ГОСТ Р 50270-92 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ

ГОСТ Р 50270-92

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

МЕТОДЫ РАСЧЕТА В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ

Издание официальное

ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва

УДК 621.3,064.1:006.354

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ Short-circuits in elektrical installations.

Calculation methods in a. c. electrical instalations with voltage below 1 kV

ОКП 34 0900

Дата введения 01.07.93

Настоящий стандарт распространяется на трехфазные электроустановки напряжением до 1 кВ промышленной частоты, присоединенные к энергосистеме или к автономным источникам электроэнергии, устанавливает общую методику расчета токов симметричных и несимметричных коротких замыканий (КЗ) в начальный и произвольный момент времени с учетом параметров синхронных и асинхронных машин, трансформаторов, реакторов, кабельных и воздушных линий, шинопроводов и узлов комплексной нагрузки.

Стандарт не устанавливает методику расчета токов:

• — при сложных несимметриях в электроустановках (например, одновременное КЗ и обрыв проводника фазы), при повторных КЗ и при КЗ в электроустановках с нелинейными элементами;

• — при электромеханических переходных процессах с учетом изменения частоты вращения электрических машин;

• — при КЗ внутри электрических машин и трансформаторов.

Пункты L5, 1.7, 2.4.2, 2.11, 2.12, 3.6 и приложения являются рекомендуемыми, остальные пункты — обязательными.

Издание официальное

© Издательство стандартов, 1993

Настоящий стандарт не может быть частично или полностью воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта России

• 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

  • 1.1. Настоящий стандарт устанавливает общую методику расчета токов в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ, необходимых для выбора и проверки электрооборудования по условиям КЗ, для выбора коммутационных аппаратов, уставок релейной защиты и заземляющих устройств.

  • 1.2. Стандарт устанавливает методику расчетов максимальных и минимальных значений тока при симметричных и несимметричных КЗ, виды которых определены в соответствии с ГОСТ 26522.

  • 1.3. Величины, подлежащие расчету, и допускаемая погрешность их расчета зависят от указанных п. 1.1 целей.

Допускаются упрощенные методы расчетов токов КЗ, если их погрешность не превышает 10 %.

Расчету для выбора и проверки электрооборудования по условиям КЗ подлежат:

• 1) начальное значение периодической составляющей тока КЗ;

• 2) апериодическая составляющая тока КЗ;

• 3) ударный ток КЗ;

• 4) действующее значение периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени, вплоть до расчетного времени размыкания поврежденной цепи.

Для других целей, указанных в п. 1.1, расчету подлежат максимальное и минимальное значения периодической составляющей тока в месте КЗ в начальный и произвольный момент времени, вплоть до расчетного времени размыкания поврежденной цепи Для целей выбора заземляющих устройств расчету подлежит значение тока однофазного КЗ.

• 1.4. При расчетах токов КЗ в электроустановках до 1 кВ необходимо учитывать:

• 1) индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, включая силовые трансформаторы, проводники, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей;

• 2) активные сопротивления элементов короткозамкнутой цепи;

• 3) активные сопротивления различных контактов и контактных соединений;

• 4) значения параметров синхронных и асинхронных электродвигателей.

• 1.5. При расчетах токов КЗ рекомендуется учитывать:

• 1) сопротивление электрической дуги в месте КЗ;

• 2) изменение активного сопротивления проводников короткозамкнутой цепи вследствие их нагрева при КЗ;

3^ влияние комплексной нагрузки (электродвигатели, преобразователи, термические установки, лампы накаливания) на ток КЗ, если номинальный ток электродвигателей нагрузки превышает 1,0 % начального значения периодической составляющей тока КЗ, рассчитанного без учета нагрузки;

• 1.6. При расчетах токов КЗ допускается:

• 1) максимально упрощать и эквивалентировать всю внешнюю сеть по отношению к месту КЗ и индивидуально учитывать только автономные источники электроэнергии и электродвигатели, непосредственно примыкающие к месту КЗ;

• 2) не учитывать ток намагничивания трансформаторов;

• 3) не учитывать насыщение магнитных систем электрических машин;

• 4) принимать коэффициенты трансформации трансформаторов равными отношению средних номинальных напряжений тех ступеней напряжения сетей, которые связывают трансформаторы. При этом следует использовать следующую шкалу средних номинальных напряжений: 37; 24; 20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; 0,23 кВ;

• 5) не учитывать влияния асинхронных электродвигателей, если их суммарный номинальный ток не превышает 1,0 % начального значения периодической составляющей тока в месте КЗ, рассчитанного без учета электродвигателей.

• 1.7. Токи КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется рассчитывать в именованных единицах.

При составлении эквивалентных схем замещения параметры элементов исходной расчетной схемы следует приводить к ступени напряжения сети, на которой находится точка КЗ, а активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражать в миллиомах.

• 1.8. При расчете токов КЗ в электроустановках, получающих питание непосредственно от сети энергосистемы, допускается считать, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное сопротивление системы. Значение этого сопротивления (х_с) в миллиомах, приведенное к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формуле

  ^ср.НН

  
  

____= М.. . ю-з

^к.ВН^ср.ВН

где t/ср.нн — среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;

— среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В;

/к.вп = /_Новн — действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА;

S_K — условная мощность короткого замыкания у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, МВ-А.

При отсутствии указанных данных эквивалентное индуктивное сопротивление системы в миллиомах допускается рассчитывать по формуле

«ц—, ₍₂₎

'откл.моы '■'ср.ВН

где /откл.ном — номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения понижающего трансформатора цепи.

Примечание. В случаях, когда понижающий трансформатор подключен к сети энергосистемы через реактор, воздушную или кабельную линию (длиной более 1 км), необходимо учитывать не только индуктивные, но и активные сопротивления этих элементов.

• 1.9. При расчете токов КЗ в электроустановках с автономными источниками электроэнергии необходимо учитывать значения параметров всех элементов автономной электрической системы, включая автономные источники (синхронные генераторы), распределительную сеть и потребители.

• 2. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЙ

РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

• 2.1. Активное и индуктивное сопротивления силовых трансформаторов

  • 2.1.1. Активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающих трансформаторов (г т» х_т) в миллиомах, приведенные к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формулам: где St.hom — номинальная мощность трансформатора, кВ-А;

    

    т.ном

    ^"НН.ном с °т.иои

    
    

    (3)

    
    
    

    к. ном

    
    
    

    »

    
    

    (4)

    
    

Рк.ном — потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт; t/нн.ном — номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ;

и_к — напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

• 2.1.2. Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности понижающих трансформаторов, обмотки которых соединены по схеме Д/Уо- при расчете КЗ в сети низшего напряжения следует принимать равными соответственно активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности. При других схемах соединения обмоток трансформаторов активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности необходимо принимать в соответствии с указаниями изготовителей.

