Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
В.М.Озерский.DOC
Скачиваний:
164
Добавлен:
23.11.2019
Размер:
3 Мб
Скачать
☆

8.Проверка защитной аппаратуры и кабельных линий по токам коротких замыканий

Коротким замыканием (КЗ) называется аварийный режим, возникающий из-за нарушения электрической изоляции и сопровождающийся резким увеличением, в 5÷12 раз, токов в проводниках и других элементах сети. Правильно выбранная защитная аппаратура должна надежно отключать все токи КЗ. Контакты и дугогасящие устройства должны обладать достаточной коммутационной способностью к наибольшим токам КЗ, а встроенные или отдельно установленные реле защиты (РЗ) - обладать достаточной чувствительностью к наименьшим токам КЗ.

При расчете токов КЗ в сетях 6(10) кВ и выше, для выбора электрооборудования ВН следует руководствоваться рекомендациями [7], в сетях напряжением до 1000 В – [8, 13]. Примеры расчетов токов КЗ в сетях напряжением до 1000 В изложены в [9].

8.1.Наибольшие токи трехфазного кз

В сетях напряжением 380/220 В наибольший ток КЗ возникает на выводах защитной аппаратуры при трехфазном металлическом КЗ ( ).

Для расчета периодической составляющей наибольшего тока трехфазного КЗ от энергосистемы в сетях до 1000 В следует пользоваться формулой [8, 9]

, (39)

где – среднее значение линейного напряжения; , – активные и реактивные сопротивления прямой последовательности элементов сети до точки КЗ, начиная с трансформатора цеховой ТП.

Если непосредственно к месту КЗ примыкают электродвигатели, с суммарным номинальным током более 1,0 % начального значения периодической составляющей тока КЗ от энергосистемы, следует учесть их влияние на ток КЗ. Продолжая по инерции вращаться, эти двигатели по отношению к месту КЗ становятся генераторами и подпитывают точку КЗ до тех пор, пока не остановятся. При отсутствии подробных номинальных данных сопротивления асинхронных двигателей определяются по формулам

, (40)

где – номинальное напряжение асинхронного двигателя, В; – суммарная номинальная мощность асинхронных двигателей, примыкающих к месту КЗ; – их коэффициент мощности.

ЭДС асинхронных электродвигателей определяется по формуле

, (41)

где – фазное напряжение, ток и коэффициент мощности асинхронного электродвигателя в момент времени, непосредственно предшествующий короткому замыканию.

В практических расчетах в качестве параметров можно принимать соответствующие номинальные данные двигателя.

Начальное значение тока периодической составляющей от асинхронного двигателя определяют по формуле

, (42)

где , – активные и реактивные сопротивления прямой последовательности элементов сети до точки КЗ, начиная от зажимов АД.

Суммарное значение тока КЗ в радиальных сетях находят в виде простой алгебраической суммы

. (43)

В формулах (39), (42) следует учитывать сопротивления (активные и реактивные) всех элементов сети.

Сопротивление энергосистемы ( ) в миллиомах, приведенное к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формуле

, (44)

где – среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В; – среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В; – действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА; – условная мощность короткого замыкания у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, МВА.

При отсутствии указанных данных эквивалентное индуктивное сопротивление системы в миллиомах допускается рассчитывать по формуле

, (45)

где – номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения понижающего трансформатора цепи.

Сопротивления силовых трансформаторов определяются по формулам

, , , (46)

где , – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения и номинальная мощность трансформатора; , – его напряжение и мощность потерь короткого замыкания.

Сопротивления , для кабельных линий определяются так же, как и в формуле (35).

Сопротивления отключающих аппаратов следует принимать по табл.10.

Следует учитывать сопротивления первичных обмоток многовитковых, катушечных трансформаторов тока, с номинальным первичным током до 600 А. При больших номинальных токах, сопротивления трансформаторов тока можно не учитывать. Значения сопротивлений, для трансформаторов типа ТКФ, приведены в табл.11.

Ударный ток трехфазного КЗ ( ) от энергосистемы в электроустановках с одним источником энергии рассчитывают по формуле

, (47)

где – ударный коэффициент.

Средние значения сопротив­лений отключающих аппаратов

Номи­наль­ный ток, А

Сопротивления расцепителей автомати­ческих выключателей при 65 °С, мОм

Переходные сопротивления

контактов, мОм

r

x

автомати­ческих выключа­телей

рубильников

разъеди-нителей

50

5,5

2,7

1,3

–

–

70

2,35

1,3

1

–

–

100

1,3

0,85

0,75

0,5

–

140

0,74

0,55

0,65

–

–

200

0,36

0,28

0,6

0,4

–

400

0,15

0,11

0,4

0,4

0,2

600

0,12

0,084

0,25

0,15

0,15

1000

–

–

–

0,08

0,08

2000

–

–

–

–

0,03

Средние значения сопротив­лений первичных обмоток

многовитковых, катушечных трансформаторов тока типа ТКФ

Коэффициент трансфор­мации

Сопротивления, мОм, трансформаторов тока

ТКФ-1

ТКФ-3

r

x

r

x

50/5

7

11

3

2,8

75/5

3

4,8

1,3

1,2

100/5

1,7

2,7

0,75

0,7

150/5

0,75

1,2

0,33

0,3

200/5

0,42

0,67

0,19

0,17

300/5

0,2

0,3

0,08

0,08

400/5

0,11

0,17

0,05

0,04

600/5

0,05

0,07

0,02

0,02

В формуле [47] – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ равна

, с

где и – результирующие индуктивное и активное сопротивления цепи КЗ, мОм; – синхронная угловая частота напряжения сети, рад/с;

Угол сдвига по фазе между напряжением, или ЭДС источника питания и периодической составляющей тока КЗ рассчитывают по формуле

, рад.

Время от начала КЗ до появления ударного тока равно

, с.

Ударный ток от асинхронных двигателей определяется аналогично, с учетом сопротивлений элементов цепи от зажимов двигателей до точки КЗ.

Для проверяемого аппарата защиты должны выполняться соотношения

, , (48)

где , – ток отключения и предельный ударный ток проверяемого аппарата защиты.

В противном случае следует выбрать защитную аппаратуру с большей коммутационной способностью и .