Активные и индуктивные сопротивления кабелей

Мончегорск

Каждый студент выполняет вариант контрольной работы в зависимости от последней цифры присвоенного ему шифра (таблица 1).

Задание 1

Определить методом упорядоченных диаграмм расчетные активную, реактивную и полную мощности, расчетный ток распределительного пункта, к которому подключены потребители. Номинальное напряжение сети 0,38кВ. Технические данные оборудования указаны в таблице 2.

При расчете использовать методику, изложенную ниже.

Одним из основных методов является метод упорядоченных диаграмм. Расчёт ведётся от низших ступеней системы электроснабжения к высшим. Перед началом расчёта необходимо в зависимости от мощности электроприёмников выбрать напряжение и составить примерную схему электроснабжения.

Для выбора трансформаторов необходимо определить мощность электроприёмников, получающих питание от данных трансформаторов, для расчёта РП необходимо знать мощность приёмников, получающих питание от данного РП.

При составлении схемы снабжения и определении минимального числа трансформаторов необходимо учесть категорийность электроприёмников. Электроприёмники металлургических заводов в большинстве случаев относятся к потребителям 1 и 2 категории, для которых нужно не менее 2 источников питания.

Р_н – номинальная мощность одного приёмника – это мощность, обозначенная на заводской табличке или в паспорте двигателя, силового или специального трансформатора, на колбе или цоколе лампы.

Мощность приёмников повторно–кратковременного режима приводится к продолжительности 100%, за исключением тех случаев, когда в таблице коэффициент использования указан для другой продолжительности включения.

Для трансформаторов электропечей

Р_н = S _паспр ´ cos j _паспр, кВт.

Для сварочных трансформаторов

Р_н = S _паспр ´ cos j _паспр , кВт.

Перед началом расчёта необходимо составить таблицу, которая в дальнейшем сократит лишнюю писанину и избавит от многих ошибок, так как все расчётные величины будут перед глазами.

Р_см – средняя мощность за наиболее загруженную смену, кВт,

Р_см = К_и ´ Р_н, кВт,

Р_р – расчётная мощность Р_р = Р_см ´ К_р, кВт,

Q_см – сменная реактивная мощность Q_см = Р_см ´ tg j, кВАр,

Q_р – расчётная реактивная мощность Q_р = К_р ´ Q_см, кВАр,

n_э – эффективное число электроприёмников, условное число приёмников одинаковой мощности, оказывающие тот же нагрев как и действительное число приёмников разной мощности, шт.

Порядок расчета

- в графу 1 записываем наименование групп электроприёмников, начиная с низковольтных,

- в графу 2 записываем количество приёмников данной группы,

- в графу 3 записываем номинальную мощность одного приёмника. Если приёмники одной группы имеют разные мощности, записываем значения мощности самого мелкого и самого крупного,

- в графу 4 записываем суммарную мощность электроприёмников данной группы,

- в графу 5 записываем значение коэффициента использования,

- по тем же таблицам находим значение cos j, которое заносим в графу 7, по значениям cos j находим значения tg j, которые заносим в ту же графу,

- по формуле Р_см = К_и ´ Р_н находим сменную мощность данной группы электроприёмников, заносим в графу 6,

- по формуле Q_см = P_см ´ tg j находим сменную реактивную мощность и записываем значение в графу 8,

- аналогичный расчёт производим для других групп электроприёмников (силовых),

- находим суммарную номинальную мощность приёмников, принадлежащих данному расчетному узлу (суммируем значение графы 4),

- находим суммарную активную мощность сменную (суммируем значение графы 6),

- находим суммарную реактивную мощность (суммируем значение графы 8),

- находим групповой коэффициент использования (делим итог графы 6 на итог графы 4),

- находим эффективное число электроприёмников по формуле:

n_э = ,

если найденное по формуле число n _э больше фактического следует принять

n_э = n_факт.