• 2.2. Активное и индуктивное сопротивления реакторов

  • 2.2.1. Активное сопротивление токоограничивающих реакторов (Г|р=г₂р = го_Р) в миллиомах рассчитывают по формуле

(5) ' р.ном

где ДРр.ном — потери активной мощности в фазе реактора при номинальном токе, Вт;

/р.ном — номинальный ток реактора, А.

• 2.2.2. Индуктивное сопротивление реакторов (х_1р—х_2Р = х_ор) в миллиомах принимают как указано изготовителем или рассчитывают по формуле

х_1р=ш(Д—/И)-10³, (6)

где (о — угловая частота напряжения сети, рад/с;

L — индуктивность катушки трехфазного реактора, Гн;

М — взаимная индуктивность между фазами реактора, Гн.

• 2.3. Активное и индуктивное сопротивления шинопроводов

При определении активного и индуктивного сопротивлений прямой и нулевой последовательностей шинопроводов следует использовать данные завода изготовителя, эксперимента или применять расчетный метод. Рекомендуемый метод расчета сопротивлений шинопроводов и параметры некоторых комплектных шинопроводов приведены в приложении 1.

• 2.4. Активное и индуктивное сопротивления кабелей

  • 2.4.1. Значения параметров прямой (обратной) и нулевой последовательностей кабелей, применяемых в электроустановках до 1 кВ, принимают, как указано изготовителем или в приложении 2.

  • 2.4.2. При определении минимального значения тока КЗ рекомендуется учитывать увеличение активного сопротивления кабеля к моменту отключения цепи вследствие нагревания кабеля током КЗ. Значение активного сопротивления кабеля в миллиомах с учетом нагрева его током КЗ (га ) рассчитывают по формуле

=^с» <». , (7)

тде сь — коэффициент, учитывающий увеличение активного сопротивления кабеля. При приближенных расчетах значение коэффициента с» допускается принимать равным 1,5. При уточненных расчетах коэффициент са следует определять в соответствии с черт. 5—8 прнложе-ния 2 в зависимости от материала и сечения жил кабеля, тока КЗ и продолжительности КЗ;

—активное сопротивление кабеля при температуре О_о, равной плюс 20 °C, мОм.

• 2.5. Активное и индуктивное сопротивления воздушных линий вида следует определять на основании данных экспериментов или с использованием расчетных методик. Данные о контактных соединениях приведены в приложении 4. При приближенном учете сопротивлений контактов принимают: г_к = 0,1 мОм — для контактных соединений кабелей; г_к = 0.01 мОм — для шинопроводов; г_к = 1,0 мОм — для коммутационных аппаратов.

  и проводов

  Методика расчета параметров воздушных приведена в приложении 3.

  • 2.6. Активные сопротивления контактов и нений

  Переходное сопротивление электрических

  
  

  линий и проводов

  
  

  контактных соеди-

  
  

  контактов любого

  
  

• 2.7. Активные и индуктивные сопротивления трансформаторов тока

При расчете токов КЗ в электроустановках напряжением да 1 кВ следует учитывать как индуктивные, так и активные сопротивления первичных обмоток всех многовитковых измерительных трансформаторов тока, которые имеются в цепи КЗ. Значения активных и индуктивных сопротивлений нулевой последовательности принимают равными значениям сопротивлений прямой последовательности. Параметры некоторых многовитковых трансформаторов тока приведены в приложении 5. Активным и индуктивным сопротивлением одновитковых трансформаторов (на токи более 500 А) при расчетах токов КЗ можно пренебречь.

• 2.8. Активные и индуктивные сопротивления катушек автоматических выключателей

Расчеты токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ следует вести с учетом индуктивных и активных сопротивлений катушек (расцепителей) максимального тока автоматических выключателей, принимая значения активных и индуктивных сопротивлений нулевой последовательности равными соответствующим сопротивлениям прямой последовательности. Значения сопротивлений катушек расцепителей и контактов некоторых автоматических выключателей приведены в приложении 6.

• 2.9. Параметры автономных источников электроэнергии и синхронных электродвигателей

При расчете начального значения периодической составляющей тока КЗ автономные источники, а также синхронные электродвигатели следует учитывать сверхпереходным сопротивлением по продольной оси ротора (ла ), а при определении постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ —

индуктивным сопротивлением для токов обратной последовательности х₂ и активным сопротивлением обмотки статора г. При приближенных расчетах принимают: Л4(ном> =0,15; ; г—

= 0,15X4 .

• 2.10. Параметры асинхронных электродвигателей

При расчетах начального значения периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей последние следует вводить в схему замещения сверхпереходным индуктивным сопротивлением. При необходимости проведения уточненных расчетов следует также учитывать активное сопротивление статора. Их значения рекомендуется определять, как указано в приложении 7. При приближенных расчетах принимают: сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного двигателя ^лад(ном) =0,18; активное сопротивление статора асинхронного двигателя г_АД = 0,ЗбХд_Д.

• 2.11. Расчетные параметры комплексных нагрузок

• 2.11.1. При расчете токов КЗ от комплексных нагрузок следует учитывать их параметры прямой, обратнбй и нулевой последовательностей. Рекомендуемые значения сопротивлений прямой (Zi) и обратной (Z₂) последовательностей отдельных элементов комплексной нагрузки приведены в табл. 1. Значения модулей полных сопротивлений прямой (Z_IHr ), обратной (Z₂Hr ) и нулевой (Zonr ) последовательностей некоторых узлов нагрузки в зависимости от их состава допускается определять, как указано в приложении 8.

Таблица 1

Параметры элементов комплексной нагрузки

• 2.11.2. В приближенных расчетах для узлов, содержащих до 70 % асинхронных двигателей, допускается значения модулей полных сопротивлений комплексной нагрузки принимать равными ZiHr =^2нг =0,4; ZoHr=3_>O.

* » *

• 2.12. Активное сопротивление дуги в месте КЗ

При определении минимального значения тока КЗ следует учитывать влияние на ток КЗ активного сопротивления электрической дуги в месте КЗ.

Приближенные значения активного сопротивления дуги приведены в табл. 2.

