Лого ddecad.ru
Схема электроснабжения

Расчет токов короткого замыкания в сетях 0,4кВ

Одной из неотъемлемых частей разработки электротехнической части проекта является расчет токов короткого замыкания. Рассмотрим пример расчета токов короткого замыкания в сетях 0,4кВ.
ГРЩ здания запитано от трансформаторной подстанции с двумя трансформаторами по 630кВА.
Схема электроснабжения

где:
ЕC – ЭДС сети;
Rт, Xт, Zт – активное, реактивное и полное сопротивления трансформатора;
Rк, Xк, Zк – активное, реактивное и полное сопротивления кабеля;
Zц – сопротивление петли фаза-нуль для кабеля;
Zш – сопротивление присоединения шин;
K1 – точка короткого замыкания на шинах ГРЩ.

Параметры трансформатора:
Номинальная мощность трансформатора Sн = 630 кВА,
Напряжение короткого замыкания трансформатора Uк% = 5,5%,
Потери короткого замыкания трансформатора Pк = 7,6 кВт.

Параметры питающей линии:
Тип, число (Nк) и сечение (S) кабелей АВВГнг 2x (4×185),
Длина линии L = 208 м

Реактивное сопротивление трансформатора:
Реактивное сопротивление трансформатора
Xт = 13,628 мОм

Активное сопротивление трансформатора:
Активное сопротивление трансформатора
Rт = 3,064 мОм

Активное сопротивление кабеля:
Активное сопротивление кабеля
Rк = 20,80 мОм

Реактивное сопротивление кабеля:
Реактивное сопротивление кабеля
Xк = 5,82 мОм

Сопротивление энергосистемы:
Xc = 1,00 мОм

Суммарное реактивное сопротивление участка:
XΣ=Xc+Xт+Xк=20,448 мОм

Суммарное активное сопротивление участка:
RΣ=Rт+Rк=23,864 мОм

Полное суммарное сопротивление:
Полное сопротивление участка
RΣ=31,426 мОм

Ток трехфазного короткого замыкания:
Ток трехфазного короткого замыкания
IK3=7,35 кА (Icn)

Ударный ток трехфазного короткого замыкания:
Ударный ток трехфазного короткого замыкания

iУ=10,39 кА (Icu)

Ток однофазного короткого замыкания:
Ток однофазного короткого замыкания
IK1=4,09 кА

Чтобы не считать каждый раз вручную на калькуляторе и переносить цифры в Microsoft Word, я реализовал эти расчет прямо в Word. Теперь надо только ответить на вопросы, которые он задаёт. Вот так это выглядит:
TKZ_calculate_10

Весь расчет занял меньше минуты.

Чтобы скачать пример расчета ТКЗ в Word, нажмите на кнопку: СКАЧАТЬ ПРИМЕР


Подпишитесь и получайте уведомления о новых статьях на e-mail
email

Опубликовано в рубрике: Расчеты

Комментариев к статье: 44
  1. Виктор:

    Здравствуйте. подскажите как все это можно реализовать в Wordе?

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Есть несколько способов. Можно написать макрос. Можно при помощи полей, что я и сделал.

      Позже я покажу как это сделать.

      Ответить
  2. Алексей:

    Доброго времени! Подскажите, почему Хс=1?? Очень надо. Или, где можно прочитать?

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Алексей, эквивалентное сопротивление энергосистемы рассчитывается двумя способами:

      1. На основе известных параметров энергосистемы: напряжения на стороне ВН, тока КЗ на стороне ВН;

      2. Если данные неизвестны, то вместо тока КЗ на стороне ВН принимают номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне ВН.

      Величины токов КЗ в точке подключения вы можете получить в энергоснабжающей организации.

      Обычно в сети 10кВ величина тока трехфазного КЗ не превышает 10кА. Например, на одном из последних объектов ток КЗ был равен 6,805кА.

      Если подставить в формулу 10кА, то получим Xс около 1мОм. Вот оттуда 1мОм и появился.

      Ответить
      • Алексей:

        Спасибо вам большое, Вячеслав! Это лучшее объяснение, что я встретил со времен университета! Прошу вас дать ссылку на книгу или пособие, откуда вы вставили скриншот. Я очень хочу изучить этот вопрос от начала и до конца. Я думаю вам также известно, где можно взять данные (удельные сопротивления) по кабелям 10 кВ, 0,66-0,38 кВ. В ГОСТЕ на кабели только омическое сопротивление постоянному току. Про индуктивное сопротивление ни слова...

        Ответить
        • Вячеслав Шевченко :

          Алексей, токи короткого замыкания в электроустановках до 1 кВ рассчитываются по ГОСТ 28249-93. В нём же есть справочные данные по сопротивлениям кабелей.

          Ссылка на ГОСТ: db.tt/1en1ht3j

          Токи КЗ в электроустановках выше 1 кВ рассчитываются по ГОСТ Р 52735-2007. Ссылка на ГОСТ: db.tt/Y1mUzQBT

          Ответить
          • Алексей:

            Вячеслав, благодарен вам! Если появятся вопросы могу вам продолжить их задавать? Хотелось бы, чтобы вы передавали опыт.

