4.2.4. Расчет токов кз в минимальном режиме

При определении минимальных токов КЗ рассматриваем минимальный режим работы энергосистемы (S_К.МИН и соответственно сопротивление системы Х_С.МИН) при максимальных сопротивлениях рассматриваемой схемы электроснабжения Х_Т.МАКС и Х_Л.МАКС ( см. раздел 4.1.3). Кроме того, рассчитывается не ток трехфазного КЗ, а двухфазного, поскольку последний по величине меньше (см. раздел 3.1)

.

(4.14)

Точка А

.

Точка Б

.

Точка В

.

Внимание. В последнем выражении берется индуктивное сопротивление трансформатора Т1 при максимальном положении регулятора РПН, которое имеет наибольшее значение.

.

Точка Г

;

.

Точка Д

;

.

Расчеты токов КЗ в максимальном и минимальном режимах сведем в табл. 4.2

Таблица 4.2

Сводные данные расчетов токов КЗ в электрической сети

напряжением выше 1 кВ

	Место точек расчета короткого замыкания
	А	Б	В	Г	Д
Максимальный ток трехфазного КЗ I(3)К.МАКС, кА	18,07	8,1	8,94	8,56	8,13
Максимальная мощность КЗ, SК.МАКС = √3 ∙ UСТ ∙ I(3)К,МАКС, МВА	3600	1613,3	162,6	155,7	147,8
Минимальный ток двухфазного КЗ I(2)К.МИН, кА	12,6	6,35	3,56	3,41	3,12
Минимальная мощность КЗ, SК.МИН = √3 ∙ UСТ ∙ I(3)К,МИН или SК.МИН = 2 ∙ UСТ ∙ I(2)К,МИН, МВА	2900	1460,5	74,8	71,6	65,5

4.3. Расчет токов короткого замыкания

в электрических сетях напряжением до 1 кВ

4.3.1. Особенности расчетов токов трехфазного и однофазного КЗ

за трансформатором 6–10/0,4 кВ

Для оценки чувствительности максимальных токовых защит трансформаторов при КЗ за трансформатором, т. е. в зоне резервиро­вания, а также расчета защиты самих сетей напряжением 380 В производят расчеты токов трехфазных, двухфазных или однофазных КЗ на землю.

При расчете токов КЗ в установках напряжением до 1 кВ необходимо учитывать ряд факторов, которые не имеют практи­ческого значения в установках напряжением более 1 кВ, а именно [18]:

1. Активное и индуктивное сопротивления трансфор­маторов 6–10/0,4 кВ.

2. Схему соединения обмоток Δ/Y_Н , Y/Y_Н и Y/Z_Н трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ.

3. Активные и индуктивные сопротивления воздушных и кабельных линий напряжением до 1 кВ и их изменение при нагреве токами КЗ.

4. Активное сопротивление дуги R_Д в месте КЗ.

5. Активные и индуктивные сопротивления элементов электрической цепи, включая сопротивления катушек автоматических выключателей, трансформаторов тока и др.

6. Активные сопротивления контактов и контактных соединений между последовательно включенными элементами сети, например между кабелем и автоматическим выключателем, между контактами предохранителя и трансформатора тока и пр.

Схема соединения обмоток силовых трансформаторов оказывает влияние на распределение токов нулевой последовательности и, следовательно, на величины индуктивных и активных сопротивлений трансформатора.

В трансформаторах со схемой соединения обмоток Δ/Y_Н токи нулевой последовательности со стороны НН, трансформируясь на сторону ВН, замыкаются в обмотке соединенной по схеме треугольника и сопротивления трансформатора значительно снижаются. При этом значение тока в месте однофазного КЗ за трансформатором практически равно току трехфазного КЗ, т.е. [7, 8].

Для трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Y_Н при однофаз­ном КЗ на землю на стороне НН составляющие тока нулевой последовательности про­ходят только по обмотке НН и не могут проходить по обмотке ВН, что приводит к значительному увеличению сопротивления трансформаторов с соединением обмоток Y/Y_Н при однофазном КЗ на землю по сравнению с сопротивлением при трехфазном КЗ, а также по сравнению с сопротивлением такого же трансформатора, со схемой сое­динения обмоток Δ/Y_Н. Вследствие этого ток в месте однофазного КЗ на землю за трансформатором меньше примерно 3–3,5 раза, чем ток трехфазного КЗ в этой же точке, т. е. = / (3–3,5) [7, 8].

Для трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Z_Н (звезда – зигзаг) значения сопротивлений Z⁽¹⁾_Т току однофазного КЗ примерно равны значениям сопротивле­ний прямой последовательности Z_1Т трансформатора при трехфазном КЗ. Это означает, что ток в месте однофазного КЗ на землю за трансформатором практиче­ски равен току трехфазного КЗ в этой же точке, так же как и для трансформаторов со схемой Δ/Y_Н [7, 8].

Сопротивления контактных соединений и контакта в месте КЗ имеют неопределенное значение, так как зависят от многих факторов (состояния контактных поверхностей, степени затяжки болтов, силы сжатия пружины), а также от первопричины, вы­звавшей КЗ (закоротка, наброс, перекрытие по изоляции).

В настоящее время расчет токов трехфазных КЗ в электрической сети напряжением до 1 кВ проводят методом симметричных составляющих в соответствие ГОСТ 28249–93, разработанным с учетом накопленного опыта проектирования и эксплуатации, а также требований международной электротехнической комиссии (МЭК) [13, 18]. При подготовке раздела использованы материалы из Выпуска № 11 технической коллекции компании Schneider Electric [19].