Расчёт токов короткого замыкания

Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки, при которых токи в ветвях электроустановки резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

В системе трехфазного переменного тока могут быть замыкания между тремя фазами, между двумя фазами и однофазные КЗ.

Последствия коротких замыканий является резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств. Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающего к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы.

Для уменьшения последствия тока КЗ необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени. Все электрические аппараты и токоведущие части должны быть выбраны таким образом, чтобы исключалось их разрушение при прохождении токов КЗ.

Для расчетов токов КЗ составляется расчетная схема - упрощенная однолинейная схема электроустановки, в которой учитываются все источники питания, трансформаторы, воздушные и кабельные линии, реактор.

Определим сопротивления кабельной линии на стороне 10кВ по формуле:

Х1 = (Xo L Sб / Uном ²); (2.34)

R1 = (Ro L Sб / Uном ²); (2.35)

где Хо, Rо - сопротивление кабеля, Ом; L - длина, км.

U²ном - номинальное напряжение системы, кВ;

Sб - базовая мощность, мВА;

Х1 = (0,09 0,6 100 / 10²) = 0,063;

R1 = (0,72 0,6 100 / 10²) = 0,5;

Z_∑= =0,5

Определим сопротивления трансформатора по формуле:

Хт = Uк%  Sб / Sт 100; (2.36)

где Uк% - напряжение короткого напряжения;

Хт = (5,5 100 / 1 100) = 5,5

Расчет базисного тока по формуле:

Iб = Sб / (√3 Uном); (2.37)

Iб = 100 / (√3 10,6) = 5,4 кА;

Расчет тока КЗ в точке К1 по формуле:

I_К1 = Iб / Хл (2.38)

Расчет мощности КЗ в точке К₁ по формуле:

S_К1 = Sб / Xл (2.39)

S_К1 = 100 / 0,5 = 200 мВА;

Расчет базисного тока в точке К2.

Iб = 100 / (√3 0,4) = 144 кА;

Расчет тока КЗ в точке К2 по формуле:

I_К2 = 144 / (5,5 + 0,5) = 24 кА;

Расчет ударного тока КЗ в точке К₂ по формуле

i_{у К2} = 1.4 1,8 24 = 60 кА;

Расчет мощности КЗ в точке К₂ по формуле:

S_К2 = 100 / 6 = 16 мВА;

Произведем проверку кабеля на термическую целостность:

S_min =  =  = 29 мм²

Выбор электрооборудования цеховой подстанции.

Оборудование КТП поставляется комплектно. По справочникам необходимо выбрать не только тип КТП, но и по токам короткого замыкания проверить:

·   выключатель масляный;

·   разъединитель;

·   трансформатор тока.