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 l2, км, що виконана проводом АС перерізом F2, 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 (zл10 = 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
2с. 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 zл10 = 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.
 |
Рисунок 10.3 – Розрахункова схема мережі
Таблиця 10.1 – Вихідні дані електричної мережі
| Варіант | n, шт | , кВА | Ділянки лінії | |||||||||
 м |  мм2 |  м |  мм2 |  м |  мм2 |  м |  мм2 |  м |  мм2 | |||
ЗАНЯТТЯ 11 .