Расчет тока однофазного короткого замыкания в сети до 1000 В и с глухозаземленной нейтралью.

Вариант 10

Задача: Рассчитать ток однофазного короткого замыкания в сети напряжением до 1000 В и с глухозаземленной нейтралью (рассчитать зануление).

Исходные данные:

1). Напряжение сети U_ф=127 В.

2). Номинальный ток плавной вставки (плавкого предохранителя) I_н=15 А.

3). Тип и длина линии (от питающего трансформатора до потребителя): кабельная,

l=125 м.

4). Типы применяемых проводов:

а). Для нулевого защитного проводника – стальная полоса сечением S=20*4 мм²;

б). Для фазных проводов – медный круглый провод сечением 10 мм²;

5). Мощность трансформатора, питающего линию, и схема соединения трансформатора: 25 кВ*А, схема Д/У_н (треугольник – звезда).

6). Тип трансформатора: понижающий 6/0,4 кВ.

7). Потребитель – электродвигатель.

Решение сводится к проверке соблюдения условия срабатывания защиты

,

где I_к – ток однофазного короткого замыкания, А;

k – коэффициент, принимается в зависимости от типа защиты электроустановки;

I_ном – номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания автоматического выключателя, А.

Если защита осуществляется автоматическим выключателем, срабатывающим без выдержки времени, то k принимается в пределах 1,25-1,4. При устройстве защиты плавким предохранителем с целью быстрого отключения принимается k³3 (во взрывоопасных помещениях k³4). Если установка защищается автоматическим выключателем с обратной зависимостью характеристики от тока, подобной характеристике предохранителей, то и тогда k³3 (во взрывоопасных помещениях k³6).

1). Определяем по вышеприведенной формуле наименьшее допустимое по условиям срабатывания значение тока

А.

2). По таблице 5.7 (методичка №86) находим полное сопротивление трансформатора

z_т=0,302 Ом для трансформаторов с обмотками низшего напряжения 220/127 В.

3). Вычислим сопротивление фазного проводника по формуле

где r - удельное сопротивление проводника, равное для меди 0,018 Ом*мм²/м;

l – длина проводника, м;

S – сечение проводника, мм².

Тогда для линии длиной 125 м получаем активное сопротивление фазного проводника

Ом

4). Поскольку провод медный, принимаем внутреннее индуктивное сопротивление фазного проводника Х_ф=0.

5). Вычисляем плотность тока в стальном нулевом защитном проводнике

А/мм²

6). По таблице 5.8 (методичка №86) находим для полосы сечением 20*4 мм² и

d=0,56 А/мм² активное r_w и индуктивное x_w сопротивления стального проводника:

r_w=5,18 Ом/км;

x_w=3,14 Ом/км.

Тогда для линии длиной 125 м имеем

Ом

Ом

7). Определяем внешнее индуктивное сопротивление петли фаза – нуль, Ом

Ом/км,

где w - угловая частота, рад*с^-1;

L – индуктивность линии, Г;

m - относительная магнитная проницаемость среды;

m₀ =4p*10^-7, Г/м – магнитная постоянная;

l – длина линии, м;

D – расстояние между проводами линии, м.

В практических расчетах обычно принимают х_п=0,6 Ом/км, что соответствует расстоянию между проводами 0,7-1,0 м. Тогда в нашем случае

Х_II=x_п*l=0,6*0,125=0,075 Ом.

8). Вычисляем действительное значение тока однофазного короткого замыкания, проходящего по петле фаза – нуль при замыкании фазы на корпус двигателя, из условия, что

А

Вывод:Вычисленное значение тока однофазного короткого замыкания меньше допустимого значения тока по условиям срабатывания защиты (116,5<375 А), следовательно, проводник выбран неверно, так как не будет обеспечена отключающая способность системы зануления.