Глава 9. Расчет токов короткого замыкания

цепи КЗ г_ъ может быть больше 30 % r_z, что влияет на полное сопротивление Z_x и ток КЗ.

Из-за удаленности места КЗ в сети до 1 кВ от источника питания (>3) пе­риодическая составляющая сверхпереходного тока оказывается равной уста­новившемуся значению тока 1_ж, т. е. периодическая составляющая тока КЗ неизменна во времени. Физически это объясняется тем, что КЗ в сети до 1 кВ из-за большого индуктивного сопротивления цехового трансформатора вос­принимается в сети 6—10 кВ как небольшое приращение нагрузки, нечувстви­тельное в сети 110 кВ.

Сопротивление системы, отнесенное к ее мощности, состоит из последо­вательно соединенных элементов: генераторов (х_Г > 0,125), повышающих трансформаторов (х_повт > 0,105), линий электропередачи (х_л > 0,05), понижа­ющих трансформаторов районных подстанций и (или) ГПП предприятия (*_понт> 0,105).

Таким образом, результирующее сопротивление энергосистемы в относитель­ных единицах без цехового трансформатора в общем случае будет не менее 0,4.

При индуктивном сопротивлении цехового трансформатора, отнесенном к мощности системы,

_х= "Л

и суммарном сопротивлении цепи КЗ более 3 (х*> 3) имеем

х_с+ х, = 0,4 + 0,01 и_к S_c/S_mttT > 3. (9.33)

Если 5_номт = 1000 кВА, «_к(%) > 5,5, получим S_c > 47 MBA, что всегда вы­полнимо для современных систем электроснабжения.

Из анализа соотношения (9.33) очевидно, что суммарное сопротивление цепи тока КЗ зависит от сопротивления цехового трансформатора. Это опре­деляет следующие особенности режимов работы цеховых трансформаторных подстанций ЗУР: 1) параллельная работа двух цеховых трансформаторов прак­тически удваивает мощности КЗ, что повышает требования к устойчивости электрических сетей и коммутационной аппаратуры на стороне до 1 кВ; 2) рост единичной мощности цеховых трансформаторов (применение трансфор­маторов 1600 и 2500 кВА) ведет к увеличению токов КЗ в сети до 1 кВ и предъявляет более жесткие требования к цеховым сетям по их устойчивости к действию тока КЗ.

Расчет для отдельных элементов цепи КЗ осуществляют по паспортным или справочным данным, и ведут его в именованных единицах, выражая со­противление элементов в миллиомах. Сопротивление шинопроводов и ка­бельных линий определяют через активные г₀ и индуктивные л:₀ сопротивле­ния фазы (мОм/м), принимаемые по справочным данным.

Полное, активное и индуктивное сопротивления цехового трансформатора, „ „ „_m,„e.,,„ ,,„„„_ern mnnovpHua оппрпрпяют по (Ьоомулам. мОм:

9.3. Короткое замыкание в сетях до 1 кВ

339

г* ="*5"°"" 10'; (9.34) r_w = ^A/>^"°"" Ю⁶; (9.35) х^ =^-£, (9.36)

ном т \_{ои т}

где и_к — напряжение короткого замыкания, %; >S'_H0MT — номинальная мощ­ность трансформатора, кВА; АР_К — потери короткого замыкания в трансфор­маторе, кВт; U_{H0M H} — номинальное напряжение на стороне низкого напряже­ния трансформатора, кВ.

Переходное сопротивление в сети до 1 кВ можно представить в виде двух составляющих:

*_ПС = *_ПС, + Л_пс2, (9-37)

где Лп_С| — суммарное сопротивление всех переходных контактов, токовых об­моток выключателей, реле и обмоток трансформаторов тока; Л^ — сопротив­ление дуги в месте КЗ.

Суммарное сопротивление

Kct-K + R. + Rrv <⁹-³⁸>

где Л_к — переходное сопротивление контактного соединения токоведущих шин; R_a — сопротивление автоматических выключателей, состоящее из сопро­тивления катушек расцепителей и переходного сопротивления контактов; R_TTp — сопротивление обмоток трансформаторов тока. Суммарное сопротивление определяется номинальными токами выключателя, трансформатора тока и не зависит от их типа.

Сопротивление дуги в месте КЗ /?_пс2 можно определить по выражению

Kr, = EJJI, (9.39)

п с2 д д' к' ^ч '

где Е_а — напряженность электрического поля в месте горения дуги, которую можно принять равной 1,5 В/мм; /_д — длина дуги, мм (равна удвоенному рас­стоянию а между фазами сети в месте КЗ); /_к — ток трехфазного КЗ.

В практических расчетах для характерной схемы сети до 1 кВ (рис. 9.4) можно пользоваться значениями R_nc, приведенными ниже для точек K_t—K₄:

Мощность трансформатора, кВА 1000 1600 2500

Л_пс, мОм, для точек*:

К, 6,41 6,81 15,42

_к 4,01 2,72 1,86

² 5,92 3,81 3,01

_к IU8 12ДН 6,92

³ 22,31 15,95 9,26

_к 7,09 4,51 3,62

⁴ 7,79 5,27 4,59

* В чиплитрлр здачрниа ппи мягыгтпапкыпы рурмр а чкамоиатйпо — ппы папиапиипй

340