Электроснабжение сельского населенного пункта

Расчеты сводятся, как правило, к определению трехфазного и двухфазного короткого тока замыкания на шинах 0,4 кВ силового трансформатора и тока однофазного короткого замыкания в наиболее электрически удаленной точке каждой линии. Однофазные (минимальные) токи к.з. определяются в сетях напряжением 0,38кВ, так как эти линии выполняются как линии с глухо заземленной нейтралью.

По согласованию с преподавателем, расчет тока однофазного короткого замыкания производится для одной, наиболее протяженной ВЛИ 0,38кВ.

Значение тока трехфазного короткого замыкания необходимо для проверки устойчивости аппаратуры и согласования действия защит трансформатора и линий 0,38 кВ, а по току однофазного короткого замыкания проверяют чувствительность срабатывания защитных аппаратов. В нашем случае — автоматических выключателей.

5.7.1. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания следует определить в расчетных точках на стороне 0,38 кВ:

К1 — максимальный ток (трехфазного) к.з. сразу за местом установки автоматических выключателей —

К2 — минимальный (однофазный) ток короткого замыкания в конце наиболее удаленной точке ВЛИ 0,38кВ —

К3 — Значение трехфазного тока короткого замыкания на стороне 10кВ силового трансформатора, при к.з. в начале ВЛИ 0,38кВ —

К4 (К1) — значение двухфазного тока к.з. сразу за местом установки автоматического выключателя —

Рассмотрим определение значений этих токов к.з. на примере.

Расчетная схема и схема замещения элементов электрической схемы представлены на рис. 5.5 и 5.6.

Рис. 5.5. Расчетная схема по определению токов к.з.

Рис. 5.6 Схема замещения элементов расчетной схемы для расчета токов к.з.

На этих схемах указаны расчетные точки коротких замыканий: К1, К2, К3, К4.

Сети напряжением 0,38 кВ выполняются как сети с глухо заземленной нейтралью. В таких сетях могут возникать трехфазные, двухфазные и однофазные к.з.

На расчетной схеме указаны марка и мощность трансформатора, сечение участков ВЛИ 0,38кВ и их протяженность, указанных в км.

В соответствии с стр. 190 [11] сопротивлением ВЛ 10 кВ можно пренебречь.

Ток при трехфазном КЗ за автоматом установленным на стороне 0,4 кВ для трансформатора с S_ном=160кВА составляет:

Где:

U_К — напряжение короткого замыкания трансформатора.

В каталоге трансформаторов эта величина указывается в % к номинальному напряжению трансформатора.

В расчетную формулу эта величина подставляется в относительных единицах:

U_К = 4,5 % или U_К = 0,045 отн. ед.

I _ном = номинальный ток трансформатора на стороне 0,4 кВ;

Пример.

Для трансформатора с номинальной мощностью S _ном= 160 кВА,

Определяем трехфазный ток к.з. (расчетная точка — К1) на шинах 0,4 кВ трансформатора.

Соответственно на стороне 10 кВ ток трехфазного к.з. составит (с учетом коэффициента трансформации силового трансформатора 10,5/0,4 =25) в 25 раз меньше, чем на стороне 0,4 кВ) Трехфазный ток к. з (в расчетной точке К3) на стороне 10 кВ, при к.з. на стороне 0,4 кВ — равен:

Эти максимальные токи к.з. нужны для проверки термической стойкости автоматического выключателя и для проверки селективности срабатывания защит. При двухфазном к.з. (т. К4) вначале ВЛИ 0,38кВ электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен сработать быстрее, чем перегорит плавкая вставка на стороне 10кВ..

Определяем минимальный (однофазный) ток к.з. в конце наиболее протяженной ВЛИ 0,38 кВ. (т. К 2).

Однофазный ток короткого замыкания равен:

где: U _фаз =230 В.

При расчете однофазного к.з. значение напряжения принимается 1,05 от значения фазного напряжения и считается, что во всех точках сети 0,38 кВ это напряжение имеет постоянное значение 230В.

Zтр — полные сопротивления трансформаторов току замыкания на корпус, приведенное к стороне 0,38 кВ.

Эти значения приведены в Приложении № 13 или стр. 191 [6].

Петля ВЛ 0,38 кВ пли протекания этого тока складывается из активных сопротивлений фазного и нулевого провода и индуктивного сопротивления между фазным и нулевым проводом.

В расчетах определяется сопротивление петли на 1 км линии, а затем умножают на длину линии, выполненным данным сечением. Если расчетный участок ВЛ выполнен двумя сечениями проводов, то для каждого сечения определяем сопротивление петли на 1 км линии и умножаем на длины участков, выполненных разными сечениями.

Полное сопротивление петли «фазный — нулевой провод» составляет:

где: L — длина участка ВЛИ, выполненная одним сечением;

R_ф — удельное активное сопротивление фазного провода;

R_н — удельное активное сопротивление нулевого провода.

X_нф — удельное сопротивление фазного провода

X_нн — удельное индуктивное сопротивление нулевого провода.

Рассмотрим определение однофазного к. з в точке «два» для приведенного примера.

Линия состоит из двух участков. Первый участок 0–5-сечением СИП 3х50+1х70.

Второй участок (5–7) СИП 3х25+1х35.

Суммарное сопротивление петли Ф-0 определяется по формуле: