На главную
На главную

ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ»

Стандарт распространяется на трехфазные электроустановки напряжением до 1 кВ промышленной частоты, присоединенные к энергосистеме или к автономным источникам электроэнергии, устанавливает общую методику расчета токов симметричных и несимметричных коротких замыканий (КЗ) в начальный и произвольный момент времени с учетом параметров синхронных и асинхронных машин, трансформаторов, реакторов, кабельных и воздушных линий, шинопроводов и узлов комплексной нагрузки.
Стандарт не устанавливает методику расчета токов:
- при сложных несимметриях в электроустановках (например, одновременное КЗ и обрыв проводника фазы), при повторных КЗ и при КЗ в электроустановках с нелинейными элементами;
- при электромеханических переходных процессах с учетом изменения частоты вращения электрических машин;
- при КЗ внутри электрических машин и трансформаторов.

Обозначение: ГОСТ 28249-93
Название рус.: Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ
Статус: действующий
Заменяет собой: ГОСТ Р 50270-92 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ» ГОСТ 28249-89 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ»
Дата актуализации текста: 01.10.2008
Дата добавления в базу: 01.02.2009
Дата введения в действие: 01.01.1995
Разработан: Госстандарт России
Утвержден: Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации (21.10.1993)
Опубликован: Издательство стандартов № 1994

ГОСТ 28249-93

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ

КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ
В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

МЕТОДЫ РАСЧЕТА В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПОСТАНДАРТИЗАЦИИ,
МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Госстандартом России

ВНЕСЕН Техническим секретариатом МежгосударственногоСовета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом постандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.

За принятие проголосовали:

Наименование государства

Наименование национального органа по стандартизации

Республика Беларусь

Белстандарт

Республика Кыргызстан

Кыргызстандарт

Республика Молдова

Молдовастандарт

Российская Федерация

Госстандарт России

Республика Таджикистан

Таджикстандарт

Туркменистан

Туркменглавгосинспекция

Украина

Госстандарт Украины

3 ВВЕДЕН ВЗАМЕН ГОСТР 50270-92

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ

КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ
В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

Методы расчета в электроустановках
переменного тока напряжением до 1 кВ

Short-circuits in electrical installations.
Calculation methods in
а. с. electrical installations
with voltage below 1 kV

ГОСТ
28249-93

Дата введения 01.01.95

Настоящий стандартраспространяется на трехфазные электроустановки напряжением до 1 кВпромышленной частоты, присоединенные к энергосистеме или к автономнымисточникам электроэнергии, устанавливает общую методику расчета токовсимметричных и несимметричных коротких замыканий (КЗ) в начальный ипроизвольный момент времени с учетом параметров синхронных и асинхронных машин,трансформаторов, реакторов, кабельных и воздушных линий, шинопроводов и узловкомплексной нагрузки.

Стандарт не устанавливаетметодику расчета токов:

- при сложных несимметриях вэлектроустановках (например, одновременное КЗ и обрыв проводника фазы), приповторных КЗ и при КЗ в электроустановках с нелинейными элементами;

- при электромеханическихпереходных процессах с учетом изменения частоты вращения электрических машин;

- при КЗ внутриэлектрических машин и трансформаторов.

Пункты 1.5, 1.7, 2.4.2, 2.11, 2.12, 3.6 иприложения являются рекомендуемыми, остальные пункты - обязательными.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.Настоящий стандарт устанавливает общую методику расчета токов вэлектроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ, необходимых для выбораи проверки электрооборудования по условиям КЗ, для выбора коммутационных аппаратов,уставок релейной защиты и заземляющих устройств.

1.2.Стандарт устанавливает методику расчетов максимальных и минимальных значенийтока при симметричных и несимметричных КЗ, виды которых определены всоответствии с ГОСТ 26522.

1.3. Величины, подлежащиерасчету, и допускаемая погрешность их расчета зависят от указанных п. 1.1целей.

Допускаются упрощенныеметоды расчетов токов КЗ, если их погрешность не превышает 10 %.

Расчету для выбора ипроверки электрооборудования по условиям КЗ подлежат:

1) начальное значениепериодической составляющей тока КЗ;

2) апериодическаясоставляющая тока КЗ;

3) ударный ток КЗ;

4) действующее значениепериодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени, вплоть до расчетноговремени размыкания поврежденной цепи.

Для других целей, указанныхв п. 1.1,расчету подлежат максимальное и минимальное значения периодической составляющейтока в месте КЗ в начальный и произвольный момент времени, вплоть до расчетноговремени размыкания поврежденной цепи. Для целей выбора заземляющих устройстврасчету подлежит значение тока однофазного КЗ.

1.4.При расчетах токов КЗ в электроустановках до 1 кВ необходимо учитывать:

1) индуктивные сопротивлениявсех элементов короткозамкнутой цепи, включая силовые трансформаторы,проводники, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматическихвыключателей;

2) активные сопротивленияэлементов короткозамкнутой цепи;

3) активные сопротивления различныхконтактов и контактных соединений;

4) значения параметровсинхронных и асинхронных электродвигателей.

1.5.При расчетах токов КЗ рекомендуется учитывать:

1) сопротивлениеэлектрической дуги в месте КЗ;

2) изменение активногосопротивления проводников короткозамкнутой цепи вследствие их нагрева при КЗ;

3) влияние комплекснойнагрузки (электродвигатели, преобразователи, термические установки, лампынакаливания) на ток КЗ, если номинальный ток электродвигателей нагрузкипревышает 1,0 % начального значения периодической составляющей тока КЗ,рассчитанного без учета нагрузки.

1.6. При расчетах токов КЗдопускается:

1) максимально упрощать иэквивалентировать всю внешнюю сеть по отношению к месту КЗ и индивидуальноучитывать только автономные источники электроэнергии и электродвигатели,непосредственно примыкающие к месту КЗ;

2) не учитывать токнамагничивания трансформаторов;

3) не учитывать насыщениемагнитных систем электрических машин;

4) принимать коэффициентытрансформации трансформаторов равными отношению средних номинальных напряженийтех ступеней напряжения сетей, которые связывают трансформаторы. При этомследует использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений: 37; 24;20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; 0,23 кВ;

5) не учитыватьвлияния асинхронных электродвигателей, если их суммарный номинальный ток непревышает 1,0 % начального значения периодической составляющей тока в месте КЗ,рассчитанного без учета электродвигателей.

1.7.Токи КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется рассчитывать вименованных единицах.

При составленииэквивалентных схем замещения параметры элементов исходной расчетной схемыследует приводить к ступени напряжения сети, на которой находится точка КЗ, аактивные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражать вмиллиомах.

1.8. При расчете токов КЗ вэлектроустановках, получающих питание непосредственно от сети энергосистемы,допускается считать, что понижающие трансформаторы подключены к источникунеизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивноесопротивление системы. Значение этого сопротивления (хс) вмиллиомах, приведенное к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают поформуле

                                       (1)

где  - среднее номинальноенапряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;

 - среднее номинальное напряжение сети, ккоторой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В;

 =  - действующеезначение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмоткивысшего напряжения трансформатора, кА;

Sк - условная мощность короткого замыкания у выводовобмотки высшего напряжения трансформатора, МВ×А.

При отсутствии указанныхданных эквивалентное индуктивное сопротивление системы в миллиомах допускаетсярассчитывать по формуле

                                                         (2)

где  - номинальный токотключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения понижающеготрансформатора цепи.

Примечание. В случаях, когда понижающий трансформатор подключен к сетиэнергосистемы через реактор, воздушную или кабельную линию, (длиной более 1км), необходимо учитывать не только индуктивные, но и активные сопротивления этихэлементов.

1.9. При расчете токов КЗ вэлектроустановках с автономными источниками электроэнергии необходимо учитыватьзначения параметров всех элементов автономной электрической системы, включаяавтономные источники (синхронные генераторы), распределительную сеть ипотребители.

2. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

2.1. Активное ииндуктивное сопротивления силовых трансформаторов

2.1.1. Активное ииндуктивное сопротивления прямой последовательности понижающих трансформаторов(rт, хт) в миллиомах, приведенные кступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формулам:

                                                        (3)

                                     (4)

где  - номинальная мощность трансформатора,кВ×А;

 - потери короткого замыканияв трансформаторе, кВт;

 - номинальное напряжение обмотки низшегонапряжения трансформатора, кВ;

ик - напряжение короткогозамыкания трансформатора, %.

2.1.2. Активные ииндуктивные сопротивления нулевой последовательности понижающихтрансформаторов, обмотки которых соединены по схеме D/Y0, при расчете КЗ в сетинизшего напряжения следует принимать равными соответственно активным ииндуктивным сопротивлениям прямой последовательности. При других схемахсоединения обмоток трансформаторов активные и индуктивные сопротивления нулевойпоследовательности необходимо принимать в соответствии с указаниямиизготовителей.

2.2. Активное ииндуктивное сопротивления реакторов

2.2.1. Активноесопротивление токоограничивающих реакторов (r1p= r2p = r0p)в миллиомах рассчитывают по формуле

                                                                (5)

где DРр.ном - потери активной мощностив фазе реактора при номинальном токе, Вт;

Iр.ном - номинальный ток реактора,А.

2.2.2. Индуктивноесопротивление реакторов (x1p= x2p = x0p)в миллиомах принимают как указано изготовителем или рассчитывают по формуле

                                                           (6)

где w - угловая частотанапряжения сети, рад/с;

L -индуктивность катушки трехфазного реактора, Гн;

М - взаимная индуктивностьмежду фазами реактора, Гн.

2.3. Активное ииндуктивное сопротивления шинопроводов

При определении активного ииндуктивного сопротивлений прямой и нулевой последовательностей шинопроводовследует использовать данные завода изготовителя, эксперимента или применятьрасчетный метод. Рекомендуемый метод расчета сопротивлений шинопроводов ипараметры некоторых комплектных шинопроводов приведены в приложении 1.

2.4. Активное ииндуктивное сопротивление кабелей

2.4.1. Значения параметров прямой(обратной) и нулевой последовательности кабелей, применяемых вэлектроустановках до 1 кВ, принимают, как указано изготовителем или вприложении 2.

2.4.2.При определении минимального значения тока КЗ рекомендуется учитыватьувеличение активного сопротивления кабеля к моменту отключения цепи вследствиенагревания кабеля током КЗ. Значение активного сопротивления кабеля в миллиомахс учетом нагрева его током КЗ () рассчитывают по формуле

                                                          (7)

где  - коэффициент,учитывающий увеличение активного сопротивления кабеля. При приближенныхрасчетах значение коэффициента  допускается приниматьравным 1,5. При уточненных расчетах коэффициент  следует определять всоответствии с черт. 5-8 приложения 2 в зависимости от материалаи сечения жил кабеля, тока КЗ и продолжительности КЗ;

 - активное сопротивление кабеляпри температуре , равный плюс 20 °С, мОм.

2.5. Активное ииндуктивное сопротивления воздушных линий и проводов

Методика расчета параметроввоздушных линий и проводов приведена в приложении 3.

2.6. Активныесопротивления контактов и контактных соединений

Переходное сопротивлениеэлектрических контактов любого вида следует определять на основании данныхэкспериментов или с использованием расчетных методик. Данные о контактныхсоединениях приведены в приложении 4. При приближенном учетесопротивлений контактов принимают: rк = 0,1 мОм - для контактныхсоединений кабелей; rк = 0,01 мОм - дляшинопроводов; rк = 1,0 мОм - для коммутационных аппаратов.

2.7. Активные ииндуктивные сопротивления трансформаторов тока

При расчете токов КЗ вэлектроустановках напряжением до 1 кВ следует учитывать как индуктивные, так иактивные сопротивления первичных обмоток всех многовитковых измерительныхтрансформаторов тока, которые имеются в цепи КЗ. Значения активных ииндуктивных сопротивлений нулевой последовательности принимают равными значениямсопротивлений прямой последовательности. Параметры некоторых многовитковыхтрансформаторов тока приведены в приложении 5. Активным и индуктивнымсопротивлением одновитковых трансформаторов (на токи более 500 А) при расчетахтоков КЗ можно пренебречь.

2.8. Активные ииндуктивные сопротивления катушек автоматических выключателей

Расчеты токов КЗ вэлектроустановках напряжением до 1 кВ следует вести с учетом индуктивных иактивных сопротивлений катушек (расцепителей) максимального тока автоматическихвыключателей, принимая значения активных и индуктивных сопротивлений нулевойпоследовательности равными соответствующим сопротивлениям прямойпоследовательности. Значения сопротивлений катушек расцепителей и контактовнекоторых автоматических выключателей приведены в приложении 6.

2.9. Параметры автономных источниковэлектроэнергии и синхронных электродвигателей

При расчете начальногозначения периодической составляющей тока КЗ автономные источники, а такжесинхронные электродвигатели следует учитывать сверхпереходным сопротивлением попродольной оси ротора (), а при определении постоянной времени затуханияапериодической составляющей тока КЗ - индуктивным сопротивлением для токовобратной последовательности x2 и активным сопротивлениемобмотки статора r. При приближенных расчетах принимают:  = 0,15; x2 = ; r = 0,15.

2.10. Параметры асинхронных электродвигателей

При расчетах начальногозначения периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателейпоследние следует вводить в схему замещения сверхпереходным индуктивнымсопротивлением. При необходимости проведения уточненных расчетов следует такжеучитывать активное сопротивление статора. Их значения рекомендуется определять,как указано в приложении 7. При приближенных расчетах принимают:сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного двигателя  = 0,18; активное сопротивление статораасинхронного двигателя = 0,36.

2.11. Расчетные параметры комплексныхнагрузок

2.11.1. При расчете токов КЗот комплексных нагрузок следует учитывать их параметры прямой, обратной инулевой последовательностей. Рекомендуемые значения сопротивлений прямой (Z1) и обратной (Z2) последовательностейотдельных элементов комплексной нагрузки приведены в табл. 1.Значения модулей полных сопротивлений прямой (Z1НГ), обратной (Z2НГ) и нулевой (Z0НГ) последовательностейнекоторых узлов нагрузки в зависимости от их состава допускается определять,как указано в приложении 8.

Таблица 1

Параметры элементовкомплексной нагрузки

Потребители комплексной нагрузки

Обозначения на схемах

Cos jном

Значения сопротивлений, отн. ед.

Асинхронные электродвигатели

АД

0,8

0,07 + j 0,18

0,07 + j 0,18

Синхронные электродвигатели

СД

0,9

0,03 + j 0,16

0,03 + j 0,16

Лампы накаливания

ЛН

1,0

1,0

1,33

Газоразрядные источники света

ЛГ

0,85

0,86 + j 0,53

0,38 + j 0,24

Преобразователи

П

0,9

0,9 + j 0,44

1,66 + j 0,81

Электротермические установки

ЭУ

0,9

1 + j 0,49

0,4 + j 0,2

2.11.2. В приближенныхрасчетах для узлов, содержащих до 70 % асинхронных двигателей, допускаетсязначения модулей полных сопротивлений комплексной нагрузки принимать равными  =  = 0,4;  = 3,0.

2.12. Активное сопротивление дуги в месте КЗ

При определении минимальногозначения тока КЗ следует учитывать влияние на ток КЗ активного сопротивленияэлектрической дуги в месте КЗ.

Приближенные значенияактивного сопротивления дуги приведены в табл. 2.

Для других расчетных условийКЗ значения активного сопротивления дуги допускается рассчитывать, поприложению 9.

3. РАСЧЕТ НАЧАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙСОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ТРЕХФАЗНОГО КЗ

3.1. Методика расчетаначального действующего значения периодической составляющей тока КЗ вэлектроустановках до 1 кВ зависит от способа электроснабжения - отэнергосистемы или от автономного источника.

Таблица 2

Значения активногосопротивления дуги

Расчетные условия КЗ

Активное сопротивление дуги (rд), мОМ, при КЗ за трансформаторами мощностью, кВ×А

250

400

630

1000

1600

2500

КЗ вблизи выводов низшего напряжения трансформатора:

 

 

 

 

 

 

- в разделке кабелей напряжением:

 

 

 

 

 

 

0,4 кВ

15

10

7

5

4

3

0,525 кВ

14

8

6

4,5

3,5

2,5

0,69 кВ

12

7

5

4

3

2

- в шинопроводе типа ШМА напряжением:

 

 

 

 

 

 

0,4 кВ

-

-

-

6

4

3

0,525 кВ

-

-

-

5

3,5

2,5

0,69 кВ

-

-

-

4

3

2

КЗ в конце шинопровода типа ШМА длиной 100 - 150 м

 

 

 

 

 

 

напряжением:

 

 

 

 

 

 

0,4 кВ

-

-

-

6-8

5-7

4-6

0,525 кВ

-

-

-

5-7

4-6

3-5

0,69 кВ

-

-

-

4-6

3-5

2-4

3.2. При электроснабженииэлектроустановки от энергосистемы через понижающий трансформатор начальноедействующее значение периодической составляющей трехфазного тока КЗ (Iпо) в килоамперах без учетаподпитки от электродвигателей рассчитывают по формуле

                                                    (8)

где Uср.НН - среднее номинальноенапряжение сети, в которой произошло короткое замыкание, В;

,  - соответственносуммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямойпоследовательности цепи КЗ, мОм. Эти сопротивления равны:

где rт и xт -активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающеготрансформатора, мОм;

rТА и xТА - активное и индуктивноесопротивления первичных обмоток трансформаторов тока, мОм;

хс - эквивалентное индуктивноесопротивление системы до понижающего трансформатора, мОм, приведенное к ступенинизшего напряжения;

rр - активное и индуктивноесопротивления реакторов, мОм;

rкв и xкв - активное и индуктивноесопротивления токовых катушек автоматических выключателей, мОм;

rш и xш - активное и индуктивноесопротивления шинопроводов, мОм;

rк - суммарное активноесопротивление различных контактов, мОм;

r1кб, rвл и x1кб, xвл- активные ииндуктивные сопротивления прямой последовательности кабельных и воздушныхлиний, мОм;

rд - активное сопротивление дуги в месте КЗ, мОм, принимаемое по даннымтабл. 2или рассчитываемое как указано в приложении 9, в зависимости от условийКЗ.

3.3.Если электроснабжение электроустановки осуществляется от энергосистемы черезпонижающий трансформатор и вблизи места КЗ имеются синхронные и асинхронныеэлектродвигатели или комплексная нагрузка, то начальное действующее значениепериодической составляющей тока КЗ с учетом подпитки от электродвигателей иликомплексной нагрузки следует определять как сумму токов от энергосистемы (см.п. 3.2) и от электродвигателей иликомплексной нагрузки.

Начальное действующеезначение периодической составляющей тока КЗ от синхронных электродвигателей (IпоСД) в килоамперах рассчитываютпо формуле

                                        (9)

где  - сверхпереходная ЭДСсинхронного электродвигателя (фазное значение), В;

 и rСД - соответственносверхпереходное индуктивное и активное сопротивления электродвигателя, мОм;

значения этих сопротивленийдопускается определять как указано в п. 2.9;

 и  - суммарное индуктивное исуммарное активное сопротивления прямой последовательности цепи, включенноймежду электродвигателем и точкой КЗ, мОм.

Для синхронныхэлектродвигателей, которые до КЗ работали с перевозбуждением, сверхпереходнуюЭДС () в вольтах рассчитывают по формуле

                      (10)

где  - фазное напряжениена выводах электродвигателя в момент, предшествующий КЗ, В;

 - ток статора в момент, предшествующий КЗ, А;

 - угол сдвига фаз напряжения и тока в момент,предшествующий КЗ, град, эл.;

 - сверхпереходное сопротивление по продольнойоси синхронного электродвигателя, мОм.