- в зависимости от эффективного числа электроприёмников и группового коэффициента по таблицам находим коэффициент максимума К_р для активных нагрузок,

- для реактивных нагрузок К_р принимаем равным 1, при n_э > 10

К_р принимается равным 1,1 при n_э £ 10

- по формуле Р_р = Р_см ´ К_р находим максимальную активную мощность силовых электроприемников расчетного узла и записываем значение в графу 11,

- по формуле Q_р = К_р ´ Q_см находим максимальную реактивную мощность силовых электроприёмников расчётного узла и заносим значение в графу 12,

- в графу 1 записываем электрическое освещение,

- в графу 4 записываем общую мощность освещения,

- в графу 5 записываем коэффициент спроса, в зависимости от характера помещения,

- в графу 6 записываем значение Р_{см осв} = К_с ´ SР_н, это же значение пишем в графу 11,

- в графу 7 записываем значение cos j,

- в графу 8 записываем значение Q_{см осв} = Р_{см осв} ´ tg j, это же значение пишем в графу 12,

- суммируем максимальные силовые активные и осветительные нагрузки (итог в графу 11),

- суммируем максимальные силовые реактивные и осветительные нагрузки (итог в графу 12),

- находим полную максимальную мощность. Результат заносим в графу 13. По этой мощности выбираем мощность и число трансформаторов,

- после выбора трансформаторов находим активные и реактивные потери в них. Значение потерь заносим соответственно в графы 11 и 12,

- вновь сложив результаты в графах 11 и 12 находим общую активную и реактивную мощности и затем по формуле находим полную потребляемую мощность.

 

Таблица – Результаты расчета электрических нагрузок

Наименование групп электро-приемников

n, шт.

Рн, кВт

Ки

Рсм, кВт

cos φ

Qсм, кВАр

nэф, шт.

Кр

Рр, кВт

Qр, кВАр

Sр, кВА

Iр, А

одного

группы

tg φ

 

Таблица - Значения коэффициентов расчетной нагрузки Кр

nэ	Ки
0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
	8,0	5,3	4,0	2,66	2,0	1,6	1,33	1,14	1,0
	4,52	3,2	2,55	1,9	1,58	1,41	1,28	1,14	1,0
	3,42	2,47	2,0	1,53	1,3	1,24	1,14	1,08	1,0
	2,84	2,1	1,78	1,34	1,16	1,15	1,08	1,03	1,0
	2,64	1,96	1,62	1,28	1,14	1,12	1,06	1,01	1,0
	2,5	1,87	1,54	1,25	1,12	1,10	1,04	1,0	1,0
	2,37	1,78	1,48	1,19	1,10	1,08	1,02	1,0	1,0
	2,26	1,7	1,43	1,16	1,08	1,07	1,01	1,0	1,0
	2,18	1,65	1,4	1,13	1,06	1,05	1,0	1,0	1,0
	2,1	1,6	1,35	1,1	1,05	1,04	1,0	1,0	1,0
	2,04	1,59	1,32	1,08	1,04	1,03	1,0	1,0	1,0
	1,98	1,52	1,29	1,06	1,03	1,02	1,0	1,0	1,0
	1,93	1,49	1,27	1,05	1,02	1,01	1,0	1,0	1,0
	1,9	1,46	1,25	1,03	1,01	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,85	1,43	1,23	1,02	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,81	1,4	1,2	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,78	1,38	1,19	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,75	1,35	1,17	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,72	1,34	1,16	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,7	1,33	1,15	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,66	1,3	1,13	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,65	1,29	1,12	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,62	1,28	1,11	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,6	1,27	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,51	1,21	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,44	1,16	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,4	1,13	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,35	1,1	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,3	1,07	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,25	1,03	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,2	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,16	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,13	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
	1,1	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0

 

Таблица 1

Вариант	Номера электроприёмников по таблице 2
	1-4-14-17-23-25-28
	2-5-15-18-24-26-28
	3-6-16-21-22-26-28
	1-7-14-17-23-27-28
	2-8-15-18-24-25-28
	3-9-16-21-22-25-28
	1-10-14-17-24-27-28
	2-11-15-18-22-25-28
	3-12-16-19-23-25-28
	1-13-18-20-22-26-28

 

