Расчет тока короткого замыкания и ударного тока для заданной точки замыкания

 

Установившийся ток короткого замыкания i_к(t) определяем в виде

 

I₂(t)=I_2а×cos(wt-j₂).

 

Сопротивление участка сети от ЭДС до точки короткого замыкания

 

R₂=R_c’+R_т’+R_л1’+R_твн’+R_л2+R_л3=0+0,0025+0,023+0,0056+0,172+1,68 =1,88Ом,

X₂=X_c’+X_т’+X_л1’+X_твн’+X_л2+X_л3=0,49+0,055+0,056+0,167+0,08+1,42=2,27Ом

 

Действующее значение тока короткого замыкания

 

 А = 1,4 кА.

 

Расчет ударного тока для заданной точки замыкания

Находим постоянную затухания переходной составляющей тока к.з.

 

 с.

 

Определяем наибольшее значение ударного тока в момент времени, когда переменная составляющая достигает максимума, т.е. через полпериода – 10 мс после момента возникновения замыкания.

 

 кА.

 

Определим величину отключаемого тока при срабатывании релейной защиты за время tз = 0,01 с при собственном времени отключения выключателя tо = 0,1 с для масляного выключателя и при t0 = 0,05 с для вакуумного выключателя. Полное время отключения составит tм = 0,01 + 0,1 = 0,11 с для маслянного выключателя и tм = 0,01 = 0,05 = 0,06 с для вакуумного выключателя. Соответствующие токи отключения равны

Для масляного выключателя

 

 кА.

 

Для вакуумного выключателя

 

 кА.

 

Токи отключения одинаковые, так как в данной точке сети переходная составляющая быстро затухает. Действующее значение тока отключения составляет 1,97 / 1,414 = 1,4 кА.

Определение импульса квадратичного тока

Так как в заданной схеме не предполагается подпитка тока к.з. от двигателей импульс квадратичного тока можно рассчитать по следующему выражению с учетом зависимости от времени отключения:

 

 , кА²с,

 

где  - действующее значение переменной составляющей тока короткого замыкания,

Δt = tз + tо – время отключения замыкания, включающее время действия защиты (tз) и собственное время отключения выключателя (tо). Для масляных выключателей to = 0,08…0,2 с. Для вакуумных выключателей о = 0,05…0,07 с. Для уставки релейной защиты t = 0,5…1,1 c при использовании масляного выключателя с tо = 0,1 с максимальное время отключения Δt = 1,1 + 0,1 = 1,2 с.

 

 кА²с.

 

Границы тока термической стойкости Iт определяем из импульса квадратичного тока.

Для выключателей, разъединителей и трансформаторов тока 6 кВ при длительности протекания тока t = 4 с

 

 кА.

 

Выбор электрических аппаратов

Технические требования к электрическим аппаратам, устанавливаемым в конце Л3

По результатам расчетов определяем с небольшим запасом следующие требования.

Номинальное напряжение – 6 кВ.

Номинальный ток – не менее 600 А.

Амплитуда сквозного тока – предельный ток электродинамической стойкости – не менее 2,2 кА.

Номинальный ток отключения – не менее 2 кА (действующее значение).

Ток термической стойкости - не менее 1 кА.

Допустимый импульс квадратичного тока - не менее 2,35 кА²с.