Для синхронныхэлектродвигателей, работавших до КЗ с недовозбуждением, сверхпереходную ЭДС () в вольтах рассчитывают по формуле

                       (11)

Начальное действующеезначение периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей (IпоАД) в килоамперах рассчитываютпо формуле

                                     (12)

где  и rАД - соответственносверхпереходное индуктивное и активное сопротивления электродвигателя, мОм;значения этих сопротивлений допускается определять, как указано в п. 2.10;

 - сверхпереходная ЭДСасинхронного электродвигателя, которую можно рассчитать по формуле

                 (13)

При необходимости учетакомплексной нагрузки соответствующее начальное действующее значениепериодической составляющей тока КЗ следует рассчитывать, как указано вприложении 10.

3.4. Вэлектроустановках с автономными источниками электроэнергии начальноедействующее значение периодической составляющей тока КЗ без учета подпитки отэлектродвигателей (Iпо) в килоамперах рассчитывают по формуле

                                                         (14)

где  и  - соответственно суммарноеактивное и суммарное индуктивное сопротивления цепи КЗ, мОм. Эти сопротивленияравны:

где  - эквивалентнаясверхпереходная ЭДС (фазное значение), В; значение этой ЭДС следуетрассчитывать так же, как и для синхронных электродвигателей (см. п. 3.3).

3.5. При необходимости учетасинхронных и асинхронных электродвигателей или комплексной нагрузки вавтономной электрической системе начальное действующее значение периодическойсоставляющей тока КЗ следует определять как сумму токов от автономныхисточников (см. п. 3.4) и от электродвигателей или комплекснойнагрузки (см. п. 3.3).

3.6.При необходимости учета влияния на ток КЗ активного сопротивления электрическойдуги рекомендуется использовать указания приложения 9 (п. 4).

4. РАСЧЕТАПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ

4.1. Наибольшее начальноезначение апериодической составляющей тока КЗ (ia0)в общем случае считают равным амплитуде периодической составляющей тока вначальный момент КЗ

                                                           (15)

4.2. Врадиальных сетях апериодическую составляющую тока КЗ в произвольный моментвремени (iat) рассчитывают по формуле

                                                         (16)

где t - время, с;

Та - постоянная временизатухания апериодической составляющей тока КЗ с, равная

                                                            (17)

где  и  - результирующие индуктивное иактивное сопротивления цепи КЗ, мОм;

wс - синхронная угловаячастота напряжения сети, рад/с.

При определении  и  синхронныегенераторы, синхронные и асинхронные электродвигатели должны быть введены всхему замещения в соответствии с требованиями пп. 2.9 и 2.10.

Комплексная нагрузка должнабыть введена в схему замещения в соответствии с требованиями разд. 2.

4.3. Если точка КЗ делитрасчетную схему на радиальные, независимые друг от друга ветви, тоапериодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент времени следует определятькак сумму апериодических составляющих токов отдельных ветвей по формуле

                                                   (18)

где т - числонезависимых ветвей схемы;

ia0i - начальное значениеапериодической составляющей тока КЗ в i-й ветви, кА.

5. РАСЧЕТ УДАРНОГО ТОКА КЗ

5.1. Ударный ток трехфазногоКЗ (iуд) в электроустановках с одним источником энергии(энергосистема или автономный источник) рассчитывают по формуле

,                          (19)

где  - ударныйкоэффициент, который может быть определен по кривым черт. 1;

Та - постоянная временизатухания апериодической составляющей тока КЗ (см. п. 4.2);

jк - угол сдвига по фазенапряжения или ЭДС источника и периодической составляющей тока КЗ, которыйрассчитывают по формуле

tуд - время от начала КЗ допоявления ударного тока, с, равное

Кривые зависимости ударногокоэффициента Куд от отношений r/х и x/r

x - индуктивное сопротивление цепи КЗ, r - активное сопротивление цепи КЗ

Черт. 1

5.2. При расчете ударноготока КЗ на выводах автономных источников, а также синхронных и асинхронныхэлектродвигателей допускается считать, что:

ударный ток наступает через0,01 с после начала КЗ;

амплитуда периодическойсоставляющей тока КЗ в момент времени t = 0,01 с равна амплитудеэтой составляющей в начальный момент КЗ.

5.3. Ударный ток отасинхронного электродвигателя (iуд.АД) в килоамперах рассчитываютс учетом затухания амплитуды периодической составляющей тока КЗ по формуле

                                        (20)

где Тр- расчетная постоянная времени затухания периодической составляющей токастатора, с;

Та - постоянная временизатухания апериодической составляющей тока статора, с.

При этом Три Та допускается рассчитывать по формулам

где wc - синхронная угловаячастота, рад/с;

r1 и  - соответственноактивное сопротивление статора и активное сопротивление ротора, приведенное кстатору, которые допускается рассчитывать, как указано в приложении 7.

5.4. Если точка КЗ делитрасчетную схему на радиальные, не зависимые друг от друга ветви, то ударный токКЗ (iyд) определяют как сумму ударныхтоков отдельных ветвей по формуле

                                                 (21)

где т - число независимых ветвей схемы;

Тпоi- начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в i-йветви, кА;

tудi - время появления ударного тока в i-йветви, с;

Таi -постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ в i-йветви, с.

6. РАСЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗОТ АВТОНОМНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ПРОИЗВОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ

6.1. В сложных автономныхсистемах расчет периодической составляющей тока КЗ от источников электроэнергии(синхронных генераторов) в произвольный момент времени следует выполнять путемрешения соответствующей системы дифференциальных уравнений переходных процессовс использованием ЭВМ.

Изменение периодической составляющейтока КЗ от синхронной машины

Черт. 2

6.2. В приближенных расчетахдля определения действующего значения периодической составляющей тока КЗ впроизвольный момент времени от автономных источников при радиальной схемеприменяют кривые, приведенные на черт. 2. Расчетные кривые характеризуютизменение этой составляющей во времени при разных удаленностях точки КЗ.Значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времениотнесены к начальному значению этой составляющей, т.е.

Удаленность точки КЗ отсинхронной машины () характеризуется отношением действующего значения периодическойсоставляющей тока этой машины в начальный момент КЗ к ее номинальному току,т.е.

Действующее значениепериодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от синхронноймашины (или нескольких однотипных синхронных машин, находящихся в одинаковыхусловиях по отношению к точке КЗ) (Iпt),следует определять по формуле

                                                       (22)

причем при нескольких машинах под номинальным токомследует понимать сумму номинальных токов всех машин.

7. РАСЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗОТ СИНХРОННЫХ И АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ В ПРОИЗВОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ

7.1. Точный расчетпериодической составляющей тока КЗ от синхронных и асинхронныхэлектродвигателей в произвольный момент времени следует выполнять путем решениясистемы дифференциальных уравнений переходных процессов.

7.2. При приближенныхрасчетах для определения действующего значения периодической составляющей токаКЗ от синхронных электродвигателей в произвольный момент времени при радиальнойсхеме используют типовые кривые, приведенные на черт. 2.

7.3. При приближенныхрасчетах для определения действующего значения периодической составляющей токаКЗ от асинхронных электродвигателей в произвольный момент времени прирадиальной схеме используют кривые, приведенные на черт. 3.Значения периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времениотнесены к начальному значению этой составляющей, т.е.

Удаленность точки КЗ отасинхронного электродвигателя характеризуется отношением действующего значенияпериодической составляющей тока этого электродвигателя в начальный момент КЗ кего номинальному току

Действующее значениепериодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от асинхронногоэлектродвигателя ()(или нескольких асинхронных электродвигателей, находящихся в одинаковыхусловиях по отношению к точке КЗ) рассчитывают по формуле

                                                        (23)

Изменение периодическойсоставляющей тока КЗ от асинхронных двигателей

Черт. 3

8. РАСЧЕТ ТОКОВНЕСИММЕТРИЧНЫХ КЗ

8.1 Составление схемзамещения

8.1.1. Расчет токовнесимметричных КЗ выполняют с использованием метода симметричных составляющих.При этом предварительно необходимо составить схемы замещения прямой, обратной инулевой последовательностей.

8.1.2. В схему замещенияпрямой последовательности должны быть введены все элементы расчетной схемы,причем при расчете начального значения тока несимметричного КЗ автономные источники,синхронные и асинхронные электродвигатели, а также комплексная нагрузка должныбыть введены сверхпереходными ЭДС и сверхпереходными сопротивлениями.

Схема замещения обратнойпоследовательности также должна включать все элементы расчетной схемы. При этомЭДС обратной последовательности синхронных и асинхронных машин, а такжекомплексной нагрузки, следует принимать равными нулю. Сопротивление обратнойпоследовательности синхронных машин следует принимать по данным каталога,асинхронных машин - принимать равным сверхпереходному сопротивлению, акомплексных нагрузок - в соответствии с табл. 1.

Сопротивление обратнойпоследовательности трансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линийследует принимать равным сопротивлению прямой последовательности.

8.2. Расчет тоководнофазного КЗ

8.2.1.Если электроснабжение электроустановки напряжением до 1 кВ осуществляется отэнергосистемы через понижающий трансформатор, то начальное значениепериодической составляющей тока однофазного КЗ от системы () в килоамперах рассчитывают по формуле

                                     (24)

где  и  определяют всоответствии с п. 3.2 настоящего стандарта;

 и  - суммарное активноеи суммарное индуктивное сопротивления нулевой последовательности расчетнойсхемы относительно точки КЗ, мОм. Эти сопротивления равны:

где r и x - активное и индуктивноесопротивления нулевой последовательности понижающего трансформатора;

r и x - активное и индуктивноесопротивления нулевой последовательности шинопровода;

r0кб и x0кб - активное и индуктивноесопротивления нулевой последовательности кабеля;

r0вл и x0вл - активное и индуктивноесопротивления нулевой последовательности воздушной линии (r0вл = r1вл, x0вл » 3x1вл).

8.2.2.В электроустановках с автономными источниками энергии начальное значениепериодической составляющей тока однофазного КЗ () в килоамперах рассчитывают по формуле

                                     (25)

где  - эквивалентнаясверхпереходная ЭДС автономных источников, В, которую определяют в соответствиис п. 3.4.

Значения  и  определяют всоответствии с п. 3.4, а  и  - по п. 8.2.1.

8.2.3. Начальное значениепериодической составляющей тока однофазного КЗ с учетом синхронных иасинхронных электродвигателей в килоамперах рассчитывают, как указано в п. 8.2.2.