Таблица 2

Значения активного сопротивления дуги

Для других расчетных условий КЗ значения активного сопротивления дуги допускается рассчитывать, по приложению 9,

• 3. РАСЧЕТ НАЧАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА ТРЕХФАЗНОГО КЗ

  • 3.1. Методика расчета начального действующего значения периодической составляющей тока КЗ в электроустановках до 1 кВ зависит от способа электроснабжения — от энергосистемы или от автономного источника.

  • 3.2. При электроснабжении электроустановки от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение периодической составляющей трехфазного тока КЗ (/по) в килоамперах без учета подпитки от электродвигателей рассчитывают по формуле

1 _ ^аср.нн______ 18)

¹ по— ,— , /—5---я— ' J

уз у

где t/ср.нн — среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло короткое замыкание, В;

Гц, хи —соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ, мОм. Эти сопротивления равны: ^г1Г^=гт+^г р+ГТА+бсв+Гш+бс +^Л 1кс+^гвл+^гд

И Х1£ —Х_с+х_т+Хр+ХтАЧ"*кв+*ш4"*иб+*вл»

где Гт и х_т— активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, мОм;

гта и хта — активное и индуктивное сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока, мОм;

х_с — эквивалентное индуктивное сопротивление системы до понижающего трансформатора, мОм, приведенное к ступени низшего напряжения.

г_р — активное и индуктивное сопротивления реакторов, мОм.

г_кв и х_кв— активное и индуктивное сопротивления токовых катушек автоматических выключателей, мОм;

г_ш и х_ш— активное и индуктивное сопротивления шинопроводов, мОм;

г_к—суммарное активное сопротивление различных контактов, мОм;

Пкб, г_вл и Xue, х_{в л} — активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности кабельных и воздушных линий, мОм;

г_д — активное сопротивление дуги в месте КЗ, мОм, принимаемое по данным табл. 2 или рассчитываемое как указано в приложении 9, в зависимости от условий КЗ.

• 3.3. Если электроснабжение электроустановки осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор и вблизи места КЗ имеются синхронные и асинхронные электродвигатели или комплексная нагрузка, то начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ с учетом подпитки от электродвигателей или комплексной нагрузки следует определять как сумму токов от энергосистемы (см. п. 3.2) и от электродвигателей или комплексной нагрузки.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ от синхроннных электродвигателей (/_Посд ) в килоамперах рассчитывают по формуле *

Лпосд = ^ф,СД > (9)

где £ф сд —сверхпереходная ЭДС синхронного электродвигателя (фазное значение), В;

х"_а и гсд —соответственно сверхпереходное индуктивное и активное сопротивления электродвигателя, мОм; значения этих сопротивлений допускается определять как указано в п. 2.9;

Xjv и г tv —суммарное индуктивное и суммарное активное сопротивления прямой последовательности цепи, включенной между электродвигателем и точкой КЗ, мОм.

Для синхронных электродвигателей, которые до КЗ работали с перевозбуждением, сверхпереходную ЭДС _сд ) в вольтах рассчитывают по формуле

£ф.од^та (t/фЮ sincpiQj )^а+(/ю| х& costpioi )², (10)

где £/ф|₀| —фазное напряжение на выводах электродвигателя в момент, предшествующий КЗ, В;

/ о “ ток статора в момент, предшествующий КЗ, А;

<Рю1 — угол сдвига фаз напряжения и тока в момент, предшествующий КЗ, град, эл.;

xj —сверхпереходное сопротивление по продольной оси синхронного электродвигателя, мОм.

Для синхронных электродвигателей, работавших до КЗ с не-довозбуждением, сверхпереходную ЭДС (£J _сд ) в вольтах рассчитывают по формуле

£ф.СД— К(Ц>|0| — /|0|*4 sintpioi )³ + (Ло| *d cosqpioi)®. (11)

Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ от асинхронных электродвигателей (/_подд ) в килоамперах рассчитывают по формуле

/подд = .....; ^£ф'^АД---------- , (12) где х*_АД и гад — соответственно сверхпереходное индуктивное и активное сопротивления электродвигателя, мОм; значения этих сопротивлений допускается определять, как указано в п. 2.10;

£* _АД — сверхпереходная ЭДС асинхронного электродвигателя, которую можно рассчитать по формуле

£ф.лд (^7фЮ1^СОБФ*01 ~Ло| ^гад )²+(tAt>i0|Sin(pioi —-/|0| *ад)². (13)

При необходимости учета комплексной нагрузки соответствующее начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ следует рассчитывать, как указано в приложении 10.

• 3.4. В электроустановках с автономными источниками электроэнергии начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ без учета подпитки от электродвигателей (/_по) в килоамперах рассчитывают по формуле

  
  
  

(14)

где Г12 и —соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи КЗ, мОм. Эти сопротивления равны:

^12=Гта+^кв +^грН-/'ш+^/‘к +ПкбЧ-Г_вл;

Xl£=Xrf +^Тд+х_Ка4-Хр-|-Х_ш4-Х1кб+^_Вл’

где Еф — эквивалентная сверхпереходная ЭДС (фазноё значение), В; значение этой ЭДС следует рассчитывать так же, как и для синхронных электродвигателей (см. п. 3.3).

• 3.5. При необходимости учета синхронных и асинхронных электродвигателей или комплексной нагрузки в автономной электрической системе начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ следует определять как сумму токов от автономных источников (см. п. 3.4) и от электродвигателей или комплексной нагрузки (см. п. 3.3).

• 3.6. При необходимости учета влияния на ток КЗ активного сопротивления электрической дуги рекомендуется использовать указания приложения 9 (п. 4).

• 4. РАСЧЕТ АПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КЗ

  • 4.1. Наибольшее начальное значение апериодической составляющей тока КЗ 0’ао) в общем случае считают равным амплитуде периодической составляющей тока в начальный момент КЗ

(15)

• 4.2. В радиальных сетях апериодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент времени (40 рассчитывают по формуле

  
  
  

(16)

где t — время, с;

Та — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ с, равная

где хх и гt —результирующие индуктивное и активное сопро

При определении xs и г% синхронные генераторы, синхронные и асинхронные электродвигатели должны быть введены в схему замещения в соответствии с требованиями пп. 2.9 и 2.10.

Комплексная нагрузка должна быть введена в схему замещения в соответствии с требованиями разд. 2.

• 4.3. Если точка КЗ делит расчетную схему на радиальные, независимые друг от друга ветви, то апериодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент времени следует определять как сумму апериодических составляющих токов отдельных ветвей по формуле

где тп — число независимых ветвей схемы;

4о*‘ — начальное значение апериодической составляющей тока КЗ в 1-й ветви, кА.

