Наименован*®

Обложка и титульный лист

Содержание тома

Текстовая часть

Формулы расчета сопротивлений элементов схемы замещения /индуктивна/

Формулы расчета сопротивлений элементов схемы замещения /активных/

Расчет токов коротких замыканий Пример № I.

Расчет токов коротких замыканий Пример № 2.

Приложение АР, Таблицы сопротивлений элементов. Схемы замещения

Приложение 2, Вспомогательные материалы для расчета токов к.з.

№ббё-£

Г^ководство по выполнению расчетов токов ко-poTKopft яямнкания в сетях шзмпредприятий

Содержание тдиа joota л

- значения периодической составляющей тока к.з. к моменту времени с размыкания силовых контактов выключателя;

-    значения апериодической составляющей тока к.з. к моменту времени «Г ;

-    значение ударного тока к$з.

• 2.19. Кроме указанной в п. 2.19 схемы замещения для расчета значений апериодической составляющей тока к.з. к моменту времени С- и ударного тока к.з. для случая, когда точка к.з. находится за общим для группы электродвигателей сопротивлением или за общим для электродвигателей и системы сопротивлением (М366£-“7) - используется схема замещения, в которой все элементы расчетной схемы представлены активными сопротивлениями. допускается совмещать схему замещения с активюми сопротивлениями со схемой по п. 2.18, указывая значения активных сопротивлений в скобках (см. пример расчета 2). Примечание. :    т ~ о /вс    - суммарное бремя санбатыДания

'    репейной защиты и Зь/кл/оч/гтеа.я

3. ВЫБОР РАСЧЕТНОГО РЕЖИМА

3.1.    Выбор расчетного режима включает в себя определение места короткого замыкания и состояния расчетной схемы, при которых значения токов, проходящих через аппараты и проводники, подлежащие выбору и проверке по условиям к.з., оказываются наибольшими из возможных.

3.2.    Для определения места короткого замыкания учитывают следующие паления:

3.2.1. Для выбора и проверки выключателей нерезктировав-ных линий 3-10 кВ, отходящих от сборных шин распределитель шах устройств^раечетным обычно является короткое замыкание за выключателем пассивного элемента (т.е. элемента не генерирующего ток короткого замыкания), считая от сборных шин. Остальные

М3662 -3

Тплми

выключатели по условиям короткого замыкания, как правило, не

выбираются и не проверяются (рис.3-1 и 3-2)_?тэк как. они находят с-9. & волее легких по сравнению с проверяемым условиях.

3.2.2,- При отсутствии пассивных элементов среди отходя

щих нереактированных линий расчетным обычно является короткое замыкание за выключателем линии к наименьшему по мощности асинхронному, а при отсутствии асинхронных - синхронному двигателю (рис. 3-3).

3.2.3.    Для выбора и проверки выключателей реактированных линий, независимо : от того с какой стороны от реактора (до реактора или после него) они установлены, расчетам считается короткое замыкание за реактором, считая от сборных шин (рис.

3-4).При Этом должны быть выполнены залогия, Указанные Ъ §    ПУЭ. ,

3.2.4.    Секционные выключатели, включенные последовательно

с реактором должны быть выбраны и проверены по условиям короткого зашкания на участке между выключателем и реактором (рис. 3-4).

3.2.5.    Подрежиму короткого замыкания не проверяются:

-    проводники в цепях к индивидуальным электроприемникам и цеховым трансформаторам общей мощностью до 1000 кВ.А с высшим напряжением до 20 кВ, если в электрической или технологической частях предусмотрена необходимая степе не резервирования, если повреждение проводника при коротком замыкании не может вызвать взрыва, если возможна замена проводника без значительных затруднений;

* проводники в цепях* измерительных трансформаторов напряжений ;

-    проводники к неответственным индивидуальным приемникам

иди распределительным пунктам небольшей мощности, если пов-■реяодение проводника не*может вызвать взрыва;

тзг-з '|5?

И"............. ‘    '

Ъ цепи реэт'ора. ас^ана&лмйаетс»

* <М \

- аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями со вставками на 1н ^60 А - (по динамической стойкости) и независимо от номинального тока (по термическую стойкость) ;

- провода отходящих воздушных линий.

3.2.6. Проверка термической стойкости пучка, состоящего из двух и более параллельно включенных кабелей. Производится по току короткого замыкания непосредственно за пучком (рис. 3-5). В этом случае Каждым кабель пучка проверяется по току: где О,-число кавелеи ъ пучке.

3.3. При определении состояния расчетной схемы, обеспечивающего протекание через аппараты и проводники, подлежащие выбору и проверке по условиям короткого замыкания, наибольшего тока, рекомендуется принимать во внимание следующее:

3.3.1.    Если в схеме электосвабжения предусмотрена раздепь ная работа питающих источников на сборные шины 3-10 кВ, разделенные нормально отключенным секционным выключателем, то рас четным состоянием исходной схемы обычно является режим, когда один изотключен, а секционный выключатель включен (рис. 3-1). При этом все электродвигатели должны находиться

в работающем состоянии.

3.3.2.    В схеме электроснабжения, в которой предусмотрена параллельная работа питающих источников,расчетным состоянием обычно является нормальный режим исходной схемы. При этом следует отдельно рассмотреть необходимость учета всех или части электродвигателей (рис.3-2).

3-А. При расчета* термическом стойкости следует руководство даться также a.-l-4-в ПУЗ , определяющим способ вычисление

расчетного времени.

4. РАСЧЕТА ТОКОВ КСРОГКИХ ЗАМЫКАНИЙ

4.1. Расчеты токов коротких замыканий в радиальной схеме (рис. 4~/-)

4.1.1. Для выполнения расчетов токов к.з. в радиальной схеме, в которой каждый двигатель связан с точкой к.з. индивидуальным внешним сопротивлением^ схема замещения с индуктивными сопротивлениями путем преобразований приводится к простейшему виду.

4.1.2. На окончательно преобразованной схеме замещения должны быть показаны:

-    ветвь источника электеоснабжения (системы) с Э.Д.С, £_б~ 1 и внешним результирующим сопротивлением я_й ;

-    ветви всех электродвигателей с соответствующими ЭДС и сопротивлениями.

Допускается объединять группу одинаковых двигателей, одинаково соединенных с точкой к.з., в один эквивалентный с соответствующим пересчетом сопротивления ветви по формуле:

(4-1)

Х/t - сопротивление (o.ej одного электродвигателя;

Xg# - сопротивление (о.е.) от зажимов электродвигателя

м

до точки к.з. ;

/7 - количество одинаковых двигателей.

4.1.3. Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания лэтисточника электроснабжения (системы) составляет:

/>/3662-3

■■■ _ _ .. ¹

Рплиярьмяя схем я    Схем я    с оош>и^ ^/?я_л

группы лбигптепеа сопротибпеыиег/

Схем я с о8сцим лля группы aSl/гг те геи и составы сгпрогиб пением

Рис А" 4

М36Б2-5

5 с    ^

Inot. ' ~jT~ If 3 £ [Щ ₍₄_₂₎

* * ■

4.1.4. Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания от группы из Ги одинаковых асинхронных двигателей рассчитывается по формуле:

(4-3)

или, если до выполнения расчета группа двигателей была объединена в один эквивалентный :

1и.мг-ТГ-1г <**>    ■    ■    <«-«

*«²

ПРИМЕЧАНИЕ: В случае, когда внешним сопротивлением в

ветви электродвигателя можно пренебречь (например, при соединении точки к.з. с двигателем, только кабелем) допускается начальное значение периодической составляющей тока к.з. от группы U3 KL - одинаковых асинхронны^ двигателей вычислять по выражению:

-Гулоиг " ^п 1    ^И    (4-5)

где 1_пуск - номиналеное значение краткости пускового тока ;

- ном и на л ь да й^!*гвк одного асинхронного двигателя ;

^    -    количество    одинаковых    асинхронных двигателей.

4.1.5. Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания от группы из    одинаковых    синхрон

ных двигателей рассчитывается по формуле:

I по he _r    --Is:/к А)    (4-6)    ■

А46 +    '

* . *

/V3662-3

-    сверхпереходная Э.Д.С. синхронного двигателя (о.е)

-    сопротивление синхронного двигателя (о.е) ;

-    то же, что и в формуле (4-1).

йсли до выполнения расчета группа двигателей была объединена в один эквивалентной с сопротивлением    , определен

ии по формуле (4-1), то:

JL/70aj&'Z. ~ Xrtg-£    fк.    (4-?)

ПРИМЕЧАНИЕ: В случае, когда внешним сопротивлением в ветви электродвигателя можно пренебречь'(напри-' мер, при соединении точки к.з. с двигателем только кабелем) допускается начальное значение периодической составляющей тока к.з. от группы из {I одинаковых синхронных двигателей вычислять по выражению:

Хпом&ъ. - ^    (4-8)

Ж    /    Л

где: XJ - сверхпереходнов'сопротивление электродвигателя (о.в) X// - номинальный ток электродвигателя (кА).

4Д.6. Значение периодической составляющей тока к.з. от источника электроснабжения (системы) к моменту времени Z размыкания силовых контактов выключателя принимается равйш начальному значению периодической составляющей:

-Z~/7TC ~ Х^/70с    /XX)    (4-9)

4.1.7. Значение периодической составляющей тока к.з. к моменту времени Z от асинхронных двигателей в общем случзе₁ подсчитывается по формуле:

~    №662-5

............ .

4.1.9. З^чение апериодической составляющей тока к.з. от источника электроснабжения (системы) к моменту времени 73 вычисляется по формуле:

иъ.*    ⁽⁴-¹²>

где Тд, - постоянная времени, значение которой приближен») определяется по табл. V2r-1 {$36623}жс/яб)

4.1.Ю. Значение апериодической составляющей тока к.з. от асинхронных двигателей в общем случае подсчитывается по формуле:

_ Г

itfb = (2 Iком ' е ^ГвМ=']2-1_ЛГи М (4-13)

где:    Там    - расчетная постоянная времени (см.п.4,1.7).

Для момента времени -Z . = 0,15 с значение можно принимать равным нулю, если отношение

Iпом ^

1„₀С ^ 1/70/4g

4.1.11.    Значение апериодической составляющей тока к.з. от синхронных двигателей рассчитывается по формуле:

■    _Л.

и*Г2 1лом₆‘е^т*"*    ош    (4-14)

где Тамб - постоянная времени, значение которой определяется по рис. П2-2 в зависимости от типа и мощности двигателя/###»?-^ листЗ),

При наличии в ветви с электродвигателем постоянно включенного реактора с номинальным током 1000 А и более значение TctMff принимается на 0,02 с меньше, чем на рис. П2-2.

4.1.12.    Составляющая ударного тока к.з. от источника электроснабжения (системы) определяется по выражению:

I. ВВЕДЕНИЕ

Руководство составлено отделом электроснабжения и подстанций Центрального производства (г. Москва) Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского и проектного института "Тяжцромэлектропроект" им. Ф.В. Якубовского (ВНИПИ ТПфЩ по плану пересмотра действующих и разработки новых нормативных документов Госстроя СССР,

Руководство по своему назначению и содержанию соответствует требованиям главы СНиП I-I-74 "Система нормативных . документов. Основные положения" и учитывает изменения и дополнения к этой главе, утвержденные постановлением Госстроя СССР f 163 от 10 августа 1973 г.

В Руководстве рассматривается применения отдельных положений главы 1-4 Правил устройства электроустановок (ПУЭ), "Инструкции по-проектированию электроснабжения промышленных предприятий" (CH-I74-75) и ГОСТ 687-70 "Выключатели переменного тока высокого напряжения. Общие технические требования" к расчету токов трехфазных коротких замыканий (т.к.з.) в сетях напряжением вше 3-10 кВ для выбора и проверки электрических аппаратов и проводников по условиям коротких замыканий (к*з.).

Руководство содержит рекомендации по содержанию и оформлению проектной документации с расчетами тонов    мето

дические указания по нахождению необходимых,значений т.к.з. и примеры расчетов, в сетях напряжение*

Кроме того, приведены некоторые вспомогательные и справочные материалы, которые могут понадобиться при проектировании.

&S9

2 ,

При составлении Руководства широко использовались методические и проектные материалыВВИЛИ ТПЭП, а также "Руково-* дящие указания по расчету коротких замыканий* выбору и проверке аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания" (1-я редакция), разработаядае Московским ордена Ленина Энергетическим Институтом и введенные в действие Решением Главного технического управления по эксплуатации энергосистем Министерства энергетики и электрификации СССР Щ 8-8/3 от 25 декабря 1975 г.

Руководство заменяет в части расчетов т.к.з. для выбора и проверки оборудования напряжением выше 1000 В нормаль проектной документации НХ83-74 41-* редакция) "Электроснабжение и подстанции. Расчеты".

В работе принимали участие С.Г.Шестаков, М. Кашинская и В.И.Корогодскнй.

Настоящая реддкция Руководства является первой.

2. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕШ И СХЕШ ЗАМЕЩЕНИЯ

2.1. Расчетная' схема для определения, токов коротких .замыканий представляет собой, как правило, однолинейную схему электрической сети, в которой работают электрические аппараты и проводники, подлежащие выбору и проверке по условиям короткого заикания.

й.2. В расчетную схему вводятся все генераторы, синхронные компенсаторы, синхро ндае и асинхронные электродвигатели напряженном выше 1000 В, имеющие вебольщую электрическую удаленность от точки к.з., а также трансформаторы, автотрансформаторы, реакторы, токопроводы, воздушизе и кабельные линии, связывающие источники питания.с местом короткого замыкания.

№662-3

•я

ПРИМЕЧАНИЕ: Считается, :.чта электродвигатели имеют не-большую электрическую удале нность от к.з., (см. черт. М3662.-6    ■?).    ..

если они связаны с э^ей непосредственно, через линейные реакторы, линии электропередачи и токопроводы, в случаях, когда двигатели присоединены к обмотке трехобмоточного трансфор-матора с близким к нулю сопротивлением соответствующего луча схеш замещения при к.з. на шинах, связанных с другой обмоткой трансфер- . матора, а также, если точка к.з. и электродвигатели связаны одной трансформацией*

2.3.    Если значительно удаленные электрически от точки к.з^

генераторы и синхрондае компенсаторы (например, энергосистемы) заданы в виде обобщенного эквивалентного источника с известной J величиной периодической составляющей начального тока Л/70 или соответствующей мощностью    при    трехфазвом к.з. в дан

ной узловой точке, то этот эквивалентный источник изображается на схеме как генератор, присоединенный к указанной узловой точке.

2.4.    В расчетной схеме показываются также электрические аппараты и проводники, подлежащие выбору и проверке по условиям короткого замыкания (по одному типопредставителю) за исключением трансформаторов тока, разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и т.п.

2.5.    При составлении расчетной схемы следует учитывать' ближайшее ^в течение примерно пяти лет) развитие сети, энергосистемы и ^электроустановок промышленного предприятия.

2.6.    В расчетной схеме указывается:

а)    для каждого обобщенного эквивалентного источника -наименование (например: "энергосистема” или "ТЭЦ") ; заданная величина периодической составляющей начального тока £по,(кД> или соответствующей мощности /i/^^^трехфазного к.з. в месте присоединения указанного источника к сети, где рассчитываются токи к.з, ;

б)    для генераторов - условное обозначение (например, ffO

номинальная мощность, cobjfi/ ;    и

постоянная времени Та_у С ;

в)    для синхронных компенсаторов - условное обозначение (например, &С ), номинальная мощность, %</ и постоянная времени С;

г)    для синхронных двигателей - условное обозначение (нап^

ример, УВ или MI), номинальная мощность;    )    к.п/

или кратность пускового тока ;

д)    для асинхронных двигателей - условное обозначение

(например, М иди М2), номинальная мощность;    к.п.д^;

кратность пускового тока.

е)    для трансформаторов и автотрансформаторов - условное

обозначение (например, TI), номинальная мощность; номинальное напряжение обмоток ; напряжение короткого замыкания ;    ;

ж)    для реакторов - условное обозначение (например,    ),

номинальное индуктивное сопротивление (в омах) и номинальный коэффициент связи (только для сдвоенных реакторов) ;

з)    для воздушных и кабельных линий электропередачи - условное обозначение (например, БЯ или КЯ) ; удельное индуктивное й активное сопротивя^тг^длина линяи^км)*

и)    для токопроводов - условное обозначение (например, h . )

№662-3 :

Фаонат Н

2*7. Допускается при изображении на расчетной схеме однотипных, одинаково соединенных с точкой короткого замыкания алектродвигателей ,шжазнвать) их в виде одного эквивалентного двигателя, мощность которого записывается в виде;число объе-. динеиных двигателей умноженное на мощность единичного двигателя*

2.Я. Схема замещения составляется на основании расчетной схемы, все элементы которой представляются соответствующими сопротивлениями, а элементы, генерирующие ток короткого-замыкания, вводятся как внутренними индуктивными сопротивлениями, так и источниками Э.Д.С.

Й.9. Все тра нс форма тор нне связи в расчетной схеме-на схеме замещения представляются электрическими.

2.IO. Пои составлении схемы замещения и: последующей_а Рйсчете токоВ к.з.. не учитывяется:

-    расхождение по фазе векторов Э.Д.С. источников питания;

-    емкостные проводимости на землю линий электропередачи напряжением до 220 кВ включительно ;

-    насыщение магнитных систем генераторов, трансформаторов и электродвигателей ;

-    различие значений сверхпереходных сопротивлений по продольной и поперечной осям синхронных машин;

-    возможная несишетрия трехфазной системы ;

-    качания генераторовчи синхронных электродвигателей ;

-    влияние регулирования коэффициента трансформации, силовых трансформаторов на величину напряжения короткого замыкания ( Ик /.) этих трансформаторов ;

ной схемы на величину периодической составляющей тока короткого замыкания, в начальный момент времени, если суммар-

мзбег-з

tklknut%am*irZZr7T

ное сопротивление схемы до точки к.з. не превышает 30-35% суммарного индуктивного сопротивления ;

-    переходные сопротивления., в месте короткого замыкания ;

-    недвигательная нагрузка у эпектролбигйтели напряжением ниже 10006;

асинхронные.

-Vрлектоодвигатели напряжением выше 1000 В ъвщейнощносгьюм}1000кВт богюяительно непосредственно пом ключеннь/е к тонне к.з.

-    асинхронные электродвигатели напряжением выше 1000 В, общей мощностью до 2000 кВт. Ькпючительно оъоеленнь& от точки к.з. реллтолон или тллнсурормяцией.

2.II. Сопротивления и Э.Д.С. в схеме замещения могут быть

выражены как в относительных, так и в именованных единицах (О мэзс). В настоящем Руководстве в качестве основного выбран способ расчета сопротивлений и Э.Д.С, в относительных единицах.

2.12, При составлении схемы замещения в относительных единицах следует задаться, значением базисной мощности, а одну из ступеней трансформации исходной схемы выбрать за основную и определить базисный ток. Затем необходимо найти базисные токи и для других ступеней трансформации.

За значение базисной мощности рекомендуется принимать

£g = iooo мва.

Базисное напряжение принимается равным среднему номинальному напряжению основной ступени соответственно номинальному напряжению сети по таблиц©- 2-1.

Таблица 2-1

V*——--- ■ Номинальное напряжение сети, кВ 220 150 ПО 35 10 6 3 Базисное напряжение, кВ 230 154 115 37 10,5 ■ 6,3 3,15 Базисный ток, кА 2,51 3,75. 5,03 15,62 |55,Сб 91,75 183,51

Соответствующие значения базисных токов также приведены в таблице. 2-1.

2.13. Э.Д.С. источника электроснабжения, если им является энергетическая система с удаленными от места короткого замыкания генераторами, в относительных единицах принимается равной I,

С&ерхпере ход ные 2.14УЭ.Д.С. синхронных двигателей в относительных единицах рассчитывается по формуле:

+ft injft +

где £03fa - номинальный коэффициент мощности двигателя

ftpjf - сверхпериодное сопротивление синхронного *    двигателя Co.eJL

Для наиболее характерных- типов синхронных электродвигателей значения ЭДС допустимо принимать равным £ а    ** 1,05?.

(среднее, расчетное значение)    *-о <

2.15.    Ивдуктивные сопротивления соответствующих элементов

схемы замещения рассчитываются по формулам, приведенным в таб^. лице на черт. М3662-4.

2.16.    Активные сопротивления соответствующих элементов схемы замещения рассчитываются по формулам, приведенным в таблице не черт. M3662-I5.

2.17.    Сопро т ивл е нияУ^еьГзамещен и я в процессе короткого замыкания считаются неизменными.

2.18.    Схема замещения, в которой элементы расчетной схемы представлены индуктивными сопротивлениями,используется щэи . расчетах всех видов то ^ короткого замыкания, а именно:

- начального значения периодической составляющей тока к.з. ;

Л3662-3