Расчет токов короткого замыкания в электроустановках до 1кВ

Освоение методики расчета токов короткого замыкания

Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?

Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.

Быстро и объективно проверять знания учащихся.

Сделать изучение нового материала максимально понятным.

Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.

Наладить дисциплину на своих уроках.

Получить возможность работать творчески.

=> ПОЛУЧИТЬ СУПЕРСПОСОБНОСТИ УЧИТЕЛЯ <=

Просмотр содержимого документа
«Расчет токов короткого замыкания в электроустановках до 1кВ»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Тема: Расчет К.З. в электроустановках до 1кВ

Цель: Освоить методику расчета токов К.З.

Ход работы: Определить ток КЗ в точке К1 цеховой сети (рис. 1), если на цеховой подстанции установлен трансформатор ТМ (приложение 1). К шинам 0,4 кВ трансформатор присоединен алюминиевыми шинами сечением 60х8, расположенными горизонтально с расстоянием между фазами а=200 мм. На вводе установлен автоматический выключатель АВМ-15. В цехе проложен магистральный шинопровод ШМА-73, ответвление от него выполнено шинопроводом ШРА-73. В точке К1 присоединена группа электродвигателей M1 и М2 (приложение 1).

Задание: Выписать из таблицы исходные данные в соответствии с вариантом.

Вычертить расчетную схему.

Произвести расчет с подробным описанием.

Общие сведения.

При расчете токов КЗ в установках напряжением до 1000В за понижающим трансформатором сравнительно не большой мощности можно принять что напряжение на высокой стороне трансформатора остается неизменным. Это условие соблюдается, ксли установленная мощность понижающих трансформаторов, питающих место КЗ, удовлетворяет требованию

S_т≤ 0,02 S_с

где S_с – мощность питающей системы.

Практически при мощности понижающего трансформаторов до 1000 кВ·А включительно мощность системы должна быть более 50 МВ·А.

При составлении расчетной схемы и схемы замещения необходимо учесть активные и индуктивные сопротивления трансформаторов, шин, проводов, токовых обмоток автотрансформаторов токов, переходные сопротивление коммутационных аппаратов. Сопротивление трансформаторов подсчитывают по формулам приведенным в табл. 7.2.

Определив результирующие активное и индуктивное сопротивления, подсчитывают ток КЗ по (7.5), подставляя

В процессе КЗ проводники нагреваются, их сопротивление увеличивается

где r — сопротивление до начала КЗ при температуре о; m — коэффициент (для меди m =22,5; для алюминия m =6); t — время КЗ, с; q — сечение проводника, мм². Уточненное значение тока КЗ

Ударный ток КЗ определяется по i_у=√2k_уI_п.о k_y находят по рис. 7.4 по отношению х/r

k_y- ударный коэффициент тока КЗ; I_п.о._–начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ

i_у=√2k_уI_к

На величину тока КЗ могут оказать влияние асинхронные электродвигатели мощностью более 100 кВт, если они присоединены вблизи места КЗ. Объясняется это тем, что при КЗ резко снижается напряжение и электродвигатели, вращаясь по инерции, генерируют ток в место КЗ. Этот ток быстро затухает, поэтому влияние электродвигателей учитывают при определении I_п.о. и i_у

Ток I_п.о от асинхронных электродвигателей

где 0,9 — расчетная относительная ЭДС; x",_d — относительное сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного электродвигателя; I_ном._д — номинальный ток одновременно работающих электродвигателей.

В среднем можно принять x",_d = 0,2, тогда

Апериодическая составляющая тока КЗ от асинхронных двигателей затухает очень быстро, поэтому ее можно не учитывать при определении ударного тока, тогда

Пример расчета:

Рис. 1. Расчетная схема к примеру 7.3

Определить ток КЗ в точке К1 цеховой сети (рис. 1), если на цеховой подстанции установлен трансформатор ТМ-630/6; u_к=5,5%; Р_к=7,6кВт. К шинам 0,4 кВ трансформатор присоединен алюминиевыми шинами сечением 60х8, расположенными горизонтально с расстоянием между фазами а=200 мм. На вводе установлен автоматический выключатель АВМ-15. В цехе проложен магистральный шинопровод ШМА-73, ответвление от него выполнено шинопроводом ШРА-73. В точке К1 присоединена группа электродвигателей M1 общей мощностью 200 кВт; U_H_ом=380В; η=0,94; cosφ=0,91. На другом ответвлении от магистрального ши- нопровода присоединена вторая группа двигателей М2 мощностью 150 кВт; U_Hом= 380 В; η= 0,92; cosφ = 0,84.

Принимаем, что напряжение на шинах 6 кВ цеховой, подстанции неизменно, сопротивление от источника питания до этих шин не учитываем. Расчет сопротивлений ведем в именованных единицах (мОм), U_б=400 В.

Сопротивление трансформатора по формулам табл. 7.2

Сопротивление токовой катушки автоматического выключателя (по справочнику)r_а=0,12 мОм; х_а=0,094 мОм; переходное сопротивление контактов r_к=0,25 мОм.