8.2.4. При необходимостиопределения периодической составляющей тока однофазного КЗ в произвольныймомент времени применяют методы расчета, приведенные в разд. 2, 6 и 7.

8.3. Расчет токовдвухфазного КЗ

8.3.1. При электроснабженииэлектроустановок напряжением до 1 кВ от энергосистемы через понижающийтрансформатор начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ() в килоамперах рассчитывают по формуле

                                                        (26)

где

8.3.2. В электроустановках савтономными источниками энергии начальное значение периодической составляющейтока двухфазного КЗ () в килоамперах рассчитывают по формуле

                                                        (27)

8.3.3.Начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ с учетомасинхронных электродвигателей ()в килоамперах рассчитывают по формуле

                                                     (28)

где  - эквивалентная ЭДСасинхронных электродвигателей и источника электроэнергии, В;

 и  - суммарные активноеи индуктивное сопротивления относительно точки КЗ (с учетом параметровасинхронных электродвигателей), мОм

8.3.4. Начальное действующеезначение периодической составляющей тока двухфазного КЗ с учетом синхронныхэлектродвигателей в килоамперах определяют, как указано в п 8.3.3.

8.3.5. При необходимостиопределения периодической составляющей тока двухфазного КЗ в произвольныймомент времени применяют методы расчета, приведенные в разд. 6 и 7.

ПРИЛОЖЕНИЕ1

Рекомендуемое

РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЙ ШИНОПРОВОДОВ

1. Необходимые для расчетовтоков КЗ параметры шинопроводов могут быть взяты из нормативно-техническойдокументации или получены расчетным методом. Параметры шинопроводов серии ШМА иШРА даны в табл. 3.

Активное сопротивление однойфазы шинопровода (rш) в миллиомах при температуреJ рассчитывают по формуле

                                    (29)

где  - удельноесопротивление материала шины при нормированной температуре , Ом×мм2/м;

 - нормированная температура, при которойзадано удельное сопротивление, °С;

l -длина шины одной фазы, м;

s -сечение шины, мм2;

Т - постоянная, зависящая отматериала проводника, °С: для твердотянутой меди Т= 242 °С, для отожженной меди Т = 234 °С;для алюминия Т = 236 °С;

Кд - коэффициент добавочныхпотерь, учитывающий влияние поверхностного эффекта, эффекта близости, а такжедобавочных потерь от расположенных вблизи металлических элементов.

Значение коэффициентадобавочных потерь можно оценить, исходя из результатов экспериментальныхисследований токопроводов аналогичных конструкций или рассчитать(приблизительно) по формуле

где КJ - коэффициент, учитывающий изменение температуры шины (значения КJ приведены в приложении 3);

Кб - коэффициент близости;

Kпэ - коэффициент поверхностногоэффекта.

Таблица 3

Параметры комплектныхшинопроводов

Тип шинопровода

Номинальное напряжение, кВ

Номинальный ток, А

Сопротивление фазы, мОм/м

Сопротивление нулевого проводника, мОм/м

 

r1

x1

rнп

xнп

 

ШМА4-1250

0,38/0,66

1250

0,034

0,016

0,054

0,053

 

ШМА4-1650

0,38/0,66

1600

0,030

0,014

0,037

0,042

 

ШМА4-3200

0,38/0,66

3200

0,010

0,005

0,064

0,035

 

ШМА68П

0,38/0,66

2500

0,020

0,020

0,070

0,045

 

ШМА68П

0,38/0,66

4000

0,013

0,015

0,070

0,045

 

ШРА73

0,38

250

0,210

0,210

0,120

0,210

 

ШРА73

0,38

400

0,150

0,170

0,162

0,164

 

ШРА73

0,38

630

0,1

0,13

0,162

0,164

 

Значения коэффициентов Кби Кпэ для медных и алюминиевых шин зависят от размеровпоперечного сечения, расположения и числа шин. Для одиночных шин прямоугольногосечения, имеющих размеры 25´3 - 100´10 мм, при расположении шин «на ребро» значения коэффициента Кпэсоставляют 1,02 - 1,1. Значения коэффициента Кпэ для пакетовшин допускается принимать как для одиночных шин.

Коэффициент добавочных потерьКд для алюминиевых шин сечением 100´10 мм2 в зависимости от числа шин п должен иметьследующие значения: при п = 1 Кд»1,18; при п = 2 Кд»1,25; при п =3 Кд» 1,6; при п = 4 Кд» 1,72.

При прокладке шинопровода вгалерее или туннеле коэффициент добавочных потерь следует брать на 0,25 больше,чем при его прокладке на открытом воздухе.

2. Индуктивное сопротивлениепрямой последовательности фазы шинопровода (x) в миллиомах на метррассчитывают по формуле

                                                      (30)

где d - расстояние между шинами,м;

g0 -среднее геометрическое расстояние, м, рассчитываемое по одной из приведенныхниже формул:

1) для шины прямоугольногосечения

g0 = 0,22 (b + h),

где b и h -размеры сторон прямоугольника;

2) для шины квадратногосечения

g0 = 0,45 b,

где b - размер стороны квадрата;

3) для трубчатой шиныквадратичного сечения

g0 = 0,58 Свш,

где bвш - размер наружной (внешней)стороны квадратного сечения;

С - коэффициент, значениякоторого должны соответствовать приведенным в табл. 4.

Таблица 4

Значения коэффициента С

Среднее геометрическоерасстояние g0 для пакета шин можно рассчитать по следующимформулам:

1) для двухполосного пакета:

где b и h -соответственно толщина и ширина одной полосы шины (см. черт. 4), мм;

d - расстояние между продольными осями (центрами масс) сечений шин пакета(см. черт. 4),мм;

k - коэффициент, зависящий от отношения d12/h, его определяют по кривой,приведенной на черт. 4;

2) для трехполосного пакета

где d12, d23 и d13 - расстояния между центрамимасс сечений соответствующих шин пакета,

k12, k23 и k13 - коэффициенты, зависящие ототношения d12/h, d23/h, d13/h и определяемые по кривой,приведенной на черт. 4.

Значения среднихгеометрических расстояний (g0) наиболее употребляемыхпакетов шин с зазорами между шинами, равными толщине шины, должнысоответствовать приведенным в табл. 5.

Коэффициент k для определения среднего геометрического расстояния между шинамипрямоугольного сечения

Черт. 4

Таблица 5

Значения g0 некоторых пакетов шин

Сечение пакета, мм2

g0, см

2(80´10)

1,53

2(100´10)

3,0

2(120´10)

3,45

3(80´10)

2,99

3(100´10)

3,50

3(120´10)

3,95

3. В качестве допустимой(расчетной) температуры нагрева шинопровода в продолжительном режиме следуетпринимать J = 70 °С.

4. Активное и индуктивноесопротивления нулевой последовательности фазы шинопровода (rош и xош) в миллиомах на метрпринимают (ориентировочно)

rош = r + 3 rип;

xош = (0,75¸9,4) x.

