курсовая. проектная курсовая. Методические указания по написанию и защите курсовых работ Направление подготовки 13. 03. 02 Электроэнергетика и электротехника

Название	Методические указания по написанию и защите курсовых работ Направление подготовки 13. 03. 02 Электроэнергетика и электротехника
Анкор	курсовая
Дата	06.05.2023
Размер	1.05 Mb.
Формат файла
Имя файла	проектная курсовая.docx
Тип	Методические указания #1112120
страница	9 из 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

16 Расчет токов короткого замыкания

16.1 Виды коротких замыканий

Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки, при которых токи в ветвях электроустановки резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

В системе трехфазного переменного тока могут быть замыкания между тремя фазами (трехфазные КЗ), между двумя фазами (двухфазные КЗ) и однофазные КЗ.

Трехфазные КЗ являются симметричными, так как в этом случае все фазы находятся в одинаковых условиях. Все остальные КЗ являются несимметричными, поскольку при каждом из них фазы находятся не в одинаковых условиях и значения токов и напряжений в той или иной мере искажаются.

Наиболее распространенным видом КЗ являются однофазные КЗ в сетях с глухо- и эффективно заземленной нейтралью. Значительно реже возникают двойные замыкания на землю, то есть одновременное замыкание на землю разных фаз в различных точках сети, работающей с изолированной нейтралью.

Расчетным видом КЗ для выбора или проверки параметров электрооборудования обычно считают трехфазные КЗ. Однако для выбора или проверки уставок защиты и автоматики требуется определение и несимметричных токов КЗ.

16.2 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания производится для наиболее мощных и удаленных электроприемников. Исходя из плана расположения электрооборудования (см. рисунок 1) определяем, что наиболее мощным и удаленным от цеховой ТП электроприемником является шлифовальный станок № 1, и, соответственно, для него и производим расчет токов КЗ.

Для составления схемы электроснабжения шлифовального станка № 1 исходя из размеров цеха определяем длины проводников линий электроснабжения станка:

- длина линии QF1 – ШМА1, кабель 3хАВВГ 4х120: l₁= 5м;

- длина шинопровода ШМА1: l_ш= 54м;

- длина линии ШМА1 – шлифовальный станок № 1: l₂= 10м.

Составляем схему электроснабжения шлифовального станка № 1 и определяем точки КЗ: К₁– секция шин НН цеховой ТП, К₂– наиболее удаленная точка шинопровода ШМА1, К₃– электродвигатель шлифовального станка № 1, рисунок 5.

Рисунок 5 - Расчетная схема электроснабжения

На основании расчетной схемы (рисунок 5) составляем эквивалентную

схему замещения (рисунок 6).

Рисунок 6 - Эквивалентная схема замещения электроснабжения

Сопротивления схемы замещения.

- сопротивления трансформатора ТМ-630/10/0,4 [14]:

R_Т3,1 мОм; Х_Т13,6 мОм; Z_Т14,0 мОм; Z⁽¹⁾128,0 мОм;

- сопротивления автоматических выключателей [14]:

QF9 – 1250 А; R_QF₉0,14 мОм; Х_QF₉0,08 мОм;

0,16 мОм.

QF7 – 1250 А; R_QF₇0,14 мОм; _Х_QF₇0,08м Ом;

0,16 мОм.

QF1 –400А; R_QF₁0,65мОм; Х_QF₁0,17мОм;

0,67 мОм.

- сопротивления линии l₁(QF1 – ШМА1), кабель 3хАВВГ 4х120 [14]:

r₀_л₁0,28 мОм/ м; х₀_л₁0,08 мОм/ м; R₀_л₁3 r_ол₁l₁30,285 4,2 мОм;

Х_л₁3х₀_л₁l₁30,085 1,2 мОм;

4,37 мОм.

- сопротивления шинопровода ШМА1 типа ШМА 4-1600 [14, табл. 2.10]:

r₀_ш0,03 мОм/ м; х₀_ш0,014 мОм/ м; R_шr₀_шl_ш0,0354 1,62 мОм

Х_шх₀_шl_ш0,01454 0,76 мОм;

1,79 мОм;

- сопротивление предохранителя FU1 на ток 600А [14]:

R_FU₁0,15 мОм;

- сопротивления линии l₂(FU1 – шлифовальный станок № 1), провод в трубе 4хАПВ (1х120) [14]:

r₀_л₂0,28мОм/ м; х₀_л₂0,08мОм/ м; R_л₂r₀_л₂l₂0,2810 2,8 мОм;

Х_л₂х₀_л₂l₂0,0810 0,8мОм;

2,91 мОм.

Расчет токов трехфазного короткого замыкания.

а) Вычисляем сопротивления до точки короткого замыкания К1:R_К₁R_ТR_QF₉R_QF₇3,1 0,14 0,14 3,38 мОм;

Х_К₁Х_ТХ_QF₉Х_QF₇13,6 0,08 0,08 13,76 мОм;

14,17 мОм.

_{б) Вычисляем} сопротивления до точки короткого замыкания К2:

R_К₂R_К₁R_QF₁R_Л₁R_Ш3,38 0,65 4,2 1,62 9,85мОм;

Х_К₂Х_К₁Х_QF₁Х_Л₁Х_Ш13,76 0,17 1,2 0,76 15,89мОм;

18,69 мОм.

_{в) Вычисляем сопротивления до точки короткого замыкания К}3_:

R_К₃R_К₂R_FU₁R_Л₂9,850,152,8 12,8 мОм;

Х_К₃Х_К₂Х_Л215,892,9118,8 мОм;

22,74 мОм.

_{г) Вычисляем токи трехфазного КЗ в точках К}1, К2, К3:

16,32 кА;

11,75 кА;

9,66 кА.

Расчет токов двухфазного короткого замыкания

_{Произведем расчет токов двухфазного КЗ в точках К}1, К2, К3:

_14,12кА;

_10,16кА;

_8,36кА.

Расчет токов однофазного короткого замыкания.

_{а) Сопротивление петли «фаза-нуль» в точке К}1:

Z_П₁Z_ТZ_QF₉Z_QF₇14,00,160,16 14,32 мОм;

_{б) Сопротивление петли «фаза-нуль» в точке К}2:

_{1) активное, реактивное и полное сопротивление линии}l₁

2R_л₁2 4,2 8,4 мОм;

2 Х_л₁21,2 2,4 мОм;

8,74 мОм;

2) активное, реактивное и полное сопротивление шинопровода

2R_ш21,62 3,24 мОм;

2Х_ш20,76 1,52 мОм;

3,58 мОм;

_{3) полное сопротивление в точке К2}

_{14,32 + 8,74 + 3,58 = 26,64}мОм.

_{в) Сопротивление петли «фаза-нуль» в точке К}3_:

1) активное, реактивное и полное сопротивление линии l_2:

R_FU₁2R_л₂0,1522,8 5,75 мОм;

2Х_л₂20,8 1,6 мОм;

5,97 мОм;

2) полное сопротивление в точке К3:

26,64 + 5,97 = 32,61 мОм.

г) Вычисляем токи однофазного КЗ в точках К1, К2, К3:

4,04 кА;

3,17 кА;

2,92 кА.

Расчет ударных токов короткого замыкания

Для расчета ударных токов КЗ необходимо определить ударные коэффициенты. Согласно справочному пособию [17], ударные коэффициенты определяются по графику [17] как функция [17]: