Электронная схема подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть
Расчет тока короткого замыкания в сети 0,4 кВ
Введение
В соответствии с пунктом 3.1.8. ПУЭ электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения при этом указано что защита должна проверяться по отношению наименьшего расчетного тока короткого замыкания (далее — тока КЗ) к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя. (Подробнее о выборе защиты от токов короткого замыкания читайте статью: Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты)
В сетях 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью наименьшим током КЗ является ток однофазного короткого замыкания методика расчета которого и приведена в данной статье.
Основные понятия и принцип расчета
Сама формула расчета тока короткого замыкания проста, она выходит из закона ома для полной цепи и имеет следующий вид:
- Uф — фазное напряжение сети (230 Вольт);
- Zф-о — полное сопротивление петли (цепи) фаза-нуль в Омах.
Что такое петля фаза-нуль (фаза-ноль)? Это электрическая цепь состоящая из фазного и нулевого проводников, а так же обмотки трансформатора к которым они подключены.
В свою очередь сопротивление данной электрической цепи и называется сопротивлением петли фаза нуль.
Как известно есть три типа сопротивлений: активное (R), реактивное (X) и полное (Z). Для расчета тока короткого замыкания необходимо использовать полное сопротивление определить которое можно из треугольника сопротивлений:
Примечание: Сумма полных сопротивлений нулевого и фазного проводников называется полным сопротивлением питающей линии.
Рассчитать точное сопротивление петли фаза-нуль довольно сложно, т.к. на ее сопротивление влияет множество различных факторов, начиная с переходных сопротивлений контактных соединений и сопротивлений внутренних элементов аппаратов защиты, заканчивая температурой окружающей среды. Поэтому для практических расчетов используются упрощенные методики расчета токов КЗ одна из которых и приведена ниже.
Справочно: Расчетным путем ток короткого замыкания определяется, как правило, только для новых и реконструируемых электроустановок на этапе проектирования электрической сети и выбора аппаратов ее защиты. В действующих электроустановках наиболее целесообразно определять ток короткого замыкания путем проведения соответствующих измерений (путем непосредственного измерения тока КЗ, либо путем косвенного измерения, т.е. измерения сопротивления петли-фаза-нуль и последующего расчета тока КЗ).
Методика расчета тока кз
1) Определяем полное сопротивление питающей линии до точки короткого замыкания:
- Rл — Активное сопротивление линии, Ом;
- Xл — Реактивное сопротивление линии, Ом;
Примечание: Расчет производится для каждого участка линии с различным сечением и/или материалом проводника, с последующим суммированием сопротивлений всех участков (Zпл=Zл1+Zл2+…+Zлn).
Активное сопротивление линии определяется по формуле:
- Lфо — Сумма длин фазного и нулевого проводника линии, Ом;
- p — Удельное сопротивление проводника (для алюминия — 0,028, для меди – 0,0175), Ом* мм 2 /м;
- S — Сечение проводника, мм 2 .
Примечание: формула приведена с учетом, что сечения и материал фазного и нулевого проводников линии одинаковы, в противном случае расчет необходимо выполнять по данной формуле для каждого из проводников индивидуально с последующим суммированием их сопротивлений.
Реактивное сопротивление линии определяется по формуле:
2) Определяем сопротивление питающего трансформатора
Сопротивление трансформатора зависит от множества факторов, таких как мощность, конструкция трансформатора и главным образом схема соединения его обмоток. Для упрощенного расчета сопротивление трансформатора при однофазном кз (Zтр(1)) можно принять из следующей таблицы:
3) Рассчитываем ток короткого замыкания
Ток однофазного короткого замыкания определяем по следующей формуле:
- Uф — Фазное напряжение сети в Вольтах (для сетей 0,4кВ принимается равным 230 Вольт);
- Zтр(1) — Сопротивление питающего трансформатора при однофазном кз в Омах (из таблицы выше);
- Z пл — Полное сопротивление питающей линии (цепи фаза-ноль) от питающего трансформатора до точки короткого замыкания в Омах.
- Определяем полное сопротивление питающей линии до точки короткого замыкания
- Определяем сопротивление трансформатора
- Рассчитываем ток короткого замыкания
Пример расчета тока кз
Для примера возьмем следующую упрощенную однолинейную схему:
Как видно из схемы всего имеется три участка сети, расчет сопротивления необходимо производить для каждого в отдельности, после чего сложить рассчитанные сопротивления всех участков.
Таким образом полное сопротивление питающей линии (цепи фаза-ноль) от питающего трансформатора до точки кз составит:
Как видно из схемы источником питания является трансформатор на 160 кВА, со схемой соединения обмоток «звезда — звезда с выведенной нейтралью». Определяем сопротивление трансформатора по таблице выше:
Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!
Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.