ПРИЛОЖЕНИЕ2

Справочное

АКТИВНЫЕ И ИНДУКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КАБЕЛЕЙ

Таблица 6

Параметры кабеля салюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке

Сечение кабеля, мм2

Сопротивление трехжильного кабеля в алюминиевой оболочке, мОм/м

r1 = r2

x1 = x2

r0

x0

3´4

9,61

0,092

10,95

0,579

3´6

6,41

0,087

7,69

0,523

3´10

3,84

0,082

5,04

0,461

3´16

2,4

0,078

3,52

0,406

3´25

1,54

0,062

2,63

0,359

3´35

1,1

0,061

2,07

0,298

3´50

0,769

0,06

1,64

0,257

3´70

0,549

0,059

1,31

0,211

3´95

0,405

0,057

1,06

0,174

3´120

0,32

0,057

0,92

0,157

3´150

0,256

0,056

0,78

0,135

3´185

0,208

0,056

0,66

0,122

3´240

0,16

0,055

0,553

0,107

Таблица 7

Параметры кабеля салюминиевыми жилами в свинцовой оболочке

Сечение кабеля, мм2

Сопротивление трехжильного кабеля в свинцовой оболочке, мОм/м

r1 = r2

x1 = x2

rс

x0

3´4

9,61

0,092

11,6

1,24

3´6

6,41

0,087

8,38

1,2

3´10

3,84

0,082

5,78

1,16

3´16

2,4

0,078

4,32

1,12

3´25

1,54

0,062

3,44

1,07

3´35

1,1

0,061

2,96

1,01

3´50

0,769

0,06

2,6

0,963

3´70

0,549

0,059

2,31

0,884

3´95

0,405

0,057

2,1

0,793

3´120

0,32

0,057

1,96

0,742

3´150

0,256

0,056

1,82

0,671

3´185

0,208

0,056

1,69

0,606

3´240

0,16

0,055

1,55

0,535

Таблица 8

Параметры кабеля салюминиевыми жилами в непроводящей оболочке

Сечение кабеля, мм2

Сопротивление трехжильного кабеля в непроводящей оболочке, мОм/м

r1 = r2

x1 = x2

r0

x0

3´4

9,61

0,092

11,7

2,31

3´6

6,41

0,087

8,51

2,274

3´10

3,84

0,082

5,94

2,24

3´16

2,4

0,078

4,5

2,2

3´25

1,54

0,062

3,64

2,17

3´35

1,1

0,061

3,3

2,14

3´50

0,769

0,06

2,869

2,08

3´70

0,549

0,059

2,649

2,07

3´95

0,405

0,057

2,505

2,05

3´120

0,32

0,057

2,42

2,03

3´150

0,256

0,056

2,36

2,0

Таблица 9

Параметры кабеля с алюминиевымижилами в алюминиевой оболочке

Сечение кабеля, мм2

Сопротивление четырехжильного кабеля в алюминиевой оболочке, мОм/м

r1 = r2

x1 = x2

rс

x0

3´4 + 1´2,5

9,61

0,098

10,87

0,57

3´6 + 1´4

6,41

0,094

7,6

0,463

3´10 + 1´6

3,84

0,088

4,94

0,401

3´16 + 1´10

2,4

0,084

3,39

0,336

3´25 + 1´16

1,54

0,072

2,41

0,256

3´35 + 1´16

1,1

0,068

1,94

0,232

3´50 + 1´25

0,769

0,066

1,44

0,179

3´70 + 1´35

0,549

0,065

1,11

0,145

3´95 + 1´50

0,405

0,064

0,887

0,124

Таблица 10

Параметры кабеля салюминиевыми жилами в свинцовой оболочке

Сечение кабеля, мм2

Сопротивление четырехжильного кабеля в свинцовой оболочке, мОм/м

r1 = r2

x1 = x2

r0

x0

3´4 + 1´2,5

9,61

0,098

11,52

1,13

3´6 + 1´4

6,41

0,094

8,28

1,05

3´10 + 1´6

3,84

0,088

5,63

0,966

3´16 + 1´10

2,4

0,084

4,09

0,831

3´25 + 1´16

1,54

0,072

3,08

0,668

3´35 + 1´16

1,1

0,068

2,63

0,647

3´50 + 1´25

0,769

0,066

2,1

0,5

3´70 + 1´35

0,549

0,065

1,71

0,393

3´95 + 1´50

0,405

0,064

1,39

0,317

3´120 + 1´50

0,32

0,064

1,27

0,301

3´150 + 1´70

0,256

0,063

1,05

0,248

3´185 + 1´70

0,208

0,063

0,989

0,244

Таблица 11

Параметры кабеля салюминиевыми жилами в непроводящей оболочке

Сечение кабеля, мм2

Сопротивление четырехжильного кабеля в непроводящей оболочке, мОм/м

r1 = r2

x1 = x2

r0

x0

3´4 + 1´2,5

9,61

0,098

11,71

2,11

3´6 + 1´4

6,41

0,094

8,71

1,968

3´10 + 1´6

3,84

0,088

5,9

1,811

3´16 + 1´10

2,4

0,084

4,39

1,558

3´25 + 1´16

1,54

0,072

3,42

1,258

3´35 + 1´16

1,1

0,068

2,97

1,241

3´50 + 1´25

0,769

0,066

2,449

0,949

3´70 + 1´35

0,549

0,065

2,039

0,741

3´95 + 1´50

0,405

0,064

1,665

0,559

3´120 + 1´50

0,32

0,064

1,54

0,545

3´150 + 1´70

0,256

0,063

1,276

0,43

Таблица 12

Параметры кабеля с меднымижилами в стальной оболочке *

Сечение токопроводящей жилы, мм2

Сопротивление трехжильного кабеля, мОм/м, при температуре жилы 65 °С

r1 = r2

x1 = x2

r0

x0

3´6

3,54

0,094

4,07

1,69

3´10

2,13

0,088

2,66

1,65

3´16

1,33

0,082

1,86

1,61

3´25

0,85

0,082

1,38

1,57

3´35

0,61

0,079

1,14

1,54

3´50

0,43

0,078

0,96

1,51

3´70

0,3

0,065

0,83

1,48

3´95

0,22

0,064

0,75

1,45

3´120

0,18

0,062

0,71

1,43

3´150

0,14

0,061

0,67

1,41

3´185

0,115

0,061

0,65

1,39

3´240

0,089

0,06

0,62

1,36

* Заземление выполнено медным проводомсечением 120 мм2.

Таблица 13

Параметры кабеля с меднымижилами в стальной оболочке

Сечение токопроводящей жилы, мм2

Сопротивление четырехжильного кабеля, мОм/м, при температуре жилы 65 °С

r1 = r2

x1 = x2

r0

x0

3´6 + 1´4

3,54

0,1

4,19

1,55

3´10 + 1´6

2,13

0,095

2,82

1,46

3´16 + 1´10

1,33

0,09

2,07

1,31

3´25 + 1´16

0,85

0,089

1,63

1,11

3´35 + 1´16

0,61

0,086

1,37

1,09

3´50 + 1´25

0,43

0,086

1,18

0,88

3´70 + 1´25

3´70 + 1´35

0,3

0,073

0,074

1,05

1,01

0,851

0,654

3´95 + 1´35

3´95 + 1´50

0,22

0,072

0,92

0,84

0,69

0,54

3´120 + 1´35

 

 

0,88

0,68

3´120 + 1´70

0,18

0,07

0,7

0,47

3´150 + 1´50

 

 

0,74

0,54

3´150 + 1´70

0,14

0,07

0,66

0,42

3´185 + 1´50

 

 

0,7

0,54

3´185 + 1´95

0,115

0,069

0,54

0,34

Таблица 14

Параметры кабеля с меднымижилами в стальной оболочке

Сечение токопроводящей жилы, мм2

Сопротивление четырехжильного кабеля, мОм/м, при температуре жилы 65 °С

r1 = r2

x1 = x2

r0

x0

4´6

3,54

0,1

4,24

1,49

4´10

2,13

0,095

2,88

1,34

4´16

1,33

0,09

2,12

1,14

4´25

0,86

0,089

1,63

0,91

4´35

0,61

0,086

1,33

0,74

4´50

0,43

0,086

1,05

0,58

4´70

0,3

0,073

0,85

0,42

4´95

0,22

0,072

0,66

0,35

4´120

0,18

0,07

0,54

0,31

4´150

0,14

0,07

0,45

0,28

4´185

0,115

0,069

0,37

0,27

УВЕЛИЧЕНИЕ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯКАБЕЛЕЙ

Значения коэффициента,учитывающего увеличение активного сопротивления медного кабеля при нагреве еготоком КЗ, определяют в зависимости от сечения кабеля, тока КЗ ипродолжительности КЗ по кривым, приведенным на черт. 5 или 6, а алюминиевого кабеля - покривым, приведенным на черт. 7 или 8.

Данные, указанные на черт. 5-8,получены при следующих расчетных условиях: КЗ происходит в радиальной схеме,содержащей ветвь (трансформатор, кабель) с источником неизменной по амплитудеЭДС;

температура кабеля изменяетсяот Jнач = 20 °Сдо Jдоп.к = 200 °С,

продолжительность КЗ (tоткл) составляет 0,2; 0,6; 1,0;1,5 с.

Температуру нагрева кабеляопределяют с помощью уравнения нагрева однородного проводника приадиабатическом процессе, преобразованного к виду

где Iпt- ток КЗ к моменту времени t, кА;

rJ и rJнорм- удельные сопротивления, Ом×м, материала кабеля притемпературе J и начальной нормированнойтемпературе Jнорм;

s -сечение кабеля, мм2;

l- плотность материала проводника, кг/м3;

g -ускорение силы тяжести, м/с2;

с0 - удельная теплоемкостьматериала кабеля при температуре J0 = Jнач= Jнорм, Дж/(кг×К);

b- температурный коэффициент теплоемкости, 1/К,

a- температурный коэффициент удельного сопротивления, 1/К.

Зависимости коэффициентаувеличения активного сопротивления кабелей разных сечений с медными жилами оттока КЗ при продолжительностях КЗ 0,2 с (сплошные линии) и 0,6 с (пунктирныелинии)

Черт. 5

Зависимости коэффициентаувеличения активного сопротивления кабелей разных сечений с медными жилами оттока КЗ при продолжительностях КЗ 1,0 с (сплошные линии) и 1,5 с (пунктирныелинии)

Черт. 6

Зависимости коэффициентаувеличения активного сопротивления кабелей разных сечений с алюминиевыми жиламиот тока КЗ при продолжительностях КЗ 0,2 с (сплошные линии) и 0,6 с (пунктирныелинии)

Черт. 7

Зависимость коэффициентаувеличения активного сопротивления кабелей с алюминиевыми жилами от тока КЗ припродолжительностях КЗ 1,5 с (сплошные линии) и 1,0 с (пунктирные линии)

Черт. 8

Изменение удельногосопротивления материала кабеля при повышении температуры определяют повыражению

где

ПРИЛОЖЕНИЕ3

Рекомендуемое

РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДОВ, ПРОЛОЖЕННЫХОТКРЫТО НА ИЗОЛЯТОРАХ, И ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

1. Расчетное сопротивлениепроводов

1.1. Активное сопротивлениепрямой последовательности одной фазы проводника (r) в миллиомах рассчитывают поформуле

                                            (31)

где сJ - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления с повышениемтемпературы (см. приложение 2). В качестве расчетной температуры нагревадля проводов с резиновой и пластмассовой изоляцией принимают J= 65 °С;

Кс = 1,02 - коэффициент, учитывающийувеличение сопротивления многопроволочных жил проводов и кабелей вследствиескрутки. Для однопроволочных проводов Кс = 1,0;

Кпэ - коэффициент поверхностногоэффекта при переменном токе. Для медных и алюминиевых проводов коэффициентпринимают равным единице;

 - удельное сопротивление проводапри J = 20 °С. Для медных проводов  - 0,0178 Ом×мм2/м, для алюминиевых проводов  - 0,02994 Ом×мм2/м;

s -сечение проводника, мм2;

l -длина проводника, м

1.2. Индуктивноесопротивление прямой последовательности (x) одной фазы провода круглогосечения в миллиомах на метр рассчитывают по формуле

                                                    (32)

где а - расстояние между проводниками, м;

Rп - радиус проводника, м.

1.3. Если фазный и нулевойпроводники выполнены из круглых проводов одинакового сечения и проложеныпараллельно, то индуктивное сопротивление цепи фаза - нуль (xф-н)в миллиомах на метр рассчитывают по формуле

                                                   (33)

При прямоугольной форме сечениянулевого проводника сопротивление цепи фаза - нуль определяют по сечениюфазного проводника.

1.4. Активное и индуктивноесопротивления нулевой последовательности воздушных линий, имеющих нулевойпровод с повторным заземлением, зависят от числа заземлений и коэффициентасезонности.

При определении активного ииндуктивного сопротивлений петли фазный провод - нулевой провод (rф-н, хф-н) используютсоответственно формулы 31 и 33 или расчетные данные,приведенные в табл. 15. Активное и индуктивное сопротивления петли спромежуточными заземлениями определяют умножением расчетных сопротивлений насоответствующие поправочные коэффициенты КRи Кx в зависимости от числа промежуточных заземлений (т),черт. 9,и на коэффициент сезонности Кс3 (табл. 16).Значения коэффициента КR на рис. 9а даныпри разных сечениях проводов петли - фазного (указаны в числителе) и нулевого(указаны в знаменателе), а Кх на рис. 9б - при разныхсечениях нулевого и любых сечениях фазного провода.

