Содержание
- 1. Определение сопротивлений питающей энергосистемы
- 2. Определение сопротивлений трансформаторов
- 3. Определение сопротивлений кабелей
- 4. Определение сопротивлений шин и шинопроводов
- 5. Определение сопротивлений воздушных линии
- 6. Определение сопротивлений реакторов
- 7. Определение сопротивлений трансформаторов тока
- 8. Определение сопротивлений автоматических выключателей, рубильников, разъединителей
- 9. Определение сопротивлений контактных соединений кабелей и шинопроводов
- 10. Список литературы
Для того чтобы рассчитать токи КЗ в сети до 1000 В, следует первоначально составить схему замещения, которая состоит из всех сопротивлений цепи КЗ. Активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражают в миллиомах (мОм).
Как определять сопротивления отдельных элементов схемы замещения, об этом вы и узнаете в этой статье.
1. Определение сопротивлений питающей энергосистемы
Активные и индуктивные сопротивления питающей энергосистемы рассчитывают на стороне ВН понижающего трансформатора и приводят к стороне НН по формуле 2-6 [Л3. с. 28].
![Активные и индуктивные сопротивления питающей энергосистемы](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/2-6_Belyaev.png)
На практике можно не учитывать активное сопротивление энергосистемы, а значение индуктивного сопротивления приравнивать как к полному сопротивлению энергосистемы (на точность расчетов это никак не скажется). В этом случае значение (в Омах) индуктивное (полное) сопротивление энергосистемы определяется по формуле 2-7 [Л3. с. 28].
![Индуктивные сопротивления питающей энергосистемы определяется по формуле 2-7](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/2-7_XcBH.png)
После того как определили индуктивное сопротивление системы по формуле 2-7 [Л3. с. 28], данное сопротивление нужно привести к стороне НН по формуле 2-6 [Л3. с. 28].
Индуктивное сопротивление системы, также можно определить по формулам представленных в ГОСТ 28249-93:
![Определение системы по ГОСТ 28249-93](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/Soprotivlenie sistemy _GOST_28249-93.png)
Как мы видим формула 1 из ГОСТ 28249-93 соответствует формулам 2-6, 2-7 из [Л3. с. 28].
Пример
Определить сопротивление энергосистемы, учитывая, что ток КЗ со стороны энергосистемы на зажимах ВН трансформатора 6/0,4 кВ составляет в максимальном режиме – 19 кА, в минимальном – 13 кА.
Решение
Определяем индуктивное сопротивление энергосистемы по формулам 2-6, 2-7.
Сопротивление энергосистемы в максимальном режиме, приведенное к напряжению 0,4 кВ:
![Сопротивление энергосистемы в максимальном режиме, приведенное к напряжению 0,4 кВ](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/primer_Xcmax.png)
Сопротивление энергосистемы в минимальном режиме, приведенное к напряжению 0,4 кВ:
![Сопротивление энергосистемы в минимальном режиме, приведенное к напряжению 0,4 кВ](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/primer_Xcmin.png)
2. Определение сопротивлений трансформаторов
Значения (в мОм) полного (zт), активного (rт) и индуктивного (хт) сопротивления понижающего трансформатора приведенных к стороне НН определяются по формулам: 2-8, 2-9, 2-10 [Л3. с. 28].
![Формулы определения сопротивлений трансформатора](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/2-8_2-9_2-10_Belyaev.png)
На большинстве трансформаторов 10(6)/0,4 кВ имеется возможность регулирования напряжения путем переключения без возбуждения (ПБВ) при отключенном от сети трансформаторе как со стороны высшего так и низшего напряжения. Напряжение регулируется со стороны высшего напряжения на величину ±2х2,5% от номинального значения.
![Формулы определения сопротивлений трансформатора с ПБВ±2х2,5%](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/Zтр_PBV.png)
Для трансформаторов с пределом регулирования ПБВ ±2х2,5%, полное сопротивление будет изменятся в пределах:
![Изменение полного сопротивления трансформатора с ПБВ±2х2,5%](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/Zтр.png)
Значения индуктивного и активного сопротивления трансформатора по ГОСТ 28249-93 определяются по формулам:
![Формулы определения сопротивлений трансформатора по ГОСТ 28249-93](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/rт_xт_GOST_28249-93.png)
Как видно, формулы из ГОСТ 28249-93 совпадают с формулами приведенными в [Л3. с. 28].