Таблица 2 Технические данные электроприёмников

№ п/п	Наименование электроприёмника	Рн, кВт	n	Ки	cosφ
	Компрессорная установка			0,65	0,8
	Вентиляторная установка			0,7
	Насосная установка
	Станок фрезерый	11,5		0,14	0,5
	Станок токарный
	Станок строгальный
	Станок карусельный
	Станок наждачный	2,8
	Станок винторезный
	Станок расточный
	Станок шлифовальный
	Станок слиткообдирочный
	Станок галтовочный
	Молот ковочный			0,24	0,65
	Пресс штамповочный	4,5
	Автомат фрезерный	7,5		0,17
	Печь индукционная			0,75	0,35
	Печь дуговая			0,87
	Печь сопротивления			0,8	0,95
	Конвейер ленточный			0,55	0,75
	Транспортёр роликовый			0,2	0,7
	Кран мостовой, ПВ=25%			0,05	0,5
	Тележка подвесная, ПВ=40%			0,1	0,5
	Тельфер транспортный, ПВ=60%			0,1	0,5
	Трансформатор сварочный, ПВ=40%	28 кВ·А		0,2	0,4
	Аппарат дуговой сварки, ПВ=60%	16 кВ·А		0,3	0,35
	Аппарат стыковой сварки, ПВ=25%	14 кВ·А		0,35	0,55
	Осветительная установка	50 кВт		0,85	0,95

 

Задание 2

Используя таблицу 2 первого задания, выбрать и проверить:

1. автоматический выключатель и кабель до наибольшего по мощности потребителя

2. плавкий предохранитель и кабель до наименьшего по мощности потребителя

3. автоматический выключатель и кабель до распределительной сборки (по полной расчетной мощности, определенной методом упорядоченных диаграмм в первом задании).

При выполнении этого задания использовать рекомендации, приведенные ниже. В эксплуатации электросетей возможны следующие ненормальные по току режимы работы:

- увеличение длительно протекающего тока сверх допустимого, не связанное с характером технологического процесса (например, естественное возрастание нагрузки в жилом доме со старой подводкой за счет включения новых электроприемников),

- кратковременное протекание тока перегрузки I _пер, связанное с нормальным технологическим процессом (например, пуск асинхронных двигателей и т.п.),

- протекание тока короткого замыкания, значительно превышающего длительно допустимый ток нагрузки проводника.

Токи ненормальных режимов, значительно превышающие допустимые, чрезмерно нагревают проводники сети, что приводит к преждевременному износу изоляции, повреждениям отдельных участков сети, пожарам и т.п. Для предупреждения этого применяют защитные устройства – плавкие предохранители, автоматические воздушные выключатели (автоматы), магнитные пускатели.

Плавкие предохранители и автоматы должны обеспечить:

- надежную работу сети при протекании как максимальных рабочих токов I _мах, так и возможных максимальных токов кратковременных перегрузок I _пер, обусловленных нормальным технологическим процессом (пик тока при кратковременных технологических перегрузках, пусковой ток электродвигателя),

- отключение токов короткого замыкания и допустимых длительных токов перегрузки, не связанных с характером технологического процесса; при этом отключение должно происходить тем быстрее, чем больше ток ненормального режима превышает допустимый.

Отключение токов короткого замыкания должно быть по возможности селективным, т.е. при коротком замыкании должен отключаться только поврежденный участок сети, а остальные неповрежденные линии сети должны оставаться в работе.

Время работы защитных устройств определяется по их защитным характеристикам, дающим зависимость времени отключения от кратности тока перегрузки, или тока короткого замыкания по отношению к номинальному току защитного элемента, или просто от величины протекающего тока. Защитные характеристики плавких предохранителей и автоматов приводятся в соответствующих каталогах.

Плавкие предохранителиследует выбирать с соблюдением следующих условий:

- номинальный ток плавкой вставки предохранителя I _пв для линии без электродвигателей не должен быть меньше максимального рабочего тока цепи, т.е.:

I_{н пл вст} ≥ I _{пл вст.}

Для электрических аппаратов и проходных изоляторов установлена следующая шкала номинальных токов:

А.

Примечание: В скобках указаны значения токов, не рекомендуемые ГОСТ к широкому применению.