Поправочные коэффициенты (КR и Кx) к активному ииндуктивному сопротивлениям петли «фазовый провод - нулевой провод воздушнойлинии»

Примечания:

1. На верхнем рисунке справа от кривых данысечения проводов петли: в числителе - фазового провода, в знаменателе -нулевого провода.

2. На нижнем рисунке справа от кривых данысечения нулевых проводов петли. Эти кривые можно с достаточной точностьюиспользовать при всех возможных сочетаниях сечений фазового и нулевогопроводов.

Черт. 9

Таблица 15

Значения сопротивления петли«фазный провод - нулевой провод» без учета заземляющих устройств

Сечение фазного провода, мм2

Активное (в числителе) и индуктивное (в знаменателе) сопротивления петли, мОм, при сечении нулевого провода, мм2

16

25

35

50

70

16

3,68

0,68

-

-

-

-

25

2,98

0,67

2,28

0,66

-

-

-

35

-

1,99

0,65

1,70

0,64

-

-

50

-

1,73

0,64

1,44

0,63

1,18

0,62

-

70

-

-

1,27

0,62

1,01

0,61

0,84

0,60

Таблица 16

Признаки климатических зон изначения сезонного коэффициента

Данные, характеризующие климатические зоны, и тип применяемых электродов

Климатические зоны

1

2

3

4

1. Климатические признаки зон

1. Средняя многолетняя температура (январь), °С

(-15)-(-20)

(-10)-(-14)

0-(-10)

0-(+15)

2. Средняя многолетняя высшая температура (июль), °С

(+16)-(+18)

(+18)-(+22)

(+22)-(+24)

(+24)-(+26)

3. Продолжительность замерзания вод, сут.

170-190

150

100

0

2. Значение коэффициента Ксз

4. Вертикальные электроды длиной 3 м при глубине заложения их вершины 0,7-0,8 м

0,61

0,67

0,77

0,91

5. То же, при длине электродов 5 м

0,74

0,80

0,87

0,91

6. То же, для горизонтальных электродов длиной 10 м при глубине заложения 0,7-0,8 м

0,18

0,28

0,4

0,67

* Сезонный коэффициент определяет снижениесопротивления по сравнению с максимальным сопротивлением в сезон промерзанияили высыхания.

ПРИЛОЖЕНИЕ4

Рекомендуемое

РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТАКТОВ И КОНТАКТНЫХСОЕДИНЕНИЙ

Значения переходныхсопротивлений контактных соединений кабелей, разъемных контактов коммутационныхаппаратов и шинопроводов в миллиомах приведены соответственно в табл. 17-19.

Таблица 17

Сопротивления контактныхсоединений кабелей

Сечение алюминиевого кабеля, мм2

16

25

35

50

70

95

120

150

240

Сопротивление, мОм

0,085

0,064

0,056

0,043

0,029

0,027

0,024

0,021

0,012

Таблица 18

Сопротивления контактныхсоединений шинопроводов

Номинальный ток, А

250

400

630

1600

2500

4000

Серия шинопроводов

ШРА-73

ШРА-73

ШРА-73

ШМА-73

ШМА-68Н

ШМА-68Н

Сопротивление контактного соединения, мОм

0,009

0,006

0,004

0,003

0,002

0,001

Таблица 19

Приближенные значениясопротивлений разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ

Номинальный ток аппарата, А

Активное сопротивление, мОм, разъемных соединений

автоматического выключателя

рубильника

разъединителя

50

1,30

-

-

70

1,00

-

-

100

0,75

0,50

-

150

0,65

-

-

200

0,60

0,40

-

400

0,40

0,20

0,20

600

0,25

0,15

0,15

1000

0,12

0,08

0,08

3000

-

-

-

ПРИЛОЖЕНИЕ5

Справочное

ПАРАМЕТРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

При отсутствии данныхизготовителя об индуктивных (xТА) и активных (rТА) сопротивлениях измерительныхтрансформаторов тока допускается использовать значения, приведенные в табл. 20.

Таблица 20

Сопротивления первичныхобмоток многовитковых трансформаторов тока

Коэффициент трансформации трансформатора тока

Сопротивление первичной обмотки многовиткового трансформатора, мОм, класса точности

1

3

xТА

rТА

xТА

rТА

20/5

67

42

17

19

30/5

30

20

8

8,2

40/5

17

11

4,2

4,8

50/5

11

7

2,8

3

75/5

4,8

3

1,2

1,3

100/5

2,7

1,7

0,7

0,75

150/5

1,2

0,75

0,3

0,33

200/5

0,67

0,42

0,17

0,19

300/5

0,3

0,2

0,08

0,088

400/5

0,17

0,11

0,04

0,05

500/5

0,07

0,05

0,02

0,02

ПРИЛОЖЕНИЕ6

Рекомендуемое

СОПРОТИВЛЕНИЕ КАТУШЕК АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

При отсутствии данныхизготовителем об индуктивных (xkb) и активных (rkb) сопротивлениях катушек расцепителейи переходных сопротивлениях подвижных контактов автоматических выключателейдопускается использовать значения этих сопротивлений, приведенные в табл. 21.

Таблица 21

Сопротивления катушек и контактовавтоматических выключателей

Номинальный ток выключателя, А

Сопротивление катушки и контакта, мОм

rkb

xkb

50

7

4,5

70

3,5

2

100

2,15

1,2

140

1,3

0,7

200

1,1

0,5

400

0,65

0,17

600

0,41

0,13

1000

0,25

0,1

1600

0,14

0,08

2500

0,13

0,07

4000

0,1

0,05

Примечание. В таблице указаны суммарныесопротивления катушек и контактов автоматических выключателей (серий А 3700 «Электрон»и ВА), для которых эти сопротивления зависят от их номинального тока и независят от типа выключателя.

ПРИЛОЖЕНИЕ7

Рекомендуемое

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

При расчете периодическойсоставляющей тока КЗ, обусловленного асинхронными электродвигателяминапряжением до 1 кВ, необходимо учитывать не только их индуктивные, но иактивные сопротивления.

Суммарное активноесопротивление, характеризующее асинхронный электродвигатель в начальный моментКЗ (rАД) в миллиомах рассчитывают поформуле

                                                      (35)

где r1 - активное сопротивлениестатора, мОм;

 - активное сопротивление ротора, приведенноек статору, при этом  в миллиомахрассчитывают по формуле

                                      (36)

где  - кратность пусковогомомента электродвигателя по отношению к его номинальному моменту;

Рном - номинальная мощностьэлектродвигателя, кВт;

Рмх - механические потери в электродвигателе(включая добавочные потери), кВт;

 - кратность пускового токаэлектродвигателя по отношению к его номинальному току;

Iном - номинальный токэлектродвигателя, А;

sном - номинальное скольжение,отн. ед.

Активное сопротивлениестатора электродвигателя (r1) в миллиомах, если оно незадано изготовителем, рассчитывают по формуле

                                                (37)

где sном - номинальное скольжениеасинхронного электродвигателя, %.

Сверхпереходное индуктивноесопротивление асинхронного электродвигателя () в миллиомах рассчитывают по формуле

                                       (38)

где Uф.ном - номинальное фазноенапряжение электродвигателя, В.

ПРИЛОЖЕНИЕ8

Рекомендуемое

ПАРАМЕТРЫ КОМПЛЕКСНОЙ НАГРУЗКИ

1. В состав комплекснойнагрузки могут входить асинхронные и синхронные электродвигатели,преобразователи, электротермические установки, конденсаторные батареи, лампынакаливания и газоразрядные источники света.

2. При определении начальногозначения периодической составляющей тока КЗ комплексную нагрузку в схему прямойпоследовательности следует вводить эквивалентной сверхпереходной ЭДС  и сопротивлениемпрямой последовательности Z1НГ, а в схему обратной инулевой последовательностей - сопротивлениями обратной Z2НГ и нулевой Z0НГ последовательностей.

Зависимость параметровкомплексной нагрузки Z1НГ, Z2НГ, Z0НГ,  от ее состава.

Черт. 10

Зависимость параметровкомплексной нагрузки Z1НГ, Z2НГ, Z0НГ,  от ее состава.

3. Значения модулей полныхсопротивлений Z1НГ, Z2НГ, Z0НГ, а также эквивалентнойсверхпереходной ЭДС комплексной нагрузки  в относительныхединицах при отсутствии других, более полных данных, могут быть определены по кривым,приведенным на черт. 10 и 11 в зависимости от относительного состава потребителейузла нагрузки Pi/PS, где PS - суммарная номинальная активнаямощность нагрузки, кВт; Pi - установленная мощность iпотребителя нагрузки, кВт ( - асинхронные двигатели,  - синхронныедвигатели,  - лампы накаливания,  - электротермическиеустановки,  - газонаполненныелампы,  - преобразователи).

Сопротивление прямой(обратной, нулевой) последовательности  (,) в относительных единицах при номинальных условияхдопускается рассчитывать по формуле

                                       (39)

где r1iи x1i - активная и индуктивнаясоставляющие сопротивления прямой (обратной, нулевой) последовательности i-гопотребителя, включая составляющие сопротивления элементов, связывающихпотребитель с шинами узла (до 1 кВ); их значения в относительных единицах присуммарной номинальной мощности SS, кВ/А, и среднем номинальномнапряжении той ступени напряжения сети, где она присоединена, приведены в табл.1;

Si - полная установленная мощность i-го потребителя нагрузки, кВ×А.

ПРИЛОЖЕНИЕ9

Рекомендуемое

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДУГИ НА ТОК КЗ

1. Учет электрической дуги в местеКЗ рекомендуется производить введением в расчетную схему активногосопротивления дуги rд.