Для упрощения расчета активного и индуктивного сопротивления тр-ра, можно использовать таблицу 2-4 [Л3. с. 29] для схем соединения обмоток трансформатора Y/Yo и ∆/Yo. Причем для схем соединения обмоток трансформатора ∆/Yo, значения активного (r0) и индуктивного (х0) сопротивления нулевой последовательности равны значениям активного и индуктивного сопротивления прямой последовательности: r0 = rт и х0 = хт.
![Таблица 2.4 - Значения активных и индуктивных сопротивлений трансформаторов](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/tablitsa_2.4.png)
Пример
Определить сопротивление трансформатора ТМ 50/6 со схемой соединения обмоток ∆/Yо.
Решение
По справочным данным определяем технические данные трансформатора: Sном. = 50 кВА, Uном.ВН = 6,3 кВ, Uном.НН = 0,4 кВ, Uкз = 4%, ∆Ркз=1,1 кВт.
Определяем полное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-8:
![Определяем полное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-8](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/polnoe_soprotivlenie_transformatora.png)
Определяем активное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-9:
![Определяем активное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-9](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/aktivnoe_soprotivlenie_transformatora.png)
Определяем индуктивное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-10:
![Определяем индуктивное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-10](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/induktivnoe_soprotivlenie_transformatora.png)
3. Определение сопротивлений кабелей
Значения активного и индуктивного сопротивления кабелей определяются по формуле 2-11 [Л3. с. 29].
![Значения активного и индуктивного сопротивления кабелей определяются по формуле 2-11](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/2-11_Belyaev.png)
![Таблица 2.5 - Удельное сопротивление кабелей с алюминиевыми и медными жилами](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/tablitsa_2.5.png)
4. Определение сопротивлений шин и шинопроводов
Сопротивление шин и шинопроводов длиной 5м и меньше, можно не рассчитывать, так как они не влияют на значение токов КЗ.
Значения активного и индуктивного сопротивления шин и шинопроводов определяется аналогично кабелям.
![Значения активного и индуктивного сопротивления шин и шинопроводов](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/rш_xш.png)
Зная расстояние между прямоугольными шинами, можно приближенно определить индуктивное сопротивление (мОм/м) по формуле 2-12 [Л3. с. 29].
![Формула по определению индуктивного сопротивления шин](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/2-12_Belyaev.png)
![Таблицы 2.6, 2.7 - Активное и индуктивное удельные сопротивления шин и шинопроводов](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/tablitsa_2.6_2.7.png)
Пример
Определить активное и индуктивное сопротивление алюминиевых шин сечением 60х8 мм2 от трансформатора ТМ-630/6 до распределительного щита 0,4 кВ, общая длина проложенных от трансформатора до РП-0,4 кВ составляет 10 м. В данном примере определим сопротивление шин, когда шины находятся как в горизонтальном положении, так и в вертикальном.
Решение
4.1 Определим активное и индуктивное сопротивление шин при горизонтальном расположении.
По таблице 2.6 определяем погонное активное сопротивление rуд. = 0,074 мОм/м, индуктивное сопротивление определяем по формуле 2-12 [Л3. с. 29].
![Определяем индуктивное сопротивление шин при горизонтальном расположении](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/4.1_xуд.png)
где: расстояние между шинами первой и второй фазы а12 = 200 мм, между второй и третью а23 = 200 мм, между первой и третью а13 = 200 + 60 + 200 = 460 мм, а среднегеометрическое расстояние:
![Определяем среднегеометрическое расстояние шин при горизонтальном расположении](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/4.1_rasstoyanie_shin.png)
Сопротивление шин от тр-ра до РП-0,4 кВ:
![Определяем сопротивление шин при горизонтальном расположении](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/4.1_Soprotivlenie_shin.png)
4.2 Определим активное и индуктивное сопротивление шин при вертикальном расположении
При вертикальном расположении шин, активное сопротивление не изменяется, а индуктивное сопротивление составляет:
![Определяем индуктивное сопротивление шин при вертикальном расположении](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/4.2_xуд.png)
где: расстояние между шинами первой и второй фазы а12 = 200 мм, между второй и третью а23 = 200 мм, между первой и третью а13 = 200 + 8 + 200 = 408 мм, а среднегеометрическое расстояние:
![Определяем среднегеометрическое расстояние шин при вертикальном расположении](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/4.2_rasstoyanie_shin.png)
Сопротивление шин от тр-ра до РП-0,4 кВ:
![Определяем сопротивление шин при вертикальном расположении](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/4.2_Soprotivlenie_shin.png)
5. Определение сопротивлений воздушных линии
Активное и индуктивное сопротивления линий определяется по той же формуле 2-11 [Л3. с. 29], что и кабели.
Значение индуктивного сопротивления для проводов из цветных металлов можно приближенно принимать равным 0,3 мОм/м, активного по табл. 2.8.
![Таблица 2.8 - Сопротивления неизолированных медных, алюминиевых и сталеалюминиевых проводов](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/tablitsa_2.8.png)
Для стальных проводов активное и индуктивное сопротивление определяется исходя из конструкции провода и значения протекающего по нему тока. Зависимость эта сложная и математическому расчету не поддается, из-за большого количества переменных (сечение провода, температура окружающего воздуха, которая постоянно меняется в течении года, времени суток; нагревом провода током КЗ), которые влияют на значение сопротивление стальных проводов.
Поэтому учесть все эти зависимости практически не возможно и на практике активное сопротивление условно принимают при температуре 20°С и определяют по кривым зависимости стальных проводов от проходящего по ним токам, представленных в приложениях П23-П27 [Л4. с. 80-82].
![Активное сопротивление стальных проводов. Приложение П23-П26](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/Prilozheniya_P23-P26.png)
![Индуктивное сопротивление стальных проводов. Приложение П27](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/Prilozhenie_P27.png)
Активное и индуктивное сопротивление для проводов самонесущих изолированных (СИП) определяют по таблицам Б.1, Б.2 [Л5. с. 23-26].
![Таблица Б.1 Активное сопротивление токопроводящих жил проводов при 90 °С на частоте 50 Гц](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/tablitsa_B.1.png)
![Таблица Б.2 Расчетные значения индуктивного сопротивления изолированных проводов](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/tablitsa_B.2.png)
6. Определение сопротивлений реакторов
Номинальные параметры реактора уже заданы в обозначении самого реактора типа РТТ и РТСТ. Например у реактора типа РТТ-0,38-100-0,15:
- 0,38 – номинальное напряжение 380 В;
- 100 – номинальный ток 100 А;
- 0,15 – индуктивное сопротивление при частоте 50 Гц равно 150 мОм.
Активное сопротивление для исполнения У3 (алюминиевая обмотка) — 17 мОм, для исполнения Т3 (медная обмотка) – 16 мОм.
7. Определение сопротивлений трансформаторов тока
Значения активных и индуктивных сопротивлений трансформаторов тока принимаются по приложению 5 таблица 20 ГОСТ 28249-93. Активным и индуктивным сопротивлением одновитковых трансформаторов (на токи более 500 А) при расчетах токов КЗ можно пренебречь.
Согласно [Л3. с. 32] для упрощения расчетов, сопротивления трансформаторов тока не учитывают ввиду почти незаметного влияния на токи КЗ.
![Таблица 20 - Значения активных и индуктивных сопротивлений трансформаторов тока ГОСТ 28249-93](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/tablitsa_20_GOST_28249-93.png)
8. Определение сопротивлений автоматических выключателей, рубильников, разъединителей
Приближенные значения сопротивлений разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ определяются по приложению 4 таблица 19 ГОСТ 28249-93. При приближенном учете сопротивление коммутационных аппаратов принимают — 1 мОм.
![Таблица 19 - Значения сопротивлений разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ ГОСТ 28249-93](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/tablitsa_19_GOST_28249-93.png)
9. Определение сопротивлений контактных соединений кабелей и шинопроводов
Значения сопротивления контактных соединений кабелей и шинопроводов определяют по приложению 4 таблицы 17,18 ГОСТ 28249-93. Для упрощения расчетов, данными сопротивлениями можно пренебречь. При приближенном учете сопротивлений контактов принимают:
• rк = 0,1 мОм — для контактных соединений кабелей;
• rк = 0,01 мОм — для шинопроводов.
![Таблицы 17,18 - Значения сопротивления контактных соединений кабелей и шинопроводов ГОСТ 28249-93](https://raschet.info/wp-content/uploads/2017/12/tablitsa_17-18_GOST_28249-93.png)
10. Список литературы
1. Рекомендации по расчету сопротивления цепи «фаза-нуль». Главэлектромонтаж. 1986 г.
2. ГОСТ 28249-93 – Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.
3. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.
4. Голубев М.Л. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4 — 35 кВ. 2-e изд. 1980 г.
5. ТУ 16-705.500-2006. Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередач.
Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.