- при выборе плавких предохранителей в цепях электродвигателей следует учитывать их пусковой ток. Опытом эксплуатации установлено, что при нормальных условиях пуска, т.е. сравнительно небольшой частоте пусков и при длительности их не более 8 – 10 сек, номинальный ток плавкой вставки может быть выбран из условия:

, А.

При тяжелых условиях пуска, т.е. при частых пусках и длительности пусков до 40 сек, следует исходить из условия:

, А.

В обоих случаях принимают следующие значения тока I _пуск:

_- в цепи одного электродвигателя: I_пуск = К_пуск. ´ I_{н дв}, А,

- в цепи, питающей несколько электродвигателей или электродвигатели и другие электроприемники:

I_пик ≥ I_{пуск. mах} + I_р – К_и × I_н.mах, А,

где второй член правой части равенства является наибольшим током нагрузки цепи от всех электроприемников и электродвигателей, за исключением тока нагрузки того электродвигателя, который дает наибольший прирост пускового тока,

I_пуск – пусковой ток максимального электродвигателя по мощности, А,

К_и – коэффициент использования этого электродвигателя,

I_р – расчетный ток группы электроприемников, А.

Возможность одновременного пуска двух или более электродвигателей не учитывают.

- избирательная работа предохранителей практически выполняется, если номинальный ток плавкой вставки предохранителя на головном участке на 1 – 2 ступени стандартной шкалы токов превышает номинальный ток плавкой вставки предохранителя на ответвлениях к электроприемникам (одна ступень при малых токах в ответвлении к электроприемникам и две ступени – при больших токах). При этом учитываются обычно значения токов короткого замыкания в разветвленных сетях, питаемых трансформаторами до 1000 кВА включительно, и средние отклонения истинных параметров плавких вставок предохранителей от их типовых характеристик.

При кратности перегрузки примерно 1,6 предохранители не отключаются длительное время. При этом имеют место перегрев проводников примерно в 2,6 раза выше нормального и ускоренное старение изоляции, что недопустимо.

Для обеспечения более надежной защиты проводов от перегрузок выбирают плавкие вставки предохранителей с номинальным током по меньшей мере на 20% меньше допустимой нагрузки провода, а провода нагружают не более чем на 80% длительно допустимой для них нагрузки. Это ведет к плохому использованию материала проводов, и к такому положению прибегают лишь в тех случаях, когда сети не находятся под наблюдением квалифицированного персонала и могут быть перегружены.

Для сетей промышленных предприятий, обслуживаемых квалифицированным персоналом, для экономии материалов проводов выбирают предохранители так, чтобы они защищали сети от повреждений при токах короткого замыкания.

Таким образом, при защите сетей предохранителями сечение проводов и кабелей должно определяться не только по условию I _доп, но должно также согласовываться с номинальным током плавкой вставки предохранителя, защищающего сеть, согласно условию:

, А,

где К з – кратность допустимого длительного тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата I_З.

Для промышленных сетей и силовых сетей в жилых зданиях Кз = 0,33.

- для обеспечения безопасности людей:

, А,

где I_КЗ⁽¹⁾ – ток однофазного короткого замыкания в конце защищаемого участка сети, А.

Автоматические выключатели(автоматы) используют для защиты линий, питающих электропотребители, от перегрузок и от токов короткого замыкания. Автомат отключается расцепителем, имеющим определенный ток срабатывания
I _{н расц.}. Если ток в цепи, защищаемой автоматом, равен или превышает ток срабатывания расцепителя, последний освобождает подвижную систему автомата и он отключается.

Применяют расцепители тепловые, электромагнитные и комбинированные.

Комбинированный расцепитель состоит из теплового и электромагнитного элементов, действующих независимо на отключение автомата.

Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины, выполненной из двух металлов с разными коэффициентами линейного расширения. При сильном нагреве током перегрузки эта пластина расцепителя изгибается и освобождает подвижную систему автомата, который отключается.

На том же принципе выполняются и тепловые реле магнитного пускателя.

Автоматы с тепловыми расцепителями и магнитные пускатели с тепловым реле хорошо защищают линии электросети только от перегрузок, но не защищают их от токов короткого замыкания, так как обладают большой тепловой инерцией. Поэтому для защиты от токов короткого замыкания последовательно с такими автоматами включают плавкие предохранители, а последовательно с магнитными пускателями – также предохранители или автоматы с электромагнитными расцепителями.