• 5. РАСЧЕТ УДАРНОГО ТОКА КЗ

  • 5.1. Ударный ток трехфазного КЗ (г_уд) в электроустановках с одним источником энергии (энергосистема или автономный источник) рассчитывают по формуле

*уд=/2 /_по(1 +sin<p_K eV»)- ]

где 2С_Уд= (l-t-sintpK^^ya^a ) — ударный коэффициент, который

Г_а — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ (см. п. 4.2);

ф_к — угол сдвига по фазе напряжения или ЭДС источника и периодической составляющей тока КЗ, который рассчитывают по формуле

фк ==arctgxi2/riE ;

—время от начала КЗ до появления ударного тока, с, равное <„-0,01 Л/НУл .

Кривые зависимости ударного коэффициента К_уд от отношений г/х и х/г

* — индуктивное сопротивление цепи КЗ; г — активное сопро. тввлевве целя КЗ

Черт. 1

• 5.2. При расчете ударного тока КЗ на выводах автономных источников, а также синхронных и асинхронных электродвигателей допускается считать, что:

ударный ток наступает через 0,01 с после начала КЗ;

амплитуда периодической составляющей тока КЗ в момент времени /=0,01 с равна амплитуде этой составляющей в начальный момент КЗ.

• 5.3. Ударный ток от асинхронного электродвигателя (/уд ад)

в килоамперах рассчитывают с учетом затухания амплитуды периодической составляющей тока КЗ по формуле

_ ^{0>0i 0,01}

/уд.ад ==V2 /поад (с ^тр +е ^а), (20)

где Т_р — расчетная постоянная времени затухания периодической составляющей тока статора, с;

— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока статора, с.

При этом Т_р и Т_а допускается рассчитывать по формулам

¹ р^в о ’

Т — ’^гДД"*~*^1кб

^а М'х+'иб) ’

С. 14 ГОСТ Р 60270—92

где юс — синхронная угловая частота, рад/с;

_{Г| и} г°₂ - соответственно активное сопротивление статора и- активное сопротивление ротора, приведенное к статору, которые допускается рассчитывать, как указано в приложении 7.

• 5.4. Если точка КЗ делит расчетную схему на радиальные, не зависимые друг от друга ветви, то ударный ток КЗ (/уд) определяют как сумму ударных токов отдельных ветвей по формуле _1уд= 2 /2"/_n0i( 1+е‘ ),_а (21)

Изменение периодической составляющей тока КЗ от асинхронных двигателей

Ъ.АД

Черт. 3

Удаленность точки КЗ от асинхронного электродвигателя характеризуется отношением действующего значения периодической составляющей тока этого электродвигателя в начальный момент КЗ к его номинальному току

г ^ПОАД

^/лО(вом)“ '”7------- •

* 'А Дном

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от асинхронного электродвигателя (/пмд ) (или нескольких асинхронных электродвигателей, находящихся в одинаковых условиях по отношению к точке КЗ) рассчитывают по формуле

Л1/АД ⁼⁼Т/АД^пО(ноы) ЛомАД • (23)

8. РАСЧЕТ ТОКОВ НЕСИММЕТРИЧНЫХ КЗ

• 8.1. Составление схем замещения

• 8.1.1. Расчет токов несимметричных КЗ выполняют с использованием метода симметричных составляющих. При этом предварительно необходимо составить схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей.

• 8.1.2. В схему замещения прямой последовательности должны быть введены все элементы расчетной схемы, причем при расчете начального значения тока несимметричного КЗ автономные источники, синхронные и асинхронные электродвигатели, а также комплексная нагрузка должны быть введены сверхпереходными ЭДС и сверхпереходными сопротивлениями.

Схема замещения обратной последовательности также должна включать все элементы расчетной схемы. При этом ЭДС обратной последовательности синхронных и асинхронных машин, а также комплексной нагрузки, следует принимать равными нулю. Сопротивление обратной последовательности синхронных машин следует принимать по данным каталога, асинхронных машин — принимать равным сверхпереходному сопротивлению, а комплексных нагрузок — в соответствии с табл. 1.

Сопротивление обратной последовательности трансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий следует принимать равным сопротивлению прямой последовательности.

• 8.2. Расчет токов однофазного КЗ

• 8.2.1. Если электроснабжение электроустановки напряжением до 1 кВ осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор, то начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ от системы (/по ) в килоамперах расчитывают по формуле

/(I) = К^ср.ин , 24 \

(2/'₁£-j-r₀₂)^a-j-(2x_l£-f-x_0S)²

где г is и xis определяют в соответствии с п. 3.2 настоящего стандарта;

Гох и xos —суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления нулевой последовательности расчетной схемы относительно точки КЗ, мОм. Эти сопротивления равны:

ГоХ~Г_0Т4-Гр+гтд+гкв +г_к -|-Г_Ош4"^г0кб+г_Овл + ^Гд и Xgl ==X_Ot4"^p+^Ta4"^kb -+*ош+^х0кб+*овл* где гот и хот — активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности понижающего трансформатора;

г_Ош и х_Ош — активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности шинопровода;

гш и Хокб — активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности кабеля;

г_Овл и х_Овд — активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности ВОЗДУШНОЙ ЛИНИН (Говд«г_1вя, ^0»л ^я,ЗХ|вл) •

• 8.2.2. В электроустановках с автономными источниками энергии начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ (/по ) в килоамперах рассчитывают по формуле

7<п» _■■■■* ____________

^п0 /(2r₁₂+r₀£)H(2xi_S4-x_0Z)® '

где Еф— эквивалентная сверхпереходная ЭД С автономных источников, В, которую определяют в соответствии с п. 3.4.

Значения ri₂ и Xis определяют в соответствии с п. 3.4, а Гох и xos —поп. 8.2.1

• 8.2.3. Начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ с учетом синхронных и асинхронных электродвигателей в килоамперах рассчитывают, как указано в п. 8.2.2.

• 8.2.4. При необходимости определения периодической составляющей тока однофазного КЗ в произвольный момент времени применяют методы расчета, приведенные в разд. 2, б и 7.

• 8.3. Расчет токов двухфазного КЗ

• 8.3.1. При электроснабжении электроустановок напряжением до 1 кВ от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ (/по ) в килоамперах рассчитывают по формуле

  
  
  

  ^ер.НН

  ^{2 r}iz~'~^rl£

  
  

  (26)

  
  

где

^Гт+Гр+ГТАЧ-Гкв+Лц+Гк +^г1кб+Г1вл+г_д/2;

*1£⁼Х_с-|-Хт4-Хр-|-ХтА4-Хкв .