2. Переходное активноесопротивление дуги в месте КЗ (rд) в миллиомах зависит восновном от тока КЗ и длины дуги и рассчитывается по формуле

                                                       (40)

где Iпод - начальное действующеезначение периодической составляющей тока в месте КЗ, кА, определяемое с учетомсопротивления дуги;

lд - длина дуги, см, котораяможет быть принята равной:

lд = 4а при а< 5 мм;

lд = 20,4  при а = (5¸50) мм;

lд = а при а > 50 мм.

где rS и xS - соответственно суммарноеактивное и суммарное индуктивное сопротивления цепи КЗ, мОм;

а - расстояние между фазамипроводников, мм.

Для электроустановок 0,4 кВ активноесопротивление электрической дуги может быть определено по кривым, приведеннымна черт. 12-22.

На черт. 12-21представлены расчетные кривые зависимости активного сопротивления дуги rд от площади сечения (s) идлины алюминиевого кабеля (lкб), определяемой расстояниемот выводов низшего напряжения (0,4 кВ) трансформаторов различной мощности доместа КЗ. Кривые построены с использованием формулы (40) при трехфазном и однофазномКЗ и при lд = 3а.

На черт. 22 представленырасчетные кривые зависимости активного сопротивления дуги от типа и длинышинопровода, подключенного к выводам 0,4 кВ трансформаторов различной мощности,определяемой расстоянием до моста КЗ. Кривые справедливы для шинопроводов серииШМА и построены с использованием формулы (40) при условии, что lд = 2а.

При определении активногосопротивления дуги в случае КЗ в кабеле длиной lкб, подключенном ктрансформатору через шинопровод длиной lш или через кабель другогосечения, результирующую длину проводника шинопровод - кабель (кабель - кабель)выражают через длину поврежденного кабеля:

                                         (41)

где z1кб и z - полные сопротивленияпрямой последовательности шинопровода и кабеля, мОм.

3. Влияние активногосопротивления дуги на ток КЗ можно также учитывать путем умножения расчетноготока КЗ, найденного без учета сопротивления дуги в месте КЗ, на зависящий отсопротивления цепи КЗ поправочный коэффициент Кс. Значениекоэффициента Кс, полученного экспериментально при КЗ затрансформаторами мощностью 630-1000 кВ×А, можно определить по кривымчерт. 23.

Сопротивление цепи КЗ (zк) определяют в зависимости отвида КЗ:

при трехфазном ;

при двухфазном ;

при однофазном

Приведенным на черт. 23 кривымKcf(zк) соответствуют выражения

                                  (42)

.

4. Приопределении минимального значения тока КЗ в автономной электрической системеприближенный учет влияния активного сопротивления электрической дуги на ток КЗдопускается производить умножением расчетного тока КЗ, найденного без учета сопротивлениядуги, на поправочный коэффициент Кс. Значение этогокоэффициента допускается принять равным 0,7-0,8.

Зависимость rд = f(s, lкб) при трехфазном КЗ за трансформатором мощностью 630 кВ×А

Черт. 12

Зависимость rд = f(s, lкб) при трехфазном КЗ за трансформатором мощностью 750 кВ×А

Черт. 13

Зависимость rд = f(s, lкб) при трехфазном КЗ за трансформатором мощностью 1000 кВ×А

Черт. 14

Зависимость rд = f(s, lкб) при трехфазном КЗ за трансформатором мощностью 1600 кВ×А

Черт. 15

Зависимость rд = f(s, lкб) при трехфазном КЗ за трансформатором мощностью 2500 кВ×А

Черт. 16

Зависимость rд = f(s, lкб) при однофазном КЗ за трансформатором мощностью 400 кВ×А при схеме соединений  (сплошные линии) и  (пунктирные линии)

Черт. 17

Зависимость rд = f(s, lкб) при однофазном КЗ за трансформатором мощностью 630 кВ×А при схеме соединений  (сплошные линии) и  (пунктирные линии)

Черт. 18

Зависимость rд = f(s, lкб) при однофазном КЗ за трансформатором мощностью 1000 кВ×А при схеме соединений  (сплошные линии) и  (пунктирные линии)

Черт. 19

Зависимость rд = f(s, lкб) при однофазном КЗ за трансформатором мощностью 1600 кВ×А при схеме соединений  (сплошные линии) и  (пунктирные линии)

Черт. 20

Зависимость rд = f(s, lкб) при однофазном КЗ за трансформатором мощностью 2500 кВ×А()

Черт. 21

Зависимость rд = f(тип, lш) при трехфазном КЗ затрансформаторами мощностью 1000, 1600 и 2500 кВ×А

Типы шинопроводов:

1 - ШМА-68-1000

2 - ШМА-73-1600

3 - ШМА-68-2500

4 - ШМА-68-4000

Черт. 22

Зависимость коэффициента Кс,найденного экспериментально, для начального момента КЗ (кривая 1) иустановившегося КЗ (кривая 2) от сопротивления цепи КЗ

Черт. 23

ПРИЛОЖЕНИЕ10

Рекомендуемое

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ НАГРУЗКИ НА ТОК КЗ

Метод учета комплекснойнагрузки при расчете тока КЗ зависит от характера исходной схемы замещениякомплексной нагрузки (черт. 24) и положения точки КЗ (черт. 25).

В радиальной схеме (черт. 25а)допускается не учитывать влияние статических потребителей (преобразователи,электротермические установки, электрическое освещение). Начальное значениепериодической составляющей тока КЗ, ударный ток, а также периодическуюсоставляющую тока КЗ в произвольный момент от асинхронных и синхронныхэлектродвигателей следует рассчитывать в соответствии с требованиями разд. 3, 5, 7.

Состав узла комплекснойнагрузки

АД - асинхронные двигатели; СД - синхронные двигатели; ЛН -лампы накаливания; ЛГ - лампы газоразрядные; П - преобразователи;ЭУ - электротермические установки; К - конденсаторные батареи; KЛ - кабельная линия; АГ - автономный источник электроэнергии; К1,К2, КЗ - точка КЗ; Т - трансформатор.

Черт. 24

Преобразование схемызамещения комплексной нагрузки

Черт. 25

При КЗ за общим для узланагрузки сопротивлением (черт. 25б) начальное значение периодической составляющейтока трехфазного КЗ (поНГ) в килоамперах следует определять с учетомвлияния двигательной и статической нагрузок, используя формулу

                      (43)

где  и  - эквивалентная ЭДС исопротивление прямой последовательности узла нагрузки; их значения вотносительных единицах определяют по кривым, приведенным на черт. 10 и 11 приложения 8 взависимости от относительного состава потребителей;

r1S и x1S - соответственно суммарноеактивное и суммарное индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания, мОм(см. п. 3.4);

SS - суммарная номинальнаямощность нагрузки, кВ×А;

Ucp.НН - среднее номинальноенапряжение сети, соответствующее обмотке низшего напряжения трансформаторов, В.

Значения ударного тока ипериодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от электродвигателейследует определять в соответствии с требованиями разд.  5 и 7.

При коротком замыкании за общимдля нагрузки и системы сопротивлением (черт. 25в) и близких значенияхотношения х/r ветвей расчетной схемы начальное значениепериодической составляющей тока КЗ (Iпок) допускается рассчитывать поформуле

                                           (44)

где  - ЭДС узла нагрузки;

ni - коэффициент трансформации трансформатора;

z1НГ, zc, zк - модули сопротивленийветвей исходной схемы замещения (черт. 25 в), причем

рассчитывается как указано в п. 3.2;

r1Sк и x1Sк -соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи КЗ.

Ударный ток следуетопределять в соответствии с требованиями разд.  5.

ПРИЛОЖЕНИЕ11

Рекомендуемое

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ТОКОВ КЗ

Пример1. Для схемы, приведенной на черт. 26 определить токи при трех-,двух- и однофазном КЗ в точке К1. Для трехфазного КЗ определить максимальные иминимальные значения тока КЗ.

1.1. Исходные данные

Система С

Sк = 200 МВ×А; Ucp.BH= 6,0 кВ.

Трансформатор Т: ТС = 1000/6

Sт.ном = 1000 кВ×А; UBH = 6,3 кВ;

UНH =0,4 кВ; Рк ном = 11,2 кВ;

uк = 5,5 %.

Расчетная схема к примеру 1 и еепреобразование

Черт. 26

Автоматический выключатель«Электрон»

QF : rкв = 0,14 мОм; хкв= 0,08 мОм.

Шинопровод ШМА-4-1600Ш:

rш = 0,030 мОм/м; хш= 0,014 мОм/м;

rнп = 0,037 мОм/м; хнп= 0,042 мОм/м; lш = 10 м.

Болтовые контактныесоединения: rк = 0,003 мОм; n = 4.

1.2. Расчет параметров схемы замещения

1.2.1. Параметры схемызамещения прямой последовательности

Сопротивление системы (хс),рассчитанное по формуле 1, составит:

Активное и индуктивное сопротивлениятрансформаторов (rт) и (xт), рассчитаны по формулам 3 и 4,составят:

Активное и индуктивное сопротивленияшинопровода:

rш = 0,030×10 = 0,30 мОм; xш = 0,014×10 = 0,14 мОм.

Активное сопротивлениеболтовых контактных соединений:

rк = 0,003×4 = 0,012 мОм.

Активное сопротивление дугиопределяют, как указано в приложении 9, черт. 22: rд = 5,6 мОм.

1.2.2. Параметры схемызамещения нулевой последовательности.

rот = 19,1 мОм; хот= 60,6 мОм;

rнп = 0,037×10 = 0,37 мОм; хнп = 0,042×10 = 0,42 мОм.

1.3. Расчет токов трехфазного КЗ

где Куд определяют по кривой черт. 2.

1.4. Расчеттоков однофазного КЗ

Ток однофазного КЗ с учетомактивного сопротивления дуги

1.5. Расчеттоков двухфазного КЗ

Ток двухфазного КЗ с учетомактивного сопротивления дуги:

Результаты расчета токов КЗсведены в табл. 22.

