Расчет токов короткого замыкания и выбор автоматических выключателей и предохранителей

2.11. Расчетные параметры комплексных нагрузок

При расчете токов КЗ от комплексных нагрузок следует учитывать их параметры прямой, обратной и нулевой последовательностей. Рекомендуемые значения сопротивлений прямой (Z

1) и обратной (
Z
2) последовательностей отдельных элементов комплексной нагрузки приведены в табл. 1. Значения модулей полных сопротивлений прямой (
Z
1НГ), обратной (
Z
2НГ) и нулевой (
Z
0НГ) последовательностей некоторых узлов нагрузки в зависимости от их состава допускается определять, как указано в прилож. З.

В приближенных расчетах для узлов, содержащих до 70 % асинхронных двигателей, допускается значения модулей полных сопротивлений комплексной нагрузки принимать равными = = 0,4; = 3,0.

Таблица 1

Параметры элементов комплексной нагрузки

2.4. Активное и индуктивное сопротивления кабелей

Значения параметров прямой (обратной) и нулевой последовательности кабелей, применяемых в электроустановках до 1 кВ, используют такие, которые указаны изготовителем или в прилож. Б.

При определении минимального значения тока КЗ рекомендуется учитывать увеличение активного сопротивления кабеля к моменту отключения цепи вследствие нагревания кабеля током КЗ. Значение активного сопротивления кабеля в миллиомах с учетом нагрева его током КЗ () рассчитывают по формуле:

(7)

где – коэффициент, учитывающий увеличение активного сопротивления кабеля (при приближенных расчетах значение коэффициента допускается принимать равным 1,5); – активное сопротивление кабеля при температуре , равной плюс 20 °С, мОм.

2.7. Активные и индуктивные сопротивления трансформаторов тока

При расчете токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ следует учитывать как индуктивные, так и активные сопротивления первичных обмоток всех многовитковых измерительных трансформаторов тока, которые имеются в цепи КЗ. Значения активных и индуктивных сопротивлений нулевой последовательности принимают равными значениям сопротивлений прямой последовательности. Параметры некоторых многовитковых трансформаторов тока приведены в прилож. Д. Активным и индуктивным сопротивлениями одновитковых трансформаторов (на токи более 500 А) при расчетах токов КЗ можно пренебречь.

2.2. Активное и индуктивное сопротивления реакторов

Активное сопротивление токоограничивающих реакторов (r

1p =
r
2p =
r
0p) в миллиомах рассчитывают по формуле:

(5)

где DР

р. ном – потери активной мощности в фазе реактора при номинальном токе, Вт; Iр. ном – номинальный ток реактора, А.

Индуктивное сопротивление реакторов (x

1p =
x
2p =
x
0p) в миллиомах принимают таким, которое указал изготовитель, или рассчитывают по формуле:

(6)

где w

– угловая частота напряжения сети, рад/с;
L
– индуктивность катушки трехфазного реактора, Гн;
М
– взаимная индуктивность между фазами реактора, Гн.

и синхронных электродвигателей

При расчете начального значения периодической составляющей тока КЗ автономные источники, а также синхронные электродвигатели следует учитывать сверхпереходным сопротивлением по продольной оси ротора (), а при определении постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ – индуктивным сопротивлением для токов обратной последовательности x

2 и активным сопротивлением обмотки статора
r
.

При приближенных расчетах принимают: = 0,15; x

2 = ; r = 0,15.

Проверка времени срабатывания автомата в сетях 0,4кВ

В большинстве случаев защита кабельной линии выполняется автоматическими выключателями (или как их обычно называют, автоматами). Автоматический выключатель защищает кабельную линию двумя способами: от перегрузки (тепловая отсечка) и от короткого замыкания (электромагнитная отсечка).

И если перед вами стоит проблема правильного выбора автоматического выключателя, то выбрать его по перегрузке достаточно просто. Вы знаете (или можете посчитать) ток нагрузки. Номинал автоматического выключателя должен быть больше тока нагрузки. С этим всё просто.

С номиналом автомата разобрались, осталось выбрать его характеристику срабатывания. Всего бывает пять характеристик срабатывания автомата: B, C, D, K, Z. Автоматы с кривыми срабатывания K и Z очень редко используются, в основном применяются автоматы с характеристиками срабатывания B, C, D. Наиболее распространены автоматы с характеристикой C. Кривые срабатывания имеют схожую форму и отличаются только величиной электромагнитной отсечки или кратностью срабатывания. Кратность срабатывания — отношение величины аварийного тока, при котором происходит отключение автомата, к номинальному току автомата. Iк/Iном. Для автоматов с характеристикой B эта величина колеблется в пределах 3…5. Для автоматов с характеристикой C — 5…10. Для автоматов с характеристикой D — 10…20.

Рассмотрим автомат с характеристикой C. Производитель гарантирует, что автомат сработает, если ток короткого замыкания превысит номинальный ток автомата в 10 раз. Но может сработать и при превышении в 5 раз. Это зависит от внешних условий: температуры окружающей среды; был ли автомат под нагрузкой, когда произошло КЗ, или был отключен и его включили на КЗ из «холодного» состояния.

