7. Расчёт токов кз в сети напряжением до 1 кВ

Расчет токов короткого замыкания необходим для проверки выбранного электрооборудования, коммутационных аппаратов, выбора уставок релейной защиты.

Для выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания необходимо рассчитать:

1) начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания;

2) апериодическую составляющую тока короткого замыкания;

3) ударный ток короткого замыкания.

Расчёт токов короткого замыкания в сети до 1 кВ

При расчетах токов короткого замыкания необходимо учитывать:

1) индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи;

2) активные сопротивления элементов короткозамкнутой цепи;

3) активные сопротивления различных контактов и контактных соединений;

4) активное сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания (при учете сопротивления дуги получается минимальное значение тока короткого замыкания).

Расчет токов короткого замыкания в трехфазных сетях переменного тока напряжением до 1 кВ выполняется в именованных единицах.

Расчёт начинается с составления расчетной схемы с нанесением на ней точек короткого замыкания (рисунок 7). Затем составляется схема замещения, на которой указываются активные и реактивные сопротивления в мОм, приведенные к ступени напряжения сети точки короткого замыкания (рисунки 8 и 9).

Рисунок 8 – Параметры схемы замещения прямой последовательности

Расчет сопротивлений различных элементов схемы замещения ведется в следующем порядке:

Эквивалентное индуктивное сопротивление энергосистемы, приведенное к ступени низшего напряжения, мОм,

,

где U_срНН – среднее напряжение ступени низшего напряжения трансформатора, В;

U_срВН – среднее напряжение ступени высшего напряжения, к которой

подключен трансформатор, В;

I_{откл.ном} – номинальный ток отключения выключателя, А;

мОм.

Активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности силового трансформатора по [8], мОм,

,

.

Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора по [8], мОм,

,

.

Трансформатор тока ТА1 выбирается по номинальному току силового трансформатора.

Сопротивления остальных ТА сведены в таблице 21.

Таблица 11- Сопротивления первичных обмоток многовитковых ТА

Трансформаторы тока
ТА7,ТА13	0,75	1,2
ТА8,ТА11	0,2	0,3
ТА12	0,42	0,67

Принимается, что ,

Сопротивление катушек и контактов выключателя определяется в зависимости от его номинального тока. Для вводного автоматического выключателя ВА 55-43 , по [8].

Активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности катушек (расцепителей) автоматических выключателей по [8], сведены в таблице 12.

Таблица 12- Сопротивления катушек и контактов выключателей

Автомат
QF1, QF2	0,14	0,08
QF7, QF12	1,1	0,5
QF8, QF11	0,65	0,17
QF13	1,3	0,7

Считается, что , .

Активные сопротивления контактных соединений при трёхфазном КЗ (учтены сопротивления разъемных контактов автоматов, контактных соединений кабелей) [8], мОм,

Активные и индуктивные сопротивления кабелей и проводов, мОм,

,

где - погонное активное сопротивление кабелей (проводов) по [8], мОм/м;

l – длина кабельной линии (провода), м;

n – количество кабелей (проводов) в соответствии с таблицами.

,

где - погонное индуктивное сопротивление кабелей (проводов) по [8], мОм/м.

Считается, что для проводов , а .

Для кабелей ,

Расчет сопротивлений выполнен на примере линии КЛ1 в соответствии с расчетной схемой сети, мОм,

Активное сопротивление дуги по [8] при трехфазном к.з. за трансформаторами мощностью 630 кВА , мОм,	Активное сопротивление дуги по [8] при однофазном к.з. за трансформаторами мощностью 630 кВА , мОм,

Начальное действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного КЗ, кА,

,

где U_ном – номинальное напряжение сети НН, В;

- суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой

последовательности цепи до точки КЗ, мОм.

Апериодическая составляющая тока КЗ в начальный момент КЗ, кА,

Ударный ток КЗ от энергосистемы, кА,

,

где К_уд – ударный коэффициент, о.е.,

_,

где Т_а – постоянная времени цепи к.з., с,

Начальное действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ, кА,

,

где - суммарные активное и индуктивное сопротивления нулевой

последовательности цепи до точки КЗ, мОм.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ, кА,

.

Пример расчёта токов короткого замыкания приводится для точки К1.

Суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности в максимальном режиме, мОм,

,

,

,

.

Суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности в минимальном режиме, мОм,

,

,

,

Начальное действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах, кА,

,

.

Ударный ток от энергосистемы в максимальном режиме, кА,

,

,

,

.

Ударный ток от энергосистемы в минимальном режиме, кА,

,

,

,

.

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания от энергосистемы в максимальном и минимальном режимах, кА,

,

.

Суммарные активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности, мОм,

,

,

,

,

,

Начальное действующее значение периодической составляющей тока однофазного короткого замыкания от энергосистемы в максимальном и минимальном режимах, кА,

,

.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного короткого замыкания от энергосистемы в максимальном и минимальном режимах, кА,

,

.

Для остальных точек короткого замыкания расчёт производится аналогично, результаты расчёта сводятся в таблицу 24.

Таблица 13 – Расчёт токов короткого замыкания от энергосистемы

Точка КЗ	Вид КЗ	Максимальное значение			Минимальное значение
1	2	3	4	5	6	7	8
К1		Iп0, кА	iа0, кА	Iуд, кА	Iп0, кА	iа0, кА	Iуд, кА
	K3	11,893	16,82	32,71	10,571	14,95	27,36
	K2	10,30	-	-	9,82	-	-
	K1	13,10	-	-	11,39	-	-
К2	K3	11,893	16,82	32,71	10,571	14,95	27,36
	K2	10,30	-	-	9,82	-	-
	K1	13,10	-	-	11,39	-	-
К3	K3	6,31	8,92	17,3	5,12	7,24	13,2
	K2	5,48	-	-	5,06	-	-
	K1	4,12	-	-	3,48	-	-
К4	K3	9,16	12,95	25,1	7,38	10,43	19,1
	K2	8,02	-	-	7,21	-	-
	K1	7,04	-	-	5,47	-	-
К5	K3	10,55	14,9	28,35	10,24	14,48	26,5
	K2	9,14	-	-	9,04	-	-
	K1	10,22	-	-	9,54	-	-
К6	K3	8,148	11,52	21,89	6,269	8,86	16,3
	K2	7,12	-	-	6,31	-	-
	K1	6,19	-	-	5,09	-	-
К7	K3	7,258	10,26	19,5	6,38	9,0	16,51
	K2	6,54	-	-	6,0	-	-
	K1	5,71	-	-	4,58	-	-
К8	K3	6,05	8,55	16,25	5,17	7,31	13,38
	K2	5,19	-	-	4,78	-	-
	K1	4,68	-	-	4,06	-	-
К9	K3	6,62	9,36	17,7	5,31	7,51	13,2
	K2	5,74	-	-	5,16	-	-
	K1	4,55	-	-	4,0	-	-
К10	K3	2,43	3,43	5,8	2,21	3,12	3,94
	K2	2,26	-	-	2,12	-	-
	K1	2,12	-	-	1,90	-	-
К11	K3	1,568	2,22	2,70	1,347	1,90	2,25
	K2	1,36	-	-	1,26	-	-
	K1	1,40	-	-	1,20	-	-