• 8.3.2. В электроустановках с автономными источниками энергии начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ (/£/) в килоамперах рассчитывают по формуле

  
  
  

(27)

• 8.3.3. Начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ с учетом асинхронных электродвигателей (/^_Ад) в килоамперах рассчитывают по формуле

7(2)

^П°^АД 2 ’

^где£ф_£ — эквивалентная ЭД С асинхронных электродвигателей и источника электроэнергии, В;

Их и — суммарные активное и индуктивное сопротивления относительно точки КЗ (с учетом параметров асинхронных электродвигателей), мОм.

• 8.3.4. Начальное действующее значение периодической состав-ляющей тока двухфазного КЗ с учетом синхронных электродвигателей в килоамперах определяют, как указано в п. 8.3.3.

• 8.3.5. При необходимости определения периодической составляющей тока двухфазного КЗ в произвольный момент времени применяют методы расчета, приведенные в разд. 6 и 7.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЙ ШИНОПРОВОДОВ

• 1. Необходимые для расчетов токов КЗ параметры шинопроводов могут быть взяты из нормативно-технической документации или получены расчетным методом. Параметры шинопроводов серии 11IMA и ШРА даны в табл. 3.

Активное сопротивление одной фазы шинопровода (г_ш) в миллиомах при температуре *0 рассчитывают по формуле

где Рз_нор — удельное сопротивление материала шины при нормированной температуре О норм. Ом-мм²/м;

Онорм — нормированная температура, при которой задано удельное сопротивление, °C;

/ — длина шины одной фазы, м;

з — сечение шины, мм²;

Т — постоянная, зависящая от материала проводника, °C: для твердотянутой меди 242 °C; для отожженной меди Т=234°С; для

алюминия Т — 236 °C;

К_А—коэффициент добавочных потерь, учитывающий влияние поверхностного эффекта, эффекта близости, а также, добавочных потерь от расположенных вблизи металлических элементов.

Значение коэффициента добавочных потерь можно оценить, исходя из результатов экспериментальных исследований токопроводов аналогичных конструкций или рассчитать (приблизительно) по формуле

ПЭ *

где —коэффициент, учитывающий изменение температуры шины (значе

ния К$ приведены в приложении 3);

Кб — коэффициент близости;

Хпэ — коэффициент поверхностного эффекта.

Таблица 3

Параметры комплектных шинопроводов

Значения коэффициентов Кб и Х_пэ

нимать как для одиночных шин.

Коэффициент добавочных потерь Кд для алюминиевых шин сечением 100X10 мм² в зависимости от числа шин п должен иметь следующие значения: при п=1 Кд«1,18; при л=2 Кд«1,25; при л=3 Кд «1,6; при л = 4 Х_д«1.72.

При прокладке шинопровода в галерее или туннеле коэффициент добавочных потерь следует брать на 0,25 больше, чем при его прокладке на открытом воздухе.

• 2. Индуктивное сопротивление прямой последовательности фазы шинопровода (х_1Ш) в миллиомах на метр рассчитывают по формуле

x_llu=0,1451g , (30)

где d— расстояние между шинами, м;

go — среднее геометрическое расстояние, м, рассчитываемое по одной из приведенных ниже формул:

• 1) для шины прямоугольного сечения

g₀=Q_t22(b+h),

где ft и ft — размеры сторон прямоугольника;

• 2) для шины квадратного сечения:

go= 0,456, где Ь — размер стороны квадрата;

• 3) для трубчатой шины квадратичного сечения

go—0,58СЬ_вш, где 6_ВШ —размер наружной (внешней) стороны квадратного сечения;

С — коэффициент, значения которого должны соответствовать приведенным в табл. 4.

Таблица 4

Значения коэффициента С

Среднее геометрическое расстояние для пакета шин можно рассчитать по следующим формулам:

• 1) для двухполосного пакета:

_g<>=V0,22(b+h)dk,

где b и h—соответственно толщина я ширина одной полосы шины (см. черт. 4), мм;

d — расстояние между продольными осями (центрами масс) сечений шин пакета (см. черт. 4), мм;

k — коэффициент, зависящий от отношения d^h, его определяют по кривой, приведенной на черт. 4;

• 2) для трехполосного пакета

(31п0,22(Ь4-й4^,'21п</₁₃й₁₃-|"21П£^₈А_3з-|*21п4_1ЭА₁₃) ],

где г/н, ds₃ и di₃ — расстояния между центрами масс сечений соответствующих шин пакета;

Коэффициент k для определения среднего геометрического расстояния между шинами прямоугольного сечения

й₁₂, &2з и &13 — коэффициенты, зависящие от отношения d_l2/h_t d^h, d_i3fh и определяемые по кривой, приведенной на черт. 4.

Значения средних геометрических расстояний (go) наиболее употребляемых пакетов шин с зазорами между шинами равными толщине шины, должны соответствовать приведенным в табл. 5.

Таблица 5

Значения go некоторых пакетов шин

• 3. В качестве допустимой (расчетной) температуры нагрева шинопровода в продолжительном режиме следует принимать 0=70 °C.

• 4. Активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности фазы шинопровода (г_ош и ) в миллиомах на метр принимают (ориентировочно)

^гош—^f 1ш4-3гн •^ош⁼,5—9,4) Xjuj .

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

АКТИВНЫЕ И ИНДУКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КАБЕЛЕЙ

Таблица 6

Параметры кабеля с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке

Таблица 7

Параметры кабеля с алюминиевыми жилами в свинцовой оболочке

Та блица 8

Параметры кабеля с алюминиевыми жилами

в непроводящей оболочке

Та блица 9

Параметры кабеля с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке

Таблица 10

Параметры кабеля с алюминиевыми жилами в свинцовой оболочке

Таблица 11

Параметры кабеля с алюминиевыми жилами в непроводящей оболочке

Та блица 12

Параметры кабеля с медными жилами в стальной оболочке*

* Заземление выполнено медным проводом сечением 120 мм²

Таблица 13

Параметры кабеля с медными жилами в стальной оболочке

Таблица 14

Параметры кабеля с медными жилами в стальной оболочке

УВЕЛИЧЕНИЕ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КАБЕЛЕЙ

Значения коэффициента, учитывающего увеличение активного сопротивле-ния медного кабеля при нагреве его током КЗ, определяют в завнсимоети от сечения кабеля, тока КЗ и продолжительности КЗ по кривым, приведенным на черт. 5 или 6, а алюминиевого кабеля — по кривым приведенным на черт. 7 или 8.

