Расчетная схема
Рисунок 3.1- Расчетная схема
Из схемы видно, что требуется определить емкостной ток простого однофазного замыкания на землю в кабельной сети напряжением 10 кВ. Питающий трансформатор не изображен, так как он не участвует в расчете.
Исходные данные
Данные для расчета емкостного тока замыкания в кабельной сети:
Номинальное напряжение сети Uном с = 10 кВ;
Номинальное напряжение высоковольтного кабеля Uном кл = 10 кВ;
Номинальное сечение высоковольтного кабеля Fном кл = 240 мм2 ;
Длина высоковольтного кабеляLном кл = 4,9 км;
Исходные данные для остальных кабелей линий в распечатке программы RETZ.
Расчеты
Емкостной ток однофазного простого замыкания на землю определяется по формуле
где 
- удельный емкостной ток замыкания на землю в кабельной линии.
Суммарный емкостной ток замыкания на землю в кабельной сети найдем по формуле
где 
- емкостной ток замыкания на землю каждой из линий.
Линия 1:
Линия 2:
Линия 3:
Линия 4:
Суммарный емкостной ток замыкания на землю:
Согласно п. 1.2.16 ПУЭ компенсация емкостного тока замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью с номинальным напряжением Uном = 10 кВ должна осуществляться при достижении первым значения Iз доп = 20 А.
В данном случае 
.
Следовательно, необходима установка дугогасящего реактора (ДГР) в нейтрали трансформатора ГПП.
Автоматический расчет произведен по программе RETZ (PRES 1) результаты расчета приведены в распечатке.
ЕМКОСТНОЙ ТОК ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В КЛ
U номинальное сети = 10 [кВ]
┌───────┬──────────┬───────────┬────────────┬───────────────┐
│ │ │ │ │ │
│ ЛИНИЯ │ U │ L │ F │ I │
│ │ номинал. │ длина │ кабеля │ замыкания │
│ │ кабеля │ линии │ │ на землю │
│ │ (кВ) │ (км) │ (мм^2) │ (А) │
├───────┼──────────┼───────────┼────────────┼───────────────┤
│ 1 │ 10 │ 4.900 │ 240 │ 8.183 │
├───────┼──────────┼───────────┼────────────┼───────────────┤
│ 2 │ 10 │ 4.900 │ 185 │ 7.350 │
├───────┼──────────┼───────────┼────────────┼───────────────┤
│ 3 │ 35 │ 4.900 │ 240 │ 8.890 │
├───────┼──────────┼───────────┼────────────┼───────────────┤
│ 4 │ 10 │ 7.350 │ 240 │ 12.275 │
└───────┴──────────┴───────────┴────────────┴───────────────┘
Суммарный емкостной ток замыкания на землю: 36.698 А
4 Расчет петли «фаза ноль»
Расчет петли «фаза – ноль» это расчет однофазного тока короткого замыкания на корпус оборудования в сетях до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.
Расчет проводиться с целью нахождения наименьшего тока короткого замыкания (КЗ), т.к. может быть, что 
и тогда защитная аппаратура может не сработать при 
. Для надежного отключения поврежденного оборудования должно выполняться неравенство:
где 
- номинальный ток расцепителя ближайшего автомата.
Согласно ПУЭ в случае питания ЭП до 1 кВ от понижающих трансформаторов при расчете токов КЗ следует исходить из условия, что подведенное к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению.
Исходные данные:
На высоком напряжении трансформатора подключается система бесконечной мощности, поэтому можно считать что 
, напряжение системы
кВ.
- мощность цехового трансформатора Sном.т = 1600 кВА. (ТМ-1600/10)
- высшее напряжение трансформатора UВ = 10 кВ.
- низшее напряжение трансформатора UН = 0,4 кВ.
- потери короткого замыкания трансформатора РК= 16,5 кВт. Uк = 5,5 %.
- номинальный ток вводного автомата Iном.1 = 4000 А.
- номинальный ток автомата, защищающего РП, Iном.2 = 250 А.
- линия Л1 выполнена кабелем, сечением F1= 150 мм2, длиной L1=0,04 км;
- номинальный ток автомата, защищающего ЭП, Iном.3= 160 А.
- линия Л2 выполнена изолированным проводом в трубе, сечением F2= 50 мм2, длиной L2=0,047 км;
Расчет:
а) Система
.
Так как система является источником бесконечной мощности, то сопротивление системы
.
б) Индуктивное сопротивление прямой и обратной последовательностей цехового трансформатора Т2
Ом.
Активное сопротивление прямой и обратной последовательностей цехового трансформатора Т2
Ом.
По отношению Х0/Х1 = 50/5,4 = 9,2 и R0/R1 = 16,3/1 = 16,3 для трансформатора мощностью 1600 кВА с. 137 /3/, находим индуктивное и активное сопротивления нулевой последовательности:
в)Найдем сопротивления автоматов принимая Х0/Х1=1,0 и R0/R1=1,0.
Индуктивное сопротивление i-ого автомата
,
где 
- индуктивное сопротивление i-ого автомата, согласно с.139/3/.
Активное сопротивление i-ого автомата
,
где 
- активное сопротивление i-ого автомата, согласно с.139/3/.
г)Индуктивное сопротивление прямой и обратной последовательностей линий:
где 
- удельное сопротивление iой линии, Ом/км, с. 139 /3/.
Активное сопротивление i-ой линии (прямой и обратной последовательностей)
где 
- удельное сопротивление i-ой линии, Ом/км, с. 139 /3/.
Для линий принимаем отношение Х0/Х1=4 и R0/R1=9, согласно программе TKZ, тогда сопротивление нулевой последовательности:
линия 1: 
линия 2: 
Суммарное индуктивное сопротивление прямой последовательности (Х1⅀, Ом)
Ом
Суммарное индуктивное сопротивление обратной последовательности (Х2⅀, Ом)
Суммарное индуктивное сопротивление нулевой последовательности (Х0⅀, Ом)
Суммарное активное сопротивление прямой последовательности (R1⅀, Ом)
Суммарное активное сопротивление обратной последовательности (R2⅀, Ом)
Суммарное активное сопротивление нулевой последовательности (R0⅀, Ом)
Суммарное индуктивное сопротивление (Х⅀, Ом)
Суммарное активное сопротивление (R⅀, Ом)
Суммарное полное сопротивление (Z⅀, Ом)
Действующее значение периодического тока однофазного короткого замыкания (In(1), кА)
Постоянная времени апериодической составляющей (Та, с)
Ударный коэффициент (Куд)
Ударный ток в месте однофазного КЗ (
, кА)
Проверим неравенство 
,
.
Итак, 
.
Условие выполняется, следовательно, при замыкании на корпус защитная аппаратура отключит поврежденный двигатель.
Автоматизированный расчет проводится с помощью программы TKZ. Результаты работы программы показаны в распечатке.
PАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Типы последовательных элементов:
1 Источник
2 Реактоp
3 Тpансфоpматоp
4 Линия
5 Автомат
6 Дpугой элемент (X и R,Ом)
Номеpа элементов 1 2 3 4 5 6 7
Типы элементов 1 3 5 5 4 5 4
ИCХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1) Источник: U = 10.00 кB, X = 0.00 Ом
2) Тpансфоpматоp:
Sтp (МВА), Uв (кВ), Uн (кВ), Uк (%), Pкз (кВт)
1.60 10.00 0.40 5.50 16.50
3)Автомат: Iном = 4000 A
4)Автомат: Iном = 200 A
5) Кабель
Матеpиал жил: Алюминий, Fном = 150 мм2
Xу(Ом/км), Rу(Ом/км), L (км)
0.060 0.206 0.040
6)Автомат: Iном = 140 A
7) Изолированый провод в трубе
Матеpиал жил: Алюминий, Fном = 50 мм2
Xу(Ом/км), Rу(Ом/км), L (км)
0.085 0.620 0.047
Обатная последовательность, источник: X2/X1= 1.00
Нулевая последовательность: X0/X1
7) Линия 4.00
6) Автомат 1.00
5) Линия 4.00
4) Автомат 1.00
3) Автомат 1.00
2) Тpансфоpматоp (Y / Yo) 9.20 R0/R1 = 16.30
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ОДНОФАЗНОГО К.З.
Точка к.з. за последним элементом номеp N 7
Номинальное напpяжение сети (кВ) Uном 0.380
Пеpиодический ток к.з. (кА) Iп 1.425
Удаpный ток к.з. (кА) Iу 2.015
Удаpный коэффициент Ку 1.000
