ГОСТ28249-93 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ

Подождите немного. Документ загружается.

Зависимость r

= f(s, l

кб

) при однофазном КЗ за трансформатором мощностью 2500 кВА

( )

Рисунок 21

Зависимость r

= f(тип, l

) при трехфазном КЗ за трансформаторами 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

Рисунок 22

Зависимость коэффициента К

, найденного экспериментально, для начального момента

КЗ (кривая 1) и установившегося КЗ (кривая 2) от сопротивления цепи КЗ

Рисунок 23

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Рекомендуемое

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ НАГРУЗКИ НА ТОК КЗ

Метод учета комплексной нагрузки при расчете тока КЗ зависит от характера исходной

схемы замещения комплексной нагрузки (рисунок 24) и положения точки КЗ (рисунок 25).

В радиальной схеме (рисунок 25а) допускается не учитывать влияние статических

потребителей (преобразователи, электротермические установки, электрическое освещение).

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ, ударный ток, а также

периодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент от асинхронных и синхронных

электродвигателей следует рассчитывать в соответствии с требованиями разделов 3, 5, 7.

Состав узла комплексной нагрузки

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, К3 - точка КЗ; Т - трансформатор.

Рисунок 24

Преобразование схемы замещения комплексной нагрузки

Рисунок 25

При КЗ за общим для узла нагрузки сопротивлением (рисунок 25б) начальное значение

периодической составляющей тока трехфазного КЗ (I

поНГ

) в килоамперах следует определять с

учетом влияния двигательной и статической нагрузок, используя формулу

ср.НН

НГ

поНГ

2 2

ср.НН ср.НН

2 2

НГ 1 НГ 1

* *

1НГ 1НГ

3 ( cos ) ( sin )

Е U

U U

z r z x

S S





j   j 

(43)

где

НГ



1НГ

- эквивалентная ЭДС и сопротивление прямой последовательности узла

нагрузки; их значения в относительных единицах определяют по кривым, приведенным на

рисунках 10 и 11 приложения 8 в зависимости от относительного состава потребителей;

и x

- соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи

короткого замыкания, мОм (см. 3.4);

- суммарная номинальная мощность нагрузки, кВА;

cp.НН

- среднее номинальное напряжение сети, соответствующее обмотке низшего

напряжения трансформаторов, В.

Значения ударного тока и периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент

времени от электродвигателей следует определять в соответствии с требованиями разделов 5 и

При коротком замыкании за общим для нагрузки и системы сопротивлением (рисунок 25в) и

близких значениях отношения х/r ветвей расчетной схемы начальное значение периодической

составляющей тока КЗ (I

пок

) допускается рассчитывать по формуле

ср.НН 1НГ ср.НН c

НГ

пок

1НГ с к 1НГ к

U z E U z

z z z z z z







 

(44)

где

НГ



- ЭДС узла нагрузки;

- коэффициент трансформации трансформатора;

1НГ

, z

- модули сопротивлений ветвей исходной схемы замещения (рисунок 25 в), причем

ср.НН

1НГ

;

z z



2 2

с 1 1

z r x

S S

 

рассчитывается как указано в 3.2;

2 2

к 1 к 1 к

;z r x

S S

 

1Sк

и x

1Sк

- соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления

цепи КЗ.

Ударный ток следует определять в соответствии с требованиями раздела 5.

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Рекомендуемое

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ТОКОВ КЗ

Пример 1. Для схемы, приведенной на рисунке 26 определить токи при трех-, двух- и

однофазном КЗ в точке К1. Для трехфазного КЗ определить максимальные и минимальные

значения тока КЗ.

Расчетная схема к примеру 1 и ее преобразование

Рисунок 26

1.1. Исходные данные

Система С

= 200 МВА; U

cp.BH

= 6,0 кВ.

Трансформатор Т: ТС = 1000/6

т.ном

= 1000 кВА; U

= 6,3 кВ;

НH

= 0,4 кВ; Р

к ном

= 11,2 кВ;

= 5,5 %.

Автоматический выключатель «Электрон»

QF : r

кв

= 0,14 мОм; х

кв

= 0,08 мОм.

Шинопровод ШМА-4-1600Ш:

= 0,030 мОм/м; х

= 0,014 мОм/м;

нп

= 0,037 мОм/м; х

нп

= 0,042 мОм/м; l

= 10 м.

Болтовые контактные соединения: r

= 0,003 мОм; n = 4.

1.2. Расчет параметров схемы замещения

1.2.1. Параметры схемы замещения прямой последовательности

Сопротивление системы (х

), рассчитанное по формуле 1, составит:

(400)

10 0,8 мОм.

200



  

Активное и индуктивное сопротивления трансформаторов (r

) и (x

), рассчитаны по

формулам (3) и (4), составят:

11,2 0,4

10 1,79 мОм;

(1000)



  

2 4

100 11,2 0,4

5,5 10 8,62 мОм.

1000 1000



 

    

 

 

Активное и индуктивное сопротивления шинопровода:

= 0,03010 = 0,30 мОм; x

= 0,01410 = 0,14 мОм.