            Ответить
            • Вячеслав Шевченко :

              Продолжайте smile

              Ответить
              • Алексей:

                Вячеслав, не могу найти удельное активное, а главное, индуктивное сопротивление кабеля ВВГнг(А) -LS 1×500. Подскажите, как быть? Может, у вас есть источник, где можно подглядеть. В ГОСТ таких сечений нет, плюс там нет кабелей с медной жилой в непроводящей оболочке.

                Ответить
                • Вячеслав Шевченко :

                  Активное сопротивление можно рассчитать по удельному сопротивлению меди.

                  Индуктивное сопротивление зависит от геометрии проводников.

                  Все данные и формулы можно взять из Приложения 3 к ГОСТ 28249-93.

                  Ответить
                  • Алексей:

                    Спасибо! Про активное сопротивление — согласен. А вот по индуктивному остается вопрос: в Приложении 3 ГОСТ 28249-93 расчет индуктивного сопротивления дан для проводов. Это же принципиально важно. А у нас кабельная линия. Геометрию кабеля никто не дает (расстояние между проводниками и т.п.). Как быть в таком случае, посоветуйте?

                    Ответить
                    • Вячеслав Шевченко :

                      Алексей, не настолько принципиальная, чтобы оказать значительное влияние.

                      Можно:

                      Пренебречь индуктивным сопротивлением. Для кабеля r>>x

                      Рассчитать по формуле для проводов. Больших различий в результатах расчета не будет

                      Взять формулу для проводов, подставить имеющиеся данные для кабелей, проверив коэффициент перед логарифмом. Определить данный коэффициент для кабеля

                      Построить на основе имеющихся данных для меньших сечений кривую зависимости реактивного сопротивления от сечения кабеля. Аппроксимировать на нужное сечение

                      Было бы интересно, если бы вы поделились результатами изысканий.

  3. Алексей:

    Спасибо за наводку. В свободное время постараюсь заняться этим делом. Поделюсь результатом, если получится закончить) По поводу 1 пункта: для кабелей больших сечений нельзя пренебрегать индуктивностью. Да и в целом для расчета токов КЗ согласно ГОСТ до 1 кВ написано, что необходимо учитывать индуктивное сопротивление всей короткозамкунтой цепи.

    Ответить
  4. Вячеслав Шевченко :

    Алексей, если рассматривать вопрос в общем, то для больших сечений да, соотношение индуктивного и активного сопротивления иное, чем для мелких сечений.

    А если рассматривать предметно, каждый конкретный случай, то, при небольшой длине (относительно всей длины цепи) кабеля большого сечения, вклад его индуктивного сопротивления в общее сопротивление цепи может быть ничтожно мал. И тогда, если неизвестны его точные данные, им можно пренебречь.

    Ответить
  5. Андрей Ш.:

    Добрый день!

    Хотел попросить совета по расчёту КЗ для данной схемы:

    proekt.by/index.php?actio...tach=31329;image

    Можно надеяться на ответ «на пальцах», чтобы разобраться?

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Андрей, здесь придётся считать два раза. Первый расчет — для питающей линии от ТП-18. Второй расчет — для питающей линии от РП-5.

      Как в ТП-18 трансформаторы работают, параллельно?

      Ответить
  6. Андрей Ш.:

    Добрый день! Спасибо, что откликнулись, ч так и сделал, ток ОКЗ у меня наименьшим получился при питании от ТП-18 от ТМ-160кВА.

    Схема не до конца правильная, но тр-ры, скорее всего, не работают в параллель

    Ответить
  7. Дмитрий:

    Доброго времени суток! Подскажите пожалуйста, в формуле расчета активного сопротивления трансформатора Хт, S берется какое? 185 (мм.кв.)? Подставляю в формулу значения, а получить Хт=13,628 мОм не получается(

    Ответить
  8. Вячеслав Шевченко :

    Дмитрий, в формулу подставляется номинальная мощность трансформатора SН=630кВА.

    Ответить
  9. Дмитрий:

    Ddecad, нет, я имел ввиду не мощность трансформатора, Sн, а сечение S, которое находится под корнем, в знаменателе под Pк)

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Дмитрий, там должно быть SН. Надо картинку с формулой исправить.

      Ответить
  10. Руслан:

    Здравствуйте! помогите пожалуйста, что то не получается, руки кривые. но посчитать нужно. вообщем у меня провод ВВГнг-LS 5×50 L=250м, как посчитать сопротивление его? смотрел в таблице, сечение 50, значит активное сопротивление кабеля 0,37, подставляю в формулу (Rк = 0,37*0,25/50=1,85 мОм) но в ответе другое число (0,164 Ом). Считалось полное сопротивление петли фаза нуль до точки КЗ. может что то не учитываю. Вопрос вообщем такой. так ли я считаю хотя бы сопротивление провода, нужно ли на количество жил умножать или еще что то? Спасибо за внимание

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      В справочных таблицах обычно указывают сопротивление при 20 градусах Цельсия. А расчет рекомендуют вести при максимальной температуре кабеля. В моём примере расчет ведется исходя из температуры кабеля в 70⁰С.