Что будет, если величина тока короткого замыкания меньше отсечки? Автомат всё равно может отключиться, т.к. уже сработает тепловая отсечка. Но это произойдёт не мгновенно, а спустя некоторое время. Допустимое время срабатывания автомата строго регламентировано Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ) и зависит от величины фазного напряжения. Согласно требованиям п.1.7.79 наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения при фазном напряжении 220/230 В для системы заземления TN не должно быть более 0,4 с.

Итак, необходимо проверить время срабатывания автоматического выключателя. Еще данный расчет называют «расчет петли фаза-нуль». Для примера выполним проверку автомата с номинальным током 16 А с характеристикой C. Автомат установлен в групповом щите. Щит питается от ГРЩ, а ГРЩ от трансформаторной подстанции.

Параметры трансформатора: Номинальная мощность трансформатора Sн = 630 кВА, Напряжение короткого замыкания трансформатора Uк% = 5,5%, Потери короткого замыкания трансформатора Pк = 7,6 кВт.

Параметры питающей линии: Гр.27 от ЩО 1.2 – 60 м кабель 1х[ВВГнг LS 3×2,5], ЩО 1.2 от ГРЩ3 – 80 м кабель 1х[АВВГнг LS 5×50], ГРЩ3 от ТП 1126 – 217 м кабель АВВГнг 2x (4×185).

Параметры выключателя: Номинальный ток автоматического выключателя Iном = 16 А Кратность отсечки K = 10.

Реактивное сопротивление трансформатора: Xт = 13,628 мОм

Активное сопротивление трансформатора: Rт = 3,064 мОм

Активное сопротивление кабеля: Rк = 580,38 мОм

Реактивное сопротивление кабеля: Xк = 17,36 мОм

Сопротивление энергосистемы: Xc = 1,00 мОм

Суммарное реактивное сопротивление участка: XΣ=Xc+Xт+Xк=31,984 мОм

Суммарное активное сопротивление участка: RΣ=Rт+Rк=583,444 мОм

Полное суммарное сопротивление: RΣ=583,444 мОм

Ток однофазного короткого замыкания: IK1=190 А > IминК1 = 10×16 = 160 А Следовательно, автоматический выключатель отключится мгновенно (сработает электромагнитная отсечка, время отключения.

Чтобы расчета в Word, нажмите на кнопку:

Чтобы не считать каждый раз вручную на калькуляторе и переносить цифры в Microsoft Word, я реализовал эти расчет прямо в Word. Теперь надо только ответить на вопросы, которые он задаёт. Вот так это выглядит:

Весь расчет занял две с половиной минуты.

Подпишитесь и получайте уведомления о новых статьях на e-mail

силовых трансформаторов

Активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающих трансформаторов (r

т,
х
т) в миллиомах, приведенные к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формулам:

(3)

(4)

где – номинальная мощность трансформатора, кВ×А; – потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт; – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ; и

к – напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности понижающих трансформаторов, обмотки которых соединены по схеме D/Y

0, при расчете КЗ в сети низшего напряжения следует принимать равными соответственно активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности. При других схемах соединения обмоток трансформаторов активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности необходимо принимать в соответствии с указаниями изготовителей.

2.10. Параметры асинхронных электродвигателей

При расчетах начального значения периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей последние следует вводить в схему замещения сверхпереходным индуктивным сопротивлением. При необходимости проведения уточненных расчетов нужно также учитывать активное сопротивление статора. Значения асинхронных двигателей рекомендуется определять, как указано в прилож. Ж. При приближенных расчетах принимают: сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного двигателя = 0,18; активное сопротивление статора асинхронного двигателя = 0,36.

Объявления

retriever пишет:

1. потому что мега это 1000 000, а кило это 1000. делим миллион на тысячу получаем что? тысячу. 2. смотрите от чего запитана пс. если это понижающий трансформатор, то считаете его сопротивление, это сопротивление системы. если это кабель от другой пс, ищете питающую гпп на схеме, берете сопротивление тамошнего трансформатора и прибавляете к нему сопротивление кабеля. по-моему, активную составляющую сопротивления кабеля лучше учесть, она большая

Спасибо! Но я всё равно недопонимаю. Вот приложен мой расчет, подскажите где я ошибаюсь. Вроде все по «книге» делаю