Сопротивление шин до щита 0,4 кВ r_щ=r_оl=0,074·6=0,444 мОм; х_ш=x₀l=0,176·6=1,056 мОм, где г₀, х₀ определено (по справочнику) для шин 60х8 при а_ср=1,26·200=252 мм.

Сопротивление магистрального шинопровода (r₀=0,031 мОм/м; x_о=0,017 мОм/м (по справочнику) r_ШМА=0,031·20=0,62 мОм; x_ШМА=0,017·20=0,34 мОм.

Сопротивление шинопровода ШРА-73 (г₀=0,13 мОм/м; х₀= 0,1 мОм/м) r_ШРА=0,13·5 = 0,65 мОм; х_ШРА=0,1·5 = 0,5 мОм.

Результирующее сопротивление до точки КЗ

Определяем ток КЗ от источника (системы)

Поправку на изменение сопротивления шин в процессе КЗ не вносим, так как активное сопротивление шин составляет всего 1,71 мОм. Находим по рис. 7.4 при х/r= 15,62/5,144 = 3,03 _у=1,33 и

Учтем влияние группы электродвигателей M1 на ток КЗ. Вторая группа М2 удалена от места КЗ магистральным шинопроводом l=10 м и распределительным шинопроводом l=5 м, и не оказывает влияния на ток КЗ.

По формуле

Ударный ток КЗ от электродвигателей

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Тип	Номинал. мощность, кВА	Номинальное напряжение обмоток, кВ		Потери мощности, кВт			Напряжение К.З., %		Ток Х.Х., % от номинального
		ВН	НН		Холостой ход	Корот кое замы кание
ТМ-25/6-10-65	25	6; 6,3; 10; 10,5	0,23; 0,4		0,125	0,6		4,5		3,2
ТМ-40/6-10-65	40	6; 6,3; 10; 10,5;	0,23; 0,4		0,18	0,88		4,5		3
ТМ-63/6-1М6	63	6; 6,3; 10; 10,5	0,23; 0,4		0,265	1,28		4,5		2,8
ТМ-100/6-10-66	100	6; 6,3; 10; 10,5	0,23; 0,4		0,365	1,97		4,5		2,6
ТМ-160/6-10-66	160	6; 11	0,23; 0,4		0,54	2,65		4,5		2,4
ТМ-250/6-10-66	250	6; 10	0,23; 0,4		1,05	3,7		4,5		2,3
ТМ-400/6-10-68	400	6; 10	0,23; 0,4		1,45	5,5		4,5		2,1
ТМ-630/6-10-68	630	6; 10	0,23; 0,4		2,27	7,6		5,5		2
ТМ-1000/10	1000	6; 10	0,4		3,8	12,7		5,5		3

№ вар.	ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ		ТРАНСФОРМАТОР
№ вар.	М1	М2	ТРАНСФОРМАТОР
1	АИР80В8	АИР112М4	ТМ-25/6-10-65
2	АИР160М2	АИР180М4	ТМ-40/6-10-65
3	АИР100L6	АИР112MA6	ТМ-63/6-1М6
4	АИР132S6	АИР112М4	ТМ-100/6-10-66
5	АИР200M6	АИР160S6	ТМ-160/6-10-66
6	АИР132S8	АИР100L4	ТМ-250/6-10-66
7	АИР90L4	АИР80A8	ТМ-400/6-10-68
8	АИР90L2	АИР90L6	ТМ-630/6-10-68
9	АИР112MA6	АИР112MA8	ТМ-1000/10
10	АИР132M6	АИР160M4	ТМ-250/6-10-66
11	АИР71B8	АИР100L6	ТМ-400/6-10-68
12	АИР80A8	АИР100L4	ТМ-630/6-10-68
13	АИР90L4	АИР80A8	ТМ-25/6-10-65
14	АИР90L2	АИР90L6	ТМ-40/6-10-65
15	АИР112M6	АИР132S8	ТМ-63/6-1М6
16	АИР132M6	АИР160M4	ТМ-160/6-10-66
17	АИР71A4	АИР90L4	ТМ-250/6-10-66
18	АИР56A2	АИР100S2	ТМ-400/6-10-68
19	АИР112М4	АИР132S8	ТМ-40/6-10-65
20	АИР160S6	АИР90L4	ТМ-63/6-1М6
21	АИР100L4	АИР80В8	ТМ-100/6-10-66
22	АИР80A8	АИР160S6	ТМ-250/6-10-66
23	АИР200M6	АИР200M6	ТМ-400/6-10-68
24	АИР112М4	АИР112М4	ТМ-630/6-10-68
25	АИР160S6	АИР160S6	ТМ-25/6-10-65
26	АИР112M6	АИР100L4	ТМ-40/6-10-65
27	АИР71B8	АИР100L6	ТМ-63/6-1М6
28	АИР112М4	АИР132S8	ТМ-160/6-10-66