Данные, указанные на черт. 5—8, получены при следующих расчетных условиях: КЗ происходит в радиальной схеме, содержащей ветвь (трансформатор, кабель) с источником неизменной по амплитуде ЭДС;

температура кабеля изменяется от О_нач.=20 °C до О_{доп к} =200 °C; продолжительность КЗ (/ откл) составляет 0,2; 0,6; 1,0, 1,5 с.

Температуру нагрева кабеля определяют с помощью уравнения нагрева однородного проводника при адиабатическом процессе, преобразованного к виду

d» ₌ ______________^Znf Р&__________________

[^l+ 1

где I nt —ток КЗ к моменту времени t, кА;

рВ я Р&_норм — удельные сопротивления, Ом*м, материала кабеля при температуре О и начальной нормированной температуре О-норм I $ — сечение кабеля, мм²;

X — плотность материала проводника, кг/м⁸;

Я —ускорение силы тяжести, м/с²;

Со — удельная теплоемкость материала кабеля при температуре Фо=Фнач ⁼ 0 норм, Дж/(кг*К):

р — температурный коэффициент теплоемкости, 1/К:

а — температурный коэффициент удельного сопротивления, 1/К. Изменение удельного сопротивления материала кабеля при повышении температуры определяют по выражению

Ра =Р_А »

* %Рм *

Черт. 5

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Рекомендуемое

РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДОВ, ПРОЛОЖЕННЫХ ОТКРЫТО НА ИЗОЛЯТОРАХ, И ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ линия

• 1. Расчетное сопротивление проводов

  • 1.1. Активное сопротивление прямой последовательности одной фазы проводника (г) в миллиомах рассчитывают по формуле

r-с_аК_сКпэР_а ~ -Ю³» (31)

норм

где — коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления с повышением температуры (см. приложение 2). В качестве расчетной температуры нагрева для проводов с резиновой и пластмассовой изоляцией принимают 0=65°C;

=1,02 — коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления мкогопро-волочных жил проводов и кабелей вследствие скрутки. Для однопроволочных проводов Хс~1₍0;

K_ni — коэффициент поверхностного эффекта при переменном токе. Для медных и алюминиевых проводов коэффициент принимают равным единице;

Р 5 ор —удельное сопротивление провода при 0=20 °C. Для медных проводов рл —0,0178 Ом»мм²/м, для алюминиевых проводов норм

р В — 0,02994 Ом-мм²/м;

норм

s — сечение проводника, мм²;

I — длина проводника, м.

• 1.2. Индуктивное сопротивление прямой последовательности (х) одной фазы провода круглого сечения в миллиомах на метр рассчитывают по формуле

x=O.I45lg-^- . (32)

где а — расстояние между проводниками, м;

Rn — радиус проводника, м.

• 1.3. Если фазный н нулевой проводники выполнены из круглых проводов одинакового сечения и проложены параллельно, то индуктивное сопротивление цепи фаза—нуль (х_ф__н ) в миллиомах ня метр рассчитывают по формуле

Хф__и=0,291я . (33)

При прямоугольной форме сечения нулевого проводника сопротивление цепи фаза — нуль определяют по сечению фазного проводника.

• 1.4. Активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности воздушных линий, имеющих нулевой провод с повторным заземлением, зависят от числа заземлений и коэффициента сезонности.

При определении активного и индуктивного сопротивлений петли фазный провод—нулевой провод (Гф__м , х_ф__н) используют соответственно формулы 31 и 33 или расчетные данные, приведенные в табл. 15. Активное и индук-тнвное сопротивления петли с промежуточными заземлениями определяют умножением расчетных сопротивлений на соответствующие поправочные коэффициенты Кр и Кх в зависимости от числа промежуточных заземлений (т), черт. 9, и на коэффициент сезонности К_сз (табл. 16). Значения коэффициента Кд на рис. 9а даны при разных сечениях проводов петли — фазного (указаны в числителе) и нулевого (указаны в знаменателе), а К_х на рис 96 — при разных сечениях нулевого и любых сечениях фазного провода.

Поправочные коэффициенты (К _R и ) к активному

я индуктивному сопротивлениям петли «фазовый провод — нулевой провод воздушной линии»

• 1. На верхнем рисунке справа от кривых даны сечения проводов петли: в числителе — фазового провода, в знаменателе — нулевого провода.

• 2. На нижнем рисунке справа от кривых даны сечения нулевых проводов петли. Эти кривые можно с достаточной точностью использовать при всех возможных сочетаниях сечений фазового и нулевого проводов.

Черт. 9

Таблица 15 Значения сопротивления петли «фазный провод — нулевой провод» без учета заземляющих устройств

Прмзнаки климатических зон и значения сезонного коэффициента К*₃

определяет

снижение

сопротивления

по сравне-

* Сезонный коэффициент кию с максимальным сопротивлением в сезон промерзания или высыхания.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Рекомендуемое

РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТАКТОВ И КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Значения переходных сопротивлений контактных соединений кабелей, разъемных контактов коммутационных аппаратов и шинопроводов в миллиомах приведены соответственно в табл. 17—19.

Та бли ца 17

Сопротивления контактных соединений кабелей

Таблица 18

Сопротивления контактных соединений шинопроводов

Таблица 19

Приближенные значения сопротивлений разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Справочное

ПАРАМЕТРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

При отсутствии данных изготовителя об индуктивных (х_ТА ) и активных (г_ТА ) сопротивлениях измерительных трансформаторов тока допускается использовать значения, приведенные в табл. 20.

Таблица 20

Сопротивления первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Рекомендуемое

СОПРОТИВЛЕНИЕ КАТУШЕК АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

При отсутствии данных изготовителей об индуктивных (х_кв) и активных (г _кв) сопротивлениях катушек расцепителей к переходных сопротивлениях подвижных контактов автоматических выключателей допускается использовать значения этих сопротивлений, приведенные в табл. 21.

Таблица 21

Сопротивления катушек и контактов автоматических выключателей

Примечание. В таблице указаны суммарные сопротивления катушек и контактов автоматических выключателей (серий А 3700 «Электрон» и ВА), для которых эти сопротивления зависят от их номинального тока и не зависят от типа выключателя.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Рекомендуемое

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

При расчете периодической составляющей, тока КЗ, обусловленного асинхронными электродвигателями напряжением до 1 кВ, необходимо учитывать не только их индуктивные, но и активные сопротивления.