Добавлено: 2018-09-28 12:25:57

Добавлено: 2018-09-28 12:27:01

Доброго времени суток! Все таки нашел я часть книг которые искал, а начал изучать. По стечению обстоятельств я единственный «релейщик» в этой конторе. Начальство дало задание, мол строится новая ГПЭС, ты ее будешь обслуживать, тебе и уставки считать! Честно признаюсь что кроме как в техникуме нигде токи коротких замыканий мне считать не приходилось, за исключением нескольких попыток которые на этом форуме были изложены (но так ничего и не вышло). Посмотрел я на однолинейную схему и решил начать расчеты с самой просто ячейки (на мой взгляд), это ячейка питающая ТСН. На вскидку прикинул набор необходимых защит (отсечка, мтз, перезагрузка, землянка) решил, что сделал верный выбор. Открыл книжку М.А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ», и начал погружаться в мир «высоких материй». Ладно отойдем от лирики, и начну излагать суть моих расчетов (забегая вперед скажу что проблема возникла уже на второй формуле). Из книги М.А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ» «Вычисление тока трехфазного КЗ по значению напряжения КЗ трансформатора. Наиболее просто максимально значение тока (в амперах) трехфазного КЗ за трансформатором вычисляется по значению напряжения КЗ трансформатора: I(3)к=100*Iном. тр/Uк+р; где Uк — напряжение кз из паспорта в %; Iном.тр — ном. ток тр-ра на стороне НН или ВН из паспорта; p=100*Sном/Sk где Sном — ном. мощность тр-ра Sк — мощность трехфазного КЗ питающей энергосистемы в той точке, где подключается трансформатор, т.е. на его выводах ВН, если мощность энергосистемы относительно велика, то p=0.» Дальше в книжке идут примеры расчетов, но во всех примерах он использует значение Sк =100 МВА (видимо произвольная величина). Я начал искать где же взять эту величину, как ее рассчитать ну или спросить у кого). Наткнулся я на учебное пособие «Расчет токов коротких замыканий и проверка электрооборудования» С.В. Хавроничев, И. Ю. Рыбкина (не знаю реклама это или нет), так вот там написано что: » Для практических расчетов важно определить, можно ли в данном конкретном случае считать питающую систему системой неограниченной мощности. Если известна суммарная мощность генераторов системы, но при выполнении одного из условий Хс*S/U^2<=3; Sc/S(3)<=3; где U — междуфазное напряжение системы, кВ; S(3) — мощность трехфазного КЗ на шинах подстанции, МВА; Sc — мощность системы, МВА; Xc — сопротивление системы, Ом, систему принимаю за систему неограниченной мощности» Ну думаю вот оно, сейчас циферки подставлю и все, дело в шляпе. Присмотрелся к формулам, S(3) неизвестно, значит второе неравенство проверить не получится, начал изучать первую формулу. Будет установлено 11 ГПА мощностью 2148 КВА, номинальным напряжение 6,3 кВ. Остается узнать Хс. Поискал и интернете и почему пришел к выводу что Хс это тоже самое что и X»d, т.к. 11 ГПА работают параллельно составляя схему замещения получаем 0.015 (т.к. X»d одного генератора 0,16). Подставил полученные значения в формулу: 0,015*(2,148*11)/6,3^2=0,0089 < 3; Честно говоря результат меня смутил, но с цифрами не поспоришь. Уже потом я нашел одну формулу для расчета Xc Xc= X»d*Sб/Sн Xc=0.16*(2148*11)/2148=1.76 ( т.к. 11 ГПА работают параллельно составляя схему замещения получаем 0,16) 0,16*(2,148*11)/6,3^2=0,095 < 3 Получается мы считаем что система бесконечной мощности?! (это правильно?) Возвращаемся обратно к книге М.А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ» Iном.вн = S/(1.73*U)=1000/(1.73*6.3)=91.75 А Iном.нн = S/(1.73*U)=1000/(1.73*0,4)=1445,1 А I(3)к=100*Iном. тр/Uк+р= I(3)к=(100*91,75)/(6+0)=1529,17А; I(3)к=100*Iном. тр/Uк+р= I(3)к=(100*1445,1)/(6+0)=24085А; Меня смущают слишком большие цифры! Но в книжке предусмотрен второй способ расчета: Из книги М.А. Шабад «Защита трансформаторов 10 кВ» «Вычисление тока трехфазного КЗ по полному сопротивления трансформатора Zтр. Значение этого сопротивления и его составляющих : активной Rтр и индуктивно Хтр. …. Полно сопротивление трансформатора Zтр определяется : Zтр=Uk*Uном^2/(100*Sном)=6*6,3^2/100*1000=0.00238 I(3)=Uср/(1,73*Zтр)=6300/(1,73*0,00238)=1536585 А По идеи расчеты I(3)= 1536585 А и I(3)к=1529,17А должны быть равны, но сами видите! Дальше идет расчет КЗ в минимальном режиме, но это уже совсем другая история…

Прошу помочь мне разобраться во всем этом! Я понимаю конечно, что писать мол «читай учебник» проще всего, но думаю все здесь присутствующие (ну или большинство) перенимали опыт у своих наставников и коллег, но вот так сложилось, что мне не у кого принимать опыт, а сухой текст из «учебника» не всегда легко воспринимается. В общем не судите строго, я просто хочу научится!

Post’s attachments IMG_20180401_093818.jpg

3.11 Мб, 3 скачиваний с 2018-04-01
You don’t have the permssions to download the attachments of this post.
не судите строго), я только учусь!