Активное сопротивление болтовых контактных соединений:

= 0,0034 = 0,012 мОм.

Активное сопротивление дуги определяют, как указано в приложении 9, рисунок 22: r

= 5,6

мОм.

1.2.2. Параметры схемы замещения нулевой последовательности.

от

= 19,1 мОм; х

от

= 60,6 мОм;

нп

= 0,03710 = 0,37 мОм; х

нп

= 0,04210 = 0,42 мОм.

1.3. Расчет токов трехфазного КЗ

1 т ш кв к

1,79 0,30 0,14 0,013 2,24 мОм;r r r r r

        

1 c т ш кв

0,80 8,62 0,14 0,08 9,64 мОм;r x x x x

        

1 1 д

2,24 5,6 7,84 мОМ;r r r

S S

    

поmax

2 2

400

23,33 кА;

3 2,24 9,64

I  



поmin

2 2

400

18,6 кА.

3 7,84 9,64

I  



уд.max поmax уд

2 2 23,33 1,45 47,84 кА;i I К    

уд.min по min уд

2 2 18,6 1,08 28,32 кА,i I К    

где К

уд

определяют по кривой рисунок 2.

ао.max по max

2 32,9 кА;i I 

ао.min по min

2 26, 23 кА.i I 

1.4. Расчет токов однофазного КЗ

0 0т 0ш кв к

19,1 0,3 3 0,37 0,14 0,012 20,66 мОм;r r r r r

          

0 1ш нп

3 ;

r r r 

0 0т 0ш кв

60,6 0,14 3 0,42 0,08 62,08 мОм;x x x x

        

0 0 д

20,66 8,6 29,26 мОм;r r r

S S

    

(1)

по

2 2

3 400

8,13 кА

(2 2,24 20,66) (2 9,64 62,08)



 

    

Ток однофазного КЗ с учетом активного сопротивления дуги

(1)

по

2 2

3 400

7,46 кА.

(2 7,84 29,26) (2 9,64 62,08)



 

    

1.5. Расчет токов двухфазного КЗ

(2)

по

2 2

400

20,21 кА.

2 2,24 9,64

I  



Ток двухфазного КЗ с учетом активного сопротивления дуги:

(2)

по

2 2

400

18,39 кА.

2 (2,24 2,8) 9,64

I  

 

Результаты расчета токов КЗ сведены в табл. 22.

Таблица 22

Результаты расчета токов КЗ к примеру 1

Точка КЗ Вид КЗ

Максимальное значение тока КЗ, кА Минимальное значение тока КЗ, кА

по

ао

уд

по

ао

уд

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 рисунке 27, определить максимальные и

минимальные значения токов при трехфазном КЗ в точках К1 и К2.

2.1. Исходные данные

Система С

cp.BH

= 10,5 кВ; I

откл.ном

= 11 кА.

Трансформатор Т. ТС = 1600/10,0

т.ном

= 1600 кВА, U

= 10,5 кВ;

НH

= 0,4 кВ, Р

к.ном

= 16 кВт, u

= 5,5 %

Шинопроводы

Ш1 : ШМА4-3200:

ном

= 3200 А, r

1ш

= 0,01 мОм/м;

1ш

= 0,005 мОм/м, l

= 10 м.

Ш2, Ш3 : ШМА4-1600:

ном

= 1600 А, r

1ш

= 0,03 мОм/м;

1ш

= 0,014 мОм/м, l

= 20 м, l

= 30 м.

Ш4, Ш5 : ШРА-73У3:

ном

= 600 А, r

1ш

= 0,1 мОм/м;

1ш

= 0,13 мОм/м, l

= 50 м, l

= 40 м.

Кабельные линии

КЛ1, КЛ2, КЛ3:

ААШb = 3´185 : r

1кб

= 0,208 мОм/м; х

1кб

= 0,055 мОм/м;

= 150 м, l

= l

= 20 м.

Измерительные трансформаторы тока

ТА1, ТА2:

ном

= 500 А, r

ТА1

= r

ТА2

= 0,05 мОм;

ТА1

= х

ТА2

= 0,07 мОм;

ТА3, ТА4, ТА5:

ном

= 200 А, r

ТА3

= r

ТА4

= r

ТА5

= 0,42 мОм;

ТА3

= х

ТА4

= х

ТА5

= 0,67 мОм.

Активное сопротивление болтовых контактных соединений:

= 0,03 мОм, n = 4.

Автоматические выключатели типа «Электрон»

QF1, QF4:

ном

= 1000 А, r

кв1

= r

кв4

= 0,25 мОм;

кв1

= х

кв4

= 0,1 мОм;

QF2, QF3, QF5, QF6:

ном

= 400 А, r

кв2

= r

кв3

= r

кв5

= r

кв6

= 0,65 мОм,

кв2

= х

кв3

= x

кв5

= х

кв6

= 0,17 мОм,

QF7, QF8, QF9, QF10:

ном

= 200 А;

кв7

= r

кв8

= r

кв9

= r

кв10

= 1,1 мОм;

кв7

= х

кв8

= x

кв9

= r

кв10

= 0,5 мОм.