Электромагнитный расцепитель отключает автомат при токе, равном или превышающем ток срабатывания автомата, причем действует он мгновенно независимо от степени этого превышения. Очевидно, что автомат с электромагнитным расцепителем может защищать линию электросети только от токов короткого замыкания, но не от перегрузок.

Основными достоинствами автоматов и магнитных пускателей по сравнению с плавкими предохранителями является более совершенная защита от перегрузок и токов короткого замыкания, а также одновременное отключение всех трех фаз сети и исключение работы электродвигателей на двух фазах, ведущей к перегреву. Последнее возможно при перегорании предохранителя в одной фазе линии.

Автоматы выбираются согласно условиям:

IН.А. ³ IН.Р.;	Iн.расц ³ Iр– для линии без ЭД,
UН.А. ³ UС ;	Iн.расц. ³1,1×Iр– для линии с одним ЭД, для автоматов, устанавливаемых вне щитов и сборок,
	Iн.расц ³ Iр / 0,85 – для автоматов устанавливаемых внутри шкафов и сборок,

 

где I_Н.А. – номинальный ток автомата, А,

I_н.расц – номинальный ток расцепителя автомата, А,

I_р – длительный расчетный ток в линии, А,

U_Н.А. – номинальное напряжение автомата, В,

U_С – напряжение сети, В.

Защита от короткого замыкания осуществляется выбором уставки тока электромагнитного расцепителя: I_отс ³ I_ДЛ – для линии без ЭД,

I_отс ³ 1,25 I_пуск – для линии с одним ЭД,

I_пуск = К _пуск I_Н.Д,

где К_пуск – кратность пускового тока.

Принимается К_П = 6,5… 7,5 – для АД, К_П = 2…3 – для СД и МПТ,

I _Н.Д – номинальный ток двигателя, А, I_пуск - пусковой ток, А.

I_отс ³ 1,25× I_Пик - для групповой линии с несколькими ЭД,

где I_отс – ток отсечки, А, I_пик – пиковый ток, А.

Зная тип, I_Н.А и число полюсов автомата, выписываются все каталожные данные.

Сечение проводов и кабелей при защите линий электросети автоматами и магнитными пускателями выбирают также по формуле:

,

как и при защите сети предохранителями. Затем, выбранное сечение проводов для силовых сетей проверяют по формуле:

,

где К з – коэффициент соответствия, зависящий от условий прокладки и надзора за сетью: для промышленных сетей и силовых сетей в жилых зданиях Кз = 1.

Установочные автоматические выключатели проверяют также на динамическую устойчивость по ударному току короткого замыкания:

I_уст ³ i_у.

Предохранители на ответвлении к двигателю с магнитным пускателем проверяются на селективность их действия. При коротком замыкании предохранитель должен сработать раньше пускателя

t_{ср. пл} < 0, 04 c,

при перегрузках первым должен срабатывать пускатель (тепловое реле).

t_{ср пл} > t_{ср тепл}.

Для определения t_{ср пл} и t_{ср тепл} пользуются токовременными характеристиками плавких предохранителей и тепловых реле.

В качестве противоаварийной автоматики в цеховых сетях применяется автоматический ввод резервного питания (АВР) от соседней магистрали или соседней ТП. Для этого используются автоматы и контакторы. Применение АВР позволяет устанавливать в цехе однотрансформаторные ТП вместо двухтрансформаторных.

Задание 3

По заданной схеме (схемы приводятся после методических указаний. № схемы соответствует № варианта) рассчитать значения трехфазных токов короткого замыкания в точках К1 и К2 и проверить кабельную линию на стойкость к действию тока короткого замыкания.

При расчетах использовать рекомендации, изложенные ниже.

Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора и проверки коммутационной аппаратуры, трансформаторов тока и напряжения токоведущих частей, для расчета релейной защиты.

