные данные для расчета указаны на рисунке 10.2, а.

 

Рисунок 10.2 Схема сети для расчета токов трехфазных и однофазных КЗ в линии 0,38 кВ: а - расчетная схема;  б - схема замещения

 

 

2) Для схемы сети напряжением 0,38 кВ (рисунок 10.3) построить схему замещения

 

Рисунок 10.3 Расчетная схема сети напряжением 0,38 кВ

3) Для схемы сети 0,38 кВ (рисунок 10.3) определить полное сопротивление трансформатора, приняв за основную (базисную) ступень с напряжением U_б = 10,5 кВ.

4) В схеме сети 0,38 кВ (рисунок 10.3) определить ток однофазного к.з. в точке К₂, приняв Z_п1 = 0,18 Ом; Z_п2 = 1,13 Ом и Z_т = 0,7 Ом.

5) В схеме сети 0,38 кВ  (рисунок 10.3) определить ток однофазного к.з. в точке К₃, приняв Z_п1 = 0,18 Ом; Z_п2 = 1,24 Ом и Z_т = 0,7 Ом.

Вопросы для самоконтроля знаний

10.3.1 Какие виды КЗ относятся к неимметричным коротким замыканиям?

10.3.2 Какие виды КЗ составляют большую часть в сетях с заземленной нейтралью? 

10.3.3 Чему равно расчетное напряжение каждой ступени трансформатора при определении максимальных токов КЗ?

10.3.4 Что принимают за базисное напряжение ступени трансформатора?

10.3.5 Как определить полное сопротивление петли фазный - нулевой провода линии, если линия выполнена проводами разных марок и сечений?

10.3.6. Какие величины принимают при расчете токов КЗ в качестве основных базисных величин?

10.3.7 Какие мероприятия проводят по увеличению тока, если ток однофазного КЗ получается меньше требуемого?

10.3.8 Какие исходные данные для генератора используют при расчете сопротивления схемы замещения?

10.3.9 Какие исходные данные для трансформатора используют при расчете сопротивления схемы замещения?

10.3.10 Приведите формулу для определения тока однофазного КЗ в сетях 380/220 В.

Библиографический список

1 Лещинская, Т.Б. Электроснабжение сельского хозяйства [Текст]: учебник / Т.Б. Лещинская, И.В. Наумов. – М.: Колос, 2008. – 655 с.

2 Конюхов, А. Электроснабжение объектов [Текст]. Учеб пособие – М.: изд-во «Мастерство», Высшая школа, 2009.- 320 с.

3 Андреев, В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения [Текст]: учебник / В.А. Андреев. – 6-е изд, стер. – М.: Выс. Шк, 2008. – 639 с.

4 Андреев, В.А. Релейная защита систем электроснабжения в примерах и задачах [Текст]: учебное пособие / В.А. Андреев. – 6-е изд, стер. – М.: Выс. Шк, 2008. – 252 с.

5 Шеховцов, В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования [Текст]: учеб. Пособие / В.П. Шеховцов. – М.: ФОРУМ: ИНФРА – М, 2008. – 213 с.

6 Ополева, Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник [Текст]: учебное пособие/ Г.Н. Ополева. – М.:ФОРУМ: ИНФРА-М., 2009. – 480 с.

 

Лицензия РБ на издательскую деятельность №0261 от 10.04.1998 г.

Подписано в печать ______________________2012г.

Формат 60Ч84. Бумага типографская.

Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. ______. Усл. изд. л. _____.

Тираж 100 экз. Заказ №______.

Издательство Башкирского государственного аграрного университета.

Типография Башкирского государственного аграрного университета.

Адрес издательства и типографии: 450001, г.Уфа, ул. 50 лет Октября, 34.