Таблица 22

Результаты расчета токов КЗ кпримеру 1

Точка КЗ

Вид КЗ

Максимальное значение тока КЗ, кА

Минимальное значение тока КЗ, кА

Iпо

iао

iуд

Iпо

iао

iуд

К1

К(3)

23,33

32,9

47,84

18,6

26,23

28,32

К1

К(1)

8,13

-

-

7,46

-

-

К1

К(2)

20,21

-

-

18,39

-

-

Пример.2. Для схемы,приведенной на черт. 27, определить максимальные и минимальные значения токов при трехфазном КЗв точках К1 и К2.

2.1. Исходныеданные

Система С                        Ucp.BH = 10,5 кВ; Iоткл.ном = 11 кА.

Трансформатор Т. ТС =1600/10,0

Sт.ном = 1600 кВ×А, UBH = 10,5 кВ;

UНH =0,4 кВ, Рк.ном = 16 кВт, uк = 5,5 %

Шинопроводы

Ш1 : ШМА4-3200:         Iном = 3200 А, r = 0,01 мОм/м;

х = 0,005 мОм/м, l1 = 10 м.

Ш2, Ш3 : ШМА4-1600 : Iном = 1600 А, r = 0,03 мОм/м;

х = 0,014 мОм/м, l2 = 20 м, l3 = 30 м.

Ш4, Ш5 :ШРА-73У3 :   Iном = 600 А, r = 0,1 мОм/м;

х = 0,13 мОм/м, l4 = 50 м, l5 = 40 м.

Кабельные линии

КЛ1, КЛ2, КЛ3 : ААШЬ = 3´185 : r1кб = 0,208 мОм/м; х1кб = 0,055 мОм/м;

l1 = 150 м, l2 = l3 = 20 м.

Измерительные трансформаторытока

ТА1, ТА2 :          Iном = 500 А, rТА1 = rТА2 = 0,05 мОм;

хТА1 = хТА2 =0,07 мОм;

ТА3, ТА4, ТА5 : Iном = 200 А, rТА3 = rТА4 = rТА5 = 0,42 мОм;

хТА3 = хТА4 = хТА5= 0,67 мОм.

Активное сопротивлениеболтовых контактных соединений:

rк = 0,03 мОм, n =4.

Автоматические выключателитипа «Электрон»

QF1, QF4. Iном = 1000 А, rкв1 = rкв4 = 0,25мОм;

xкв1 = х кв4 =0,1 мОм;

QF2, QF3, QF5, QF6 :

Iном = 400 А, rкв2 = rкв3 = rкв5 = rкв6 = 0,65 мОм,

xкв2 = х кв3 = xкв5 = х кв6 =0,17 мОм,

QF7, QF8, QF9, QF10 : Iном = 200 А;

rкв7 = rкв8 = rкв9 = rкв10 = 1,1 мОм;

xкв7 = х кв8 = xкв9 = rкв10 = 0,5 мОм.

Синхронный двигатель СД.

СД-12-24-12А : Р = 125кВт; Uном = 380 В;

Расчетная схема к примеру 2

Черт. 27

Асинхронные двигатели АД1 иАД2.

А03-315М-6У3 : Р = 132 кВт, Iпуск/Iном = 7,0;

Uном = 380 В, Iном = 238,6 A, Mmax/Mном = bном = 2,6;

Mпуск/Mном = 1,6; Mmin/Mном = 0,8; cos jном= 0,9;

nс = 1000 об/мин; h= 93,5 %; sном = 1,7 %.

Схема замещения к примеру 2

Черт. 28

Комплексная нагрузка КН

Суммарная активная мощностьсоставляет PS = 350 кВт, cos j = 0,8. В состав нагрузкивходят асинхронные двигатели (АД), лампы накаливания (ЛН), преобразователи (П)в следующем соотношении: РАД =175 кВт, РЛН= 35 кВт, РП = 140 кВт.

2.2. Расчет параметров схемы замещения (черт. 23)

2.2.1 Параметры схемызамещения прямой последовательности

Сопротивление системы (хс),рассчитанное по формуле (2) настоящего стандарта, составит:

Активное (rт)и индуктивное (xt) сопротивлениятрансформаторов, рассчитанное по формулам (3), (4) настоящего стандарта,составят:

Активное и индуктивноесопротивления шинопроводов.

Ш1 : rш1 = 0,01×10 = 0,1 мОм; хш1 = 0,005×10 = 0,05 мОм;

Ш2 : rш2 = 0,03×20 = 0,6 мОм; хш2 = 0,014×20 = 0,28 мОм;

Ш3 : rш3 = 0,03×30 = 0,9 мОм; хш3 = 0,014×30 = 0,42 мОм;

Ш4 : rш4 = 0,1×50 = 5,0 мОм; хш4 = 0,13×50 = 6,5 мОм;

Ш5 : rш5 = 0,1×40 = 4,0 мОм; хш5 = 0,13×40 = 5,2 мОм;

Активное и индуктивноесопротивления кабельных линий:

КЛ1 : r1кб1 = 0,208×150 = 31,2 мОм; х1кб1= 0,055×150 = 8,25 мОм;

КЛ2, КЛ3 : r1кб2 = r1кб3 = 0,208×20 = 4,16 мОм;

х1кб2 = х1кб2 =0,055×20 = 1,1 мОм.

Расчет параметров АД1 и АД2.

Принимая Рмх= 0,02×Рном; r1 = sном = 0,017 , получаем:

Расчет параметров СД:

Расчетпараметров комплексной нагрузки НГ

Параметры комплекснойнагрузки определяют по кривым черт. 11а приложения 8, приэтом

илив именованных единицах:

2.3. Расчет токов трехфазного КЗ

2.3.1. Ток трехфазного КЗ врасчетной точке К1 без учета влияния электродвигателей и комплексной нагрузки

2.3.2. Необходимость учетавлияния электродвигателей и комплексной нагрузки на ток при металлическом КЗ в точкеК1, определенная в соответствии с п. 1.4 настоящего стандарта,показывает, что

 больше, чем

, поэтому асинхронные двигатели следует учитывать.

 меньше, чем 0,01×36380 = 363,8 А, поэтому синхронный двигатель не следует учитывать.

больше, чем 0,01×36380=363,8 А,

поэтому влияние комплексной нагрузки следуетучитывать.

Таким образом, при расчетесуммарного тока КЗ в точке К1 следует учитывать влияние асинхронных двигателейи комплексной нагрузки. Такой же вывод следует и при условии учетаэлектрической дуги.

Расчет составляющей тока КЗ вточке К1 от комплексной нагрузки.

Расчет составляющей тока КЗ вточке К1 от асинхронных двигателей:

2.3.3. Ток трехфазного КЗ врасчетной точке К2 без учета влияния электродвигателей и комплексной нагрузки

При определении минимальногозначения тока следует учесть влияние электрической дуги и увеличениеактивного сопротивления кабеля вследствие нагревания его током КЗ:

где rд - сопротивление дуги,определяемое в соответствии с черт. 15 приложения 9, приэтом в соответствии с (42) lкб1S =158 м;

СJ - коэффициент, определяемый для tоткл = 0,6 с в соответствии счерт. 7приложения 2.

Таблица 23

Результаты расчета токов КЗ кпримеру 2

Точка КЗ

Вид КЗ

Составляющие тока КЗ по ветвям

Максимальное значение тока КЗ, кА

Минимальное значение тока КЗ, кА

Iпо

iао

iуд

Iпо

iао

iуд

К1

К(3)

Т

36,38

54,45

79,75

28,6

40,45

44,9

К1

К(3)

НГ

1,46

2,06

2,06

1,42

2,0

2,0

К1

К(3)

АД

2,21

3,12

3,84

2,16

3,05

3,05

К1

К(3)

K1

40,24

59,9

85,65

32,37

45,76

50,68

К2

К(3)

Т

6,02

8,5

8,5

4,19

5,93

5,93

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта

ГОСТ 26522-85

1.2

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения. 2

2. Расчет сопротивлений различных элементов электроустановки. 3

2.1. Активное и индуктивное сопротивления силовых трансформаторов. 3

2.2. Активное и индуктивное сопротивления реакторов. 3

2.3. Активное и индуктивное сопротивления шинопроводов. 4

2.4. Активное и индуктивное сопротивление кабелей. 4

2.5. Активное и индуктивное сопротивления воздушных линий и проводов. 4

2.6. Активные сопротивления контактов и контактных соединений. 4

2.7. Активные и индуктивные сопротивления трансформаторов тока. 4

2.8. Активные и индуктивные сопротивления катушек автоматических выключателей. 5

2.9. Параметры автономных источников электроэнергии и синхронных электродвигателей. 5

2.10. Параметры асинхронных электродвигателей. 5

2.11. Расчетные параметры комплексных нагрузок. 5

2.12. Активное сопротивление дуги в месте КЗ. 5

3. Расчет начального значения периодической составляющей тока трехфазного КЗ. 6

4. Расчет апериодической составляющей тока КЗ. 8

5. Расчет ударного тока КЗ. 9

6. Расчет периодической составляющей тока КЗ от автономных источников электроэнергии в произвольный момент времени. 10

7. Расчет периодической составляющей тока КЗ от синхронных и асинхронных электродвигателей в произвольный момент времени. 11

8. Расчет токов несимметричных КЗ. 12

8.1 составление схем замещения. 12

8.2. Расчет токов однофазного КЗ. 12

8.3. Расчет токов двухфазного КЗ. 13

Приложение 1 Расчет сопротивлений шинопроводов. 13

Приложение 2 Активные и индуктивные сопротивления кабелей. 16

Приложение 3 Расчетные сопротивления проводов, проложенных открыто на изоляторах, и проводов воздушных линий. 21

Приложение 4 Расчет сопротивления контактов и контактных соединений. 23

Приложение 5 Параметры измерительных трансформаторов тока. 24

Приложение 6 Сопротивление катушек автоматических выключателей. 24

Приложение 7 Расчет параметров асинхронных электродвигателей. 25

Приложение 8 Параметры комплексной нагрузки. 26

Приложение 9 Учет влияния активного сопротивления дуги на ток КЗ. 27

Приложение 10 Учет влияния комплексной нагрузки на ток КЗ. 34

Приложение 11 Примеры расчета токов КЗ. 36

 

54
Мне нравится
Комментировать Добавить в закладки

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.