Синхронный двигатель СД.

СД-12-24-12А:

Р = 125 кВт; U

ном

= 380 В;

ном ном пуск ном

234 , cos 0,811, / 3,5;I А I I j  

пуск

max

ном

ном ном

1, 2, 1,8.

М М

  

Расчетная схема к примеру 2

Рисунок 27

Асинхронные двигатели АД1 и АД2.

А03-315М-6У3:

Р = 132 кВт, I

пуск

ном

= 7,0;

ном

= 380 В, I

ном

= 238,6 A, M

max

ном

= b

ном

= 2,6;

пуск

ном

= 1,6; M

min

ном

= 0,8; cos j

ном

= 0,9;

= 1000 об/мин; h = 93,5 %; s

ном

= 1,7 %.

Комплексная нагрузка КН

Суммарная активная мощность составляет P

= 350 кВт, cos j = 0,8. В состав нагрузки

входят асинхронные двигатели (АД), лампы накаливания (ЛН), преобразователи (П) в

следующем соотношении: Р

АД

= 175 кВт, Р

ЛН

= 35 кВт, Р

= 140 кВт.

2.2. Расчет параметров схемы замещения (рисунок 28)

Схема замещения к примеру 2

Рисунок 28

2.2.1 Параметры схемы замещения прямой последовательности

Сопротивление системы (х

), рассчитанное по формуле (2) настоящего стандарта, составит:

2 3

(400) 10

0,8 мОм.

3 11 10,5





 

 

Активное (r

) и индуктивное (x

) сопротивления трансформаторов, рассчитанное по

формулам (3), (4) настоящего стандарта, составят:

16 0, 4

10 1,0 мОм;

(1600)



  

2 4

100 16 0,4

5,5 10 5, 4 мОм.

1600 1600



 

    

 

 

Активное и индуктивное сопротивления шинопроводов.

Ш1 : r

ш1

= 0,0110 = 0,1 мОм; х

ш1

= 0,00510 = 0,05 мОм;

Ш2 : r

ш2

= 0,0320 = 0,6 мОм; х

ш2

= 0,01420 = 0,28 мОм;

Ш3 : r

ш3

= 0,0330 = 0,9 мОм; х

ш3

= 0,01430 = 0,42 мОм;

Ш4 : r

ш4

= 0,150 = 5,0 мОм; х

ш4

= 0,1350 = 6,5 мОм;

Ш5 : r

ш5

= 0,140 = 4,0 мОм; х

ш5

= 0,1340 = 5,2 мОм;

Активное и индуктивное сопротивления кабельных линий:

КЛ1 : r

1кб1

= 0,208150 = 31,2 мОм; х

1кб1

= 0,055150 = 8,25 мОм;

КЛ2, КЛ3 : r

1кб2

= r

1кб3

= 0,20820 = 4,16 мОм;

1кб2

= х

1кб2

= 0,05520 = 1,1 мОм.

Расчет параметров АД1 и АД2.

Принимая Р

мх

= 0,02Р

ном

; r

= s

ном

АДном

= 0,017

АДном

, получаем:

2 2

0,36 1,6 (132 1,02)

10 40 мОм;

7,0 200,5 (1 0,017)

  

  

  



2 2 6

ном ном ном

ном

cos 1,7 0,38 0,9 10

16,74 мОм;

100 100 132

s U

j  

    

ном

АД

ном

пуск

380 10

132 мОм;

3 3 7 238,5

I I





  

 

АД

16,74 0,96 40 55,14 мОм;r    

'' 2 2

АД

132 55,14 119,9 мОм;x   

р а

119,9 3,09 119,9 3,09

0,01 с; 0,02 с;

314 40 314(16,74 6,76)

Т Т

 

   

 

'' 2 2

ф.АД

(220 0,9 238,6 0,055) (220 0,44 238,6 0,145) 195 В.Е         

Расчет параметров СД:

СД

* *

ном

0,15; 0,15 ;

d d

x r x

 

 

СД.ном

0,382 10

936,9 мОм;

125



 

СД

140,53 мОм; 21 мОм;

x r



 

'' 2 2

ф.СД

(220 234 0,14 0,585) (234 0,021 0,811) 239,2 В.Е        

Расчет параметров комплексной нагрузки НГ

Параметры комплексной нагрузки определяют по кривым рисунка 11а приложения 8, при

этом

* * *

АД ЛН П

175 35 140

0,5; 0,1; 0,4;

350 350 350

Р Р Р     

* * *

1Н Г 2Н Г НГ

0,3; 0,35; 0,75Z Z Е



  

или в именованных единицах:

1НГ 2НГ НГ

380 10

0,3 104 мОм; 121 мОм; 285 В.

3 630

Z Z Е



   



2.3. Расчет токов трехфазного КЗ

2.3.1. Ток трехфазного КЗ в расчетной точке К1 без учета влияния электродвигателей и

комплексной нагрузки