Расчет токов короткого замыкания в сетях выше 1000 В

При расчете токов короткого замыкания выше 1000 В могут быть приняты
2 метода расчета:

1. Метод именованных величин;

2. Метод относительных величин;

 

Основные допущения при расчете следующие:

1. Сопротивление в точке короткого замыкания равно 0;

2. Напряжение источника питания равно номинальному;

3. Переходными сопротивлениями коммутационных аппаратов пренебрегаем;

4. Допускается пренебрегать активным сопротивлением трансформаторов;

5. Можно пренебрегать активным сопротивлением меньше 1/3 результирующего индуктивного.

 

Исходной для расчета токов к.з. служит упрощенная схема (однолинейная) электрических соединений, носящая название расчетной. В расчетную схему входят только те элементы установки, которые могут оказать существенное влияние на результаты расчета. Так, в расчетных схемах установок низкого напряжения учитываются переходные сопротивления контактов, сопротивления катушек расцепителей автоматических выключателей, сопротивления обмоток трансформатора тока и др. Пренебрежение этими сопротивлениями в ряде случаев может привести к значительному завышению расчетного тока короткого замыкания и к затруднениям при выборе защитной аппаратуры.

На основании заданной расчетной схемы составляется схема замещения, в которой все элементы цепи показываются связанными электрически. Каждый элемент в схеме обозначается дробью: в числителе – порядковый номер элемента по расчетной схеме, в знаменателе – значения индуктивного и активного (если им не пренебрегают) сопротивлений.

Входящие в расчет величины сопротивлений могут быть выражены либо в именованных (Ом, мОм), либо в относительных единицах – долях от принятой за основу базисной величины (мощность, ток, напряжение).

При небольшом количестве трансформаций (например, одной) и в том случае, когда большая часть элементов цепи к.з. характеризуется сопротивлениями в именованных единицах (установки до 1 кВ), предпочтительнее метод именованных единиц.

При большом количестве трансформаций и в том случае, когда составляющие цепь к.з. элементы характеризуются относительными (отнесенными к номинальным параметрам) сопротивлениями, предпочтителен метод относительных сопротивлений.

При расчете в относительных единицах сопротивления всех элементов цепи к.з. должны быть приведены к одному базисному напряжению, в качестве которого принимают среднее напряжение той ступени, на которой намечена расчетная
точка к.з.

При расчете в относительных единицах базисные мощность и напряжение выбираются такого порядка, при котором значащие цифры относительных сопротивлений являются числами, отвечающими первым десяткам целых чисел, и дают простые множители при переводе из именованных единиц в относительные:

Приведение осуществляется по формулам:

 

Индуктивное сопротивление внешней сети

;

,

где S_КЗ – мощность отключения к.з. определяется по мощности отключения выключателя на ГПП.

Сопротивление трансформатора находим по следующей формуле:

,

где u_К - напряжение короткого замыкания, %

S_НТ – номинальная мощность трансформатора, МВА;

S_б - базисная мощность, МВА.

Сопротивление кабельной линии находим по формуле:

;

,

где l – длина линии, км;

x₀ – удельное индуктивное сопротивление Ом/км;

U_б - базисное напряжение, кВ;

r₀ – удельное активное сопротивление, Ом/км.

 

Сопротивление реактора находим по формуле:

,

где X₀ – удельное сопротивление реактора.

Результирующее сопротивление цепи для трехфазного к.з.

.

Таким образом, мощность и ток трехфазного к.з. определяется следующим образом:

;

.

Амплитудное значение ударного тока вычисляется с помощью ударного коэффициента К_уд

,

где К_уд определяется в зависимости от расположения расчетной точки к.з. в сети и отношения x_Σ / r_Σ. Для высоковольтных сетей промышленных предприятий без собственных ТЭЦ К_уд = 1,4 – 1,2. При наличии ТЭЦ К_уд = 1,8 – 1,4. В низковольтных сетях К_уд = 1,3 – 1. Чем ниже мощность трансформаторов, используемых в сети, и чем больше число ступеней трансформации от источников питания до точки к.з., тем меньше значение К_уд.

Сопротивление трансформаторов, приведение к вторичному напряжению 0,4 кВ

Номинальная мощность, кВА
Активное, мОм			38,4			10,8	9,7	5,7	4,8	3,2	2,1
Индуктивное, мОм			79,2			28,9	25,8	17,2	14,9	13,4	8,5	5,4

Активные и индуктивные сопротивления кабелей

Номинальное сечение, мм2	Активное сопротивление жил при +20 С0, мОм/м	Индуктивное сопротивление, мОм/м Номинальное напряжение кабеля, кВ
	алюмин.	медь	до 1
	7,74	4,6	0,095	-	-
	5,17	3,07	0,090	-	-
	3,1	1,84	0,073	0,11	0,122
	1,94	1,15	0,0675	0,102	0,113
	1,24	0,74	0,662	0,091	0,099
	0,89	0,52	0,0637	0,087	0,095
	0,62	0,37	0,0625	0,083	0,090
	0,443	0,26	0,0612	0,080	0,083
	0,326	0,194	0,0602	0,078	0,083
	0,256	0,153	0,0802	0,077	0,081
	0,208	0,122	0,0596	0,074	0,079
	0,167	0,099	0,0596	0,073	0,077
	0,129	0,077	0,0587	0,071	0,075

 

Сопротивления шин

Сечение шин, м	Активное сопротивление при +650С, мОм rш	Индуктивное сопротивление, мОм при Дср, мм Хш
алюминий	медь
25´3	0,475	0,268	0,179	0,2	0,225	0,244
30´3	0,394	0,223	0,163	0,189	0,206	0,235
30´4	0,296	0,167	0,163	0,189	0,206	0,235
40´4	0,222	0,126	0,145	0,17	0,189	0,214
40´5	0,177	0,1	0,145	0,17	0,189	0,214
50´5	0,142	0,08	0,137	0,156	0,18	0,2
50´6	0,118	0,067	0,137	0,1565	0,18	0,2
60´6	0,099	0,0558	0,1195	0,1455	0,163	0,189
60´8	0,074	0,0418	0,1195	0,145	0,163	0,189
80´8	0,055	0,0313	0,102	0,126	0,145	0,17
80´10	0,0445	0,025	0,102	0,126	0,145	0,17
100´10	0,0355	0,2	0,09	0,1127	0,133	0,157
120´10	0,036	0,205	0,1	0,113	0,15	0,17
2 (60´8)	0,037	0,0209	0,12	0,145	0,163	0,189
2 (80´10)	0,0222	0,0125	-	0,126	0,145	0,17
2 (80´8)	0,0277	0,0157	-	0,126	0,145	0,17
2 (100´10)	0,0178	0,01	-	-	0,138	0,157

+ Дср – среднегеометрическое расстояние между фазами.

1. Для воздушных линий выше 1 кВ – Х₀ = 0,4 Ом/км;

2. Для кабельных линий 6-20 кВ – Х₀ = 0,08 Ом/км;

3. Активное сопротивление шин:

r₀ = ; Х₀ = ; ρ = 0,0315

Для выбора защитной аппаратуры в сетях всех напряжений необходим расчет токов трехфазного к.з. Для выбора уставок защитной аппаратуры в сетях низкого напряжения необходим расчет величины тока однофазного к.з. на зажимах приемника, наиболее удаленного от источника питания.

Величина тока однофазного к.з. в значительной степени определяется сечением нулевого провода на всех участках сети низкого напряжения, проводимость которого согласно требованиям ПУЭ 1.7.126 должна составлять не менее 50 % проводимости фазного провода (или согласно таблице 1.7.5)

Для проверки обеспечения отключений замыканий между фазным и нулевым проводами согласно ПУЭ 1.7.60 в сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью ток замыкания определяется по формуле:

,

где U_Ф – номинальное фазное напряжение сети, В;

z_Т – полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус;

z_П – полное сопротивление петли фазный провод – нулевой провод.

Для проводов из цветных металлов реактивное сопротивление петли принимается равным 0,6 Ом/км; для четырехжильного кабеля – 0,12 Ом/км.

Для стальных проводов (полос) активное сопротивление r_а и внутреннее индуктивное x_внутр определяются при расчетных значениях тока, равных утроенному номинальному току плавкой вставки (3 I_НВ) или номинальному току расцепителя с обратнозависимой характеристикой времени срабатывания (I_НР), в соответствии с типом применяемой защитной аппаратуры.