      Нужно удельное сопротивление кабеля умножить на длину кабеля и поделить на количество кабелей в питающей линии. На число жил в кабеле умножать не надо.

      При расчете однофазного КЗ нужно учесть сопротивление обратной последовательности. Для кабеля получается, что это двойное сопротивление, если сечение фазного и нулевого проводника одинаковые.

      Вышлите мне ваши исходные данные на почту, я помогу с расчетом.

      Ответить
  11. Руслан:

    А вы не подскажите вашу почту?

    Ответить
  12. иван:

    Добрый день! Не могли бы Вы поподробнее расписать формулы «Активное сопротивление кабеля» и «Реактивное сопротивление кабеля». В частности как вычисляется значение «Rуд.к.» и «Xуд.к.»? Если можно поподробнее. Заранее благодарю.

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Иван, Rуд.к. и Xуд.к. — табличные значения.

      Для определения активного сопротивления кабеля вы можете воспользоваться формулой R=ρxl/S

      ρ — удельное сопротивление меди (алюминия)

      l — длина кабеля

      S — сечение кабеля

      Соответственно, Rуд.к.=ρxl

      С индуктивным сопротивлением сложнее, оно определяется геометрией проводника.

      Ответить
  13. иван:

    Спасибо, с активным сопротивлением кабеля более-менее разобрался. Для приведенного примера развернутая формула выглядит следующим образом:

    Rк = (ρ*L)/(S*Nк)*1000, где

    ρ — удельное сопротивление алюминия;

    L — длина кабельной линии;

    S — сечение кабеля;

    Nк — количество кабелей;

    Rк = (0,027*208)/(185*2)*1000= 15,18мОм

    Правильно ли я расписал?

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Да, правильно. Только удельное сопротивление меди и алюминия надо брать не при 20⁰C, а при 70⁰C.

      Ответить
  14. иван:

    1) Сопротивление для 70 градусов, насколько я понимаю берется из формулы: rt = r0 [1 + α (t - t0)]?

    2) А как быть с активным и индуктивным сопротивлением нулевой последовательности для кабеля? Она такая же как и для прямой последовательности?

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      1) Да, эта формула

      2) Да, если сечение нулевой жилы равно фазной.

      Ответить
  15. Vlad:

    Что такое S в первой и второй формуле (сопротивления трансформатора)? Судя по размерности это должна быть некая МОЩНОСТЬ. А у вас S — сечение кабеля. Если так, то сопротивление (ОМ) не получается на выходе.

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Обновил картинки. В формуле для расчета сопротивлений трансформатора указаны номинальные мощности трансформаторов.

      Ответить
  16. Иван:

    Вячеслав, спасибо вам большое за подробный расчет! Я хотел бы вас попросить как можно подробнее расписать формулу расчета индуктивного сопротивления. Заранее спасибо!

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Иван, пожалуйста.

      Индуктивного сопротивления чего? Трансформатор есть, кабель есть. Формула расчета сопротивления энергосистемы есть в комментариях.

      Ответить
  17. Иван:

    Вячеслав, я имел ввиду формулу: Хк=Худ.к*l/Nк для нахождения индуктивного сопротивления кабеля. Пожалуйста объясните каким образом в примере получилось данное значение:

    Хк=Худ.к*l/Nк = 5,72 мОм.

    Спасибо!

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Худ.к — удельное сопротивление кабеля. Зависит от взаимного расположения проводников в кабеле. Табличная величина.

      l — длина питающей линии

      Nк — количество параллельных кабелей в питающей линии

      Ответить
  18. Александр:

    Здравствуйте, можете расписать решение «реактивного сопротивление трансформатора»? первая формула

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Так а что там расписывать?

      U — линейной напряжение — 380В

      Uk% — паспортные данные трансформатора 5,5%-6%. Зависит от модели и мощности. Для ТМГ-630кВА 5,5%.

      Pk — паспортные данные трансформатора, кВт. Для ТМГ-630кВА 7,6кВт

      Sн — номинальная мощность трансформатора.

      Осталось не ошибиться с количеством нулей.

      Ответить
      • Александр:

        Неполучается ответ 13,628

        Uк% = 5,5% возводим в квадрат

        Pk делим на Sh и это число возводим в квадрат, далее

        Uк% вычитаем число в которое получилось в скобках, извлекаем корень и делим на 630 так?

        Ответить
        • Александр:

          получается 12,606 ом. расчет выполнял по формуле ХТ=Uk*Uном2 и делить на 100*Sном

          Ответить
          • Вячеслав Шевченко :

            Другая формула — другие результаты.

            Я считал и по той, и по другой формуле. Результаты (хоть и незначительно) отличаются. Формула из примера приведена в ГОСТ и РД. Ваша формула из какого-то справочника. Она для упрощенного расчета.

            Ответить

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Подпишитесь на обновления сайта
Telegram-канал сайта ddecad.ru

КАНАЛ В TELEGRAM

Подписаться на Telegram
DDECAD. Программа для проектирования электрических щитов
Шаблоны документов и примеры расчетов
Проектирование электротехнических разделов
Анализ проектной документации