Суммарное активное сопротивление, характеризующее асинхронный электродвигатель в начальный момент КЗ (г_Ад) в миллиомах рассчитывают по формуле

где и — активное сопротивление статора, мОм;

о

г₂ — активное сопротивление ротора, приведенное к статору, при этом Г2°^в миллиомах рассчитывают по формуле

•10‘,

где М_п — кратность пускового момента электродвигателя по отношению к его номинальному моменту;

Рк ом — номинальная мощность электродвигателя, кВт;

^мх—механические потери в электродвигателе (включая добавочные потери), кВт;

/п—кратность пускового тока электродвигателя по отношению к его номинальному току;

/ном — номинальный ток электродвигателя. А; ом—номинальное скольжение, отн. ед.

Активное сопротивление статора электродвигателя (г,) в миллиомах, если оно не задано изготовителем, рассчитывают по формуле

«ном ^hom^cos<Phom

^г1= 100 • Р_ном • (37)

гдеи ом—номинальное скольжение асинхронного электродвигателя, %,

Сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного электродвигателя (*"дд ) в миллиомах рассчитывают по формуле

* 1 f ( ^Ф.ко« . _ЛЛ

^хад= у (тсг -¹⁰³; -^гад • (зз)

где t/ф _ном— номинальное фазное напряжение электродвигателя, В.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Рекомендуемое

ПАРАМЕТРЫ КОМПЛЕКСНОЙ НАГРУЗКИ

• 1. В состав комплексной нагрузки могут входить асинхронные и синхронные электродвигатели, преобразователи, электротермические установки, конденсаторные батареи, лампы накаливания и газоразрядные источники света.

• 2. При определении начального значения периодической составляющей тока КЗ комплексную нагрузку в схему прямой последовательности следует вводить эквивалентной сверхпереходной ЭДС Е _Нг ^и сопротивлением прямой последовательности 2_1нг , а в схему обратной и нулевой последовательностей — сопротивлениями обратной Z_2Hr и нулевой Z_0Hr последовательностей.

• 3. Значения модулей полных сопротивлений 2_1НГ, ^2НГ ^и ^онг • ^{а так}"

же эквивалентной сверхпереходной ЭДС комплексной нагрузки в от

носительных единицах при отсутствии других, более полных данных, могут быть определены по кривым, приведенным на черт. 10 и 11 в зависимости от

Зависимость параметров комплексной нагрузки 2>нг » ^знг • ^онг >*нг от ее состава

а

б

Зависимость параметров комплексной нагрузки *!НГ »^2нг*²онг >^£нг от ее состава

0,2 0,18 0,12 0,08 0,06 ОРцн

0,8 О,6Ь 0fi8 0,32 0,16 0Р_зу

относительного состава потребителей узла нагрузки PilP^, где Pj.—сум* марная номинальная активная мощность нагрузки, кВт; Р{— установленная мощность i потребителя нагрузки кВт (Р_ЛД — асинхронные- двигатели. Род—синхронные двигатели, Р_лн — лампы накаливания, Р_{э у} -— электротермические установки, Р_лг — газонаполненные лампы, Р_п — преобразователи).

Сопротивление прямой (обратной, нулевой) последовательности ^щгном <^2НГном» ^онгном) ^в относительных единицах при номинальных условиях до-* « пускается рассчитывать по формуле

^ТНГнам^Х ~п > <³⁹)

2 -1/ _?

*-i V

где и x_ti—активная и индуктивная составляющие сопротивления пря

мой (обратной, нулевой) последовательности *-го потребителя, включая составляющие сопротивления элементов, связывающих потребитель с шинами узла (до 1 кВ); их значения в относительных единицах при суммарной номинальной мощности , кВ/A, и среднем номинальном напряжении той ступени напряжения сети, где она присоединена, приведены в табл. 1;

Si—полная установленная мощность /-го потребителя нагрузки. кВ-А.

ПРИЛОЖЕНИЕ 9 Рекомендуемое

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДУГИ НА ТОК КЗ

• 1. Учет электрической дуги в месте КЗ рекомендуется производить введением в расчетную схему активного сопротивления дуги г_д .

• 2. Переходное активное сопротивление дуги в месте КЗ (г_д ) в миллиомах зависит в основном от тока КЗ и длины дуги и рассчитывается по формуле

<⁴⁰) под

где / под — начальное действующее значение периодической составляющей тока в месте КЗ, кА, определяемое с учетом сопротивления дуги;

1_л —длина дуги, см, которая может быть принята равной: /д==4а при а< 5 мм;

I _д=20,41п—J при (54-50) мм;

при а>50 мм.

где г s и «х —соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи КЗ, мОм;

а — расстояние между фазами проводников, мм.

С 40 ГОСТ Р 50270—92

Для электроустановок 0,4 кВ активное сопротивление электрической дуги может быть определено по кривым, приведенным на черт. 12—22.

На черт. 12—21 представлены расчетные кривые зависимости активного сопротивления дуги гд от площади сечения (з) и длины алюминиевого кабеля (/_кб). определяемой расстоянием от выводов низшего напряжения (0,4 кВ) трансформаторов различной мощности до места КЗ. Кривые построены с использованием формулы (40) при трехфазном и однофазном КЗ и при I _л —-«За

Зависимость 1_К<>)

при трехфазном КЗ за трансформатором мощностью 750 кВ<А

Зависимость r^f(s_t /_мв) при трехфазном КЗ за трансформатором мощностью 1000 кВ А

Зависимость r_A=f($, /_кб) при трехфазном КЗ за трансформатором мощностью 1600 кВ*А

Черт. 15

0 50 1ОО 150 200 2501*#, м

Черт. 16

Я

40

С. 44 ГОСТ Р 50270—92

Д/У (сплошные

Черт. 20

Черт. 21

Зависимость r^f (тип, /_ш) при трехфазном КЗ за трансформаторами мощностью 1000, 1600 и 2500 к В. А

Типы шинопроводов:

• 1 — И1МА-68-1000

• 2 - ШМА-73-1600

• 3 — ШМА-68-2500

• 4 — ШМА-68-4000

Черт. 22

С. 46 ГОСТ Р 50270—92

Зависимость коэффициента Кс, найденного экспериментально, для начального момента КЗ (кривая 7) и установившегося КЗ (кривая 2) от сопротивления цепи КЗ

Черт. 23

На черт. 22 представлены расчетные кривые зависимости активного сопротивления дуги от типа и длины шинопровода, подключенного к выводам 0,4 кВ трансформаторов различной мощности, определяемой расстоянием до места КЗ. Кривые справедливы для шинопроводов серии ШМА к построены с использованием формулы (40) при условии, что /д =-=2а.

При определении активного сопротивления дуги в случае КЗ в кабеле длиной 1кб, подключенном к трансформатору через шинопровод длиной или через кабель другого сечения, результирующую длину проводника шинопровод — кабель (кабель — кабель) выражают через длину поврежденного кабеля:

^Хкб^в^^к<54“^г1ш/ш/²1кб» (41)

где z_1K6 и г_1Ш — полные сопротивления прямой последовательности шинопровода и кабеля, мОм.

3. Влияние активного сопротивления дуги на ток КЗ можно также учитывать путем умножения расчетного тока КЗ, найденного без учета сопротивления дуги в месте КЗ, на зависящий от сопротивления цепи КЗ поправочный коэффициент К_с. Значение коэффициента Л_с » полученного экспериментально при КЗ за трансформаторами мощностью 630—1000 кВ-А,

можно определить по кривым черт. 23.

Сопротивление цепи КЗ (z_K) определяют в зависимости от вида КЗ:

Приведенным на черт. 23 кривым Kc/(z_K) соответствуют выражения

/С_с—0,6—0,0025z_K4-0„114/г_к—0,13 г_к-, (42)

К_е=0,55-0,002г_к+0,1/г^—0,12

4. При определении минимального значения тока КЗ в автономной электрической системе приближенный учет влияния активного сопротивления электрической дуги на ток КЗ допускается производить умножением расчетного тока КЗ, найденного без учета сопротивления дуги, на поправочный коэффициент К с» Значение этого коэффициента допускается принять равным 0,7—0,8.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10 Рекомендуемое

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ НАГРУЗКИ НА ТОК КЗ

Метод учета комплексной нагрузки при расчете тока КЗ зависит от характера исходной схемы замещения комплексной нагрузки (черт. 24) и положения точки КЗ (черт. 25).

В радиальной схеме (черт. 25а) допускается не учитывать влияние статических потребителей (преобразователи, электротермические установки, электрическое освещение). Начальное значение периодической составляющей

Состав узла комплексной нагрузки

АД — асинхронные двигателя; СД — синхронные двигателя: ЛН — лампы накалнвання; ЛГ — лампы газоразрядные; Л — преобразователя ЗУ — электротермические установки; К — конденсаторные батареи; КЛ — кабельная линия; АГ — авто вомвый неточная электроэнергия; X/, КЗ, КЗ — чочям КЗ; Г — трансформатор

Черт. 24

C. 48 ГОСТ Р 50270—92

Преобразование схемы замещения комплексной нагрузки

Черт. 25

тока КЗ, ударный ток, а также периодическую составляющую тока КЗ в произвольный момент от асинхронных и синхронных электродвигателей следует рассчитывать в соответствии с требованиями разд. 3, 5, 7,

При КЗ за общим для узла нагрузки сопротивлением (.черт. 256) начальное значение периодической составляющей тока трехфазяого КЗ (/_иоНГ ) ^в килоамперах следует определять с учетом влияния двигательной и статической нагрузок, используя формулу

^ср.НН

( _ "ср.НН . , V ’

+ ^1НГ S_s ^s»ⁿ<PHr+^XlxJ

_где £д_Г ^{и 2}1НГ —эквивалентная ЭДС н сопротивление прямой .последовате-

* * льности узла нагрузки; их значения в относительных еди

ницах определяют по кривым, приведенным на черт. 10 и 11 приложения 8 в зависимости от относительного состава потребителей;

и х₁₂ —соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания, мОм (см. п, 3.4);

— суммарная номинальная мощность нагрузки, кВ-А;

НН — среднее номинальное напряжение сети, сответствующее обмотке низшего напряжения трансформаторов, В.

Значения ударного тока и периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от электродвигателей следует определять в соответствии с требованиями разд. 5 и 7.

При коротком замыкании за общим для нагрузки н системы сопротивлением (черт. 25в) и близких значениях отношения х/r ветвей расчетной схемы

начальное значение периодической составляющей тока КЗ (/ _пок рассчитывать по формуле

^ср.НН ^7" ^ZlHr+ ^НГ ^ср.НН^с

^пок *

где £_нг — ЭДС узла нагрузки;

п/ —коэффициент трансформации трансформатора;

нг > 2_С , Z к — модули сопротивлений ветвей исходной схемы замещения (черт. 25 в), причем

„ ^ср.НН

HHr^iHr s_z ;

рассчитывается как указано в п. 3.2;

2_К=*|/" 4гк+^Лпк ^;

Osk ^{и х}1£к —соответственно суммарное активное и сопротивления цепи КЗ.

Ударный ток следует определять в соответствии с

ПРИЛОЖЕНИЕ И Рекомендуемое

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ТОКОВ КЗ

Пример 1. Для схемы, приведенной на черт. 26 определить токи при трех-, двух- и однофазном КЗ в точке К1. Для трехфазного КЗ определить максимальные и минимальные значения тока КЗ.

• 1.1. Исходные данные

Г'пнтрыя Г*

$_к =200 MB-А; С/_{ср вн}=6,0 кВ.

Трансформатор Т: ТС = 1000/6

*^т.ном⁼Ю00 кВ-A; С/_Вн=6,3 кВ;

^нн==°>^{4 кВ}- ^ркном=¹¹*^{2 кВт};

,5 % .

Автоматический выключатель сЭлектрон»

QF:r_KB =0,14 мОм; х_ка =0,08 мОм.

Шинопровод ШМА-4-1600Ш:

Гш=0,030 мОм/м; х_ш=0,014 мОм/м;

^гнп =0»037 мОм/м л_ип «0,042 мОм/м; /_ш==10 м.

С. 50 ГОСТ Р 50270—92

Черт. 26

Болтовые контактные соединения: г_к =0,003 мОм; п=4.

• 1.2.Расчет параметров схемы замещения

• 1.2.1. Параметры схемы замещения прямой последовательности

Сопротивление системы (х_с ), рассчитанное по формуле 1, составит:

(400)² ,

х_с= 200 ' ³ мОм.

Активное к индуктивное сопротивления трансформаторов (г_т) и (х_т)» рассчитаны по формулам 3 и 4, составят:

(1000)^а ’Ю^в=1,79 мОм; х_т= У5,5*—( )² . -$■- .1О‘=8,62 мОм.

Активное и индуктивное сопротивления шинопровода:

г_щ=0,030-10=0,30 мОм; х_ш=0,014-10=0,14 мОм.

Активное сопротивление болтовых контактных соединений: г_к=0,003-4= