Розрахунок в практичних одиницях

1. Приймаємо базисну напругу:

. кВ.

2. Визначаємо опір елементів мережі в практичних одиницях приведений до базисної напруги.

Опір генератора:

; Ом.

Опір підвищувального трансформатора Т1:

; Ом.

Опір повітряної лінії напругою 35 кВ (ПЛ1):

; приймаємо, що Ом/км, тоді

Ом.

Опір знижувальних трансформаторів Т2 та Т3:

Ом.

Опір повітряної лінії напругою 10 кВ (ПЛ2):

Ом.

3. Визначаємо результуючий опір до точки К1:

Так як ми знехтували активним опором проводів, то записуємо:

;

Ом.

4. Визначаємо результуючий опір до точки К2:

; Ом.

5. Визначаємо струм трифазного короткого замикання в точці К1:

; кА.

6. Визначаємо струм трифазного короткого замикання в точці К2:

кА.

7. Визначаємо потужність трифазного короткого замикання:

;

в точці К1: МВА;

в точці К2: МВА.

Розрахунок у відносних одиницях.

1. Задаємося базисними умовами:

кВ; кВ; МВА.

2. Визначаємо опір елементів мережі у відносних одиницях приведений до базисних умов.

Опір генератора:

; .

Опір підвищувального трансформатора Т1:

; .

Опір повітряної лінії напругою 35 кВ (ПЛ1):

; .

Опір знижувальних трансформаторів Т2 та Т3:

Опір повітряної лінії напругою 10 кВ (ПЛ2):

; .

3. Визначаємо результуючий опір до точки К1:

;

4. Визначаємо результуючий опір до точки К2:

; .

5. Визначаємо струм трифазного короткого замикання в точці К1:

; ; кА.

кА;

6. Визначаємо струм трифазного короткого замикання в точці К2:

кА.

5. Визначаємо потужність трифазного короткого замикання:

;

в точці К1: МВА;

в точці К2: МВА.

Задача 9.2 (самостійно)

Споживча ТП 10/0,4 кВ (рисунок 9.5) отримує живлення від районної трансформаторної підстанції (РТП) 35/10 кВ лінією 10 кВ довжиною l ₂, км, що виконана проводом АС перерізом F ₂, мм². РТП 35/10 кВ із
трансформаторами, потужністю , МВА, приєднана до системи електропостачання С, що має потужність к.з. , МВА, повітряною лінією 35 кВ довжиною ₁, км, що виконана проводом марки АС перерізом ₁, мм². Визначити струм трифазного та двофазного к.з, ударний струм та потужність трифазного к.з. в точках К1 та К2. Вихідні дані для розрахунку за варіантами наведені в таблиці 9.1.

Рисунок 9.5 – Розрахункова схема мережі

Таблиця 9.1 – Вихідні дані для розрахунку

Варіант	, мВА	, км	,мм²	n, шт	мВА	%	, км	,мм²
		20,0	АС-120		6,3	7,5	3,0	АС-35
		15,0	АС-120		10,0	7,5	4,0	АС-50
		10,0	АС-95		2,5	6,5	6,0	АС-35
		4,0	АС-70		6,3	7,5	8,0	АС-70
		30,0	АС-120		1,0	6,5	10,0	АС-95
		26,0	АС-120		2,5	6,5	12,0	АС-95
		35,0	АС-95		1,6	6,5	14,0	АС-70
		17,0	АС-95		1,0	6,5	16,0	АС-50
		33,0	АС-150		10,0	7,5	17,0	АС-120
		11,0	АС-95		1,0	6,5	2,0	АС-70
		23,0	АС-150		4,0	7,5	15,0	АС-50
		21,0	АС-95		1,6	6,5	3,0	АС-50
		15,0	АС-95		6,3	7,5	13,0	АС-70
		10,0	АС-95		4,0	7,5	7,0	АС-35
		5,0	АС-70		2,5	6,5	11,0	АС-50
		30,0	АС-150		6,3	7,5	9,0	АС-95
		25,0	АС-120		1,0	6,5	7,0	АС-95
		35,0	АС-150		2,5	6,5	5,0	АС-35
		18,0	АС-95		1,6	6,5	12,0	АС-50
		33,0	АС-95		1,0	6,5	10,0	АС-70
		12,0	АС-70		10,0	7,5	8,0	АС-50
		23,0	АС-95		1,0	6,5	4,0	АС-35

ЗАНЯТТЯ 10.

Тема: РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ

В ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ НАПРУГОЮ 380/220 В

Мета заняття: Навчитися розраховувати струми короткого

Замикання в електричних мережа напругою 380/220 В

І ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Сільські електричні мережі напругою 380 В виконують із глухо заземленою нейтраллю. В таких мережах можуть виникати трифазні, двофазні та однофазні короткі замикання (к.з.).

Розрахунок струмів к.з. в таких мережах зводиться до визначення максимального струму к.з. (трифазного) на шинах 0,4 кВ трансформаторної підстанції 10/0,4 кВ та мінімального струму к.з. (однофазного) в найбільш електрично віддаленій точці лінії.

Значення струму трифазного к.з. на шинах підстанції необхідне для вибору та перевірки електричних апаратів підстанції 10/0,4 кВ на термічну та електродинамічну стійкість та узгодження захистів трансформатора та лінії 0,38 кВ, а за струмом однофазного к.з. в найбільш електрично віддаленій точці лінії перевіряють ефективність (чутливість) пристроїв захисту (реле, автоматів, плавких запобіжників).

При визначенні струмів замикання в мережах низької напруги треба враховувати як індуктивний, так і активний опори елементів схеми. У розрахунках не враховують опір лінії 10 кВ, що живить силовий трансформатор 10/0,4 кВ (z_л ₁₀ = 0), і вважають, що напруга на шинах високої напруги трансформаторної підстанції при к.з. в мережі низької напруги залишається незмінною та дорівнює номінальному значенню.

Розрахунок струмів к.з. в мережах низької напруги рекомендується виконувати методом іменованих одиниць.

Результуючий опір до точки к.з. складається з активного та індуктивного опорів трансформатора 10/0,4 кВ та лінії 0,38 кВ.

Повний опір трансформатора визначається за виразом (9.5):

Активний опір трансформатора визначають за виразом:

, (10.1)

де – втрати потужності в обмотці трансформатора (в міді), кВт.

Індуктивний опір трансформатора:

, (10.2)

або

(9.3)

Активний та реактивний опір лінії визначаємо за виразами (9.3) та (9.4):

, .

Струм трифазного к.з в будь-якій точці лінії 0,38 кВ визначається за відомим виразом (9.22):

Максимальний струм трифазного к.з. на шинах 0,4 кВ трансформаторної підстанції 10/0,4 кВ також можна визначити за виразом:

, (10.4)

де – номінальний струм трансформатора, А.

Струм однофазного к.з. в лінії 0,38 кВ визначається за виразом:

, (10.5)

де – фазна напруга мережі, В;

– повний опір трансформатора струму замикання на корпус, Ом;

– повний опір петлі «фаза-нуль» до точки к.з., Ом.

Опір петлі «фаза-нуль» в загальному випадку визначається за виразом:

(10.6)

де , – питомий активний та індуктивний опір і -ї ділянки фазного проводу лінії, Ом/км;

, – питомий активний та індуктивний опір і -ї ділянки нульового проводу, Ом/км;

– питомий зовнішній індуктивний опір петлі «фаза-нуль», Ом/км;

– довжина і -ї ділянки лінії, км.

Якщо фазний та нульовий провід лінії виготовлені із кольорового металу, то їхнім індуктивним опором (внутрішнім) нехтують, тоді:

(10.7)

Якщо нульовий провід лінії виконаний таким же перерізом, що і фазний, із кольорового металу, тоді:

(10.8)

Для проводів із кольорового металу зовнішній індуктивний опір петлі «фаза-нуль» приймається рівним Ом/км.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Які причини виникнення коротких замикань?

2. Які наслідки виникнення струмів к.з. в мережі?

3. Які види коротких замикань можуть виникати в мережах напругою 380/220 В?

4. З якою метою розраховують струми к.з. в електричних мережах?

5. З якою метою розраховується трифазний струм к.з. на шинах
0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ?

6. З якою метою розраховуються однофазні струми к.з. у найбільш електрично віддалених точках ліній напругою 380/220 В?

7. Як враховується активний опір елементів мережі при розрахунку струмів к.з. в мережах напругою 380/220 В

8. Як визначається струм трифазного к.з. на шинах 0,4 кВ трансформатора?

9. Як розраховується струм однофазного к.з. в лінії 0,38 кВ?

10. Що таке опір петлі «фаза-нуль» і як він визначається?

ЛІТЕРАТУРА

2 с. 184-187, 194, 429-432; 3 с. 194-196, 458, 470, 473; 4 с.196-198, 498, 510, 513; 5 с. 204-224; 5 с. 224-226; 6 с.195-196; 7 с.225-229; 8 с. 127-132;
9 с185-186; 10 с.155-157.

Задача 10.1

Повітряна лінія напругою 0,38 кВ відходить від шин споживчої трансформаторної підстанції 10/0,4 кВ. Розрахункові дані наведені на схемі мережі (рисунок 10.1). Визначити струм трифазного к.з. в точці К1 та струм однофазного к.з. в точці К2.

Рисунок 10.1 – Розрахункова схема мережі

РОЗВ’ЯЗАННЯ:

1. За розрахунковою схемою (рисунок 10.1) складаємо еквівалентну схему заміщення мережі (рисунок10.2). Приймаємо, що z_л ₁₀ = 0.

Рисунок 10.2 – Еквівалентна схема заміщення мережі.

2. Приймаємо базисну напругу:

. кВ.

3. Визначаємо струм трифазного к.з. в точці К1 (шини 0,4 кВ):

; А.

4. За літературними джерелами або із додатку К (таблиця К1, К2), визначаємо питомий опір проводу:

А 35 Ом/км;

А 25 Ом/км.

Ом/км.

5. За літературними джерелами або із додатку Л (таблиця Л.1) визначаємо повний опір трансформатора струму замикання на корпус:

Ом.

6. Визначаємо опір петлі «фаза-нуль» до точки К2:

Ом.

7. Визначаємо струм однофазного к.з. у точці К1:

; А.

Задача 10.2 (самостійно)

Повітряна лінія напругою 0,38 кВ (рисунок 10.3) приєднана до шин 0,4 кВ споживчої ТП 10/0,4 кВ із трансформаторами потужністю , кВА. Опір системи не відомий. Розрахувати максимальні та мінімальні значення струмів к.з. мережі 0,38 кВ в розрахункових точках. Вихідні данні для розрахунку за варіантами наведені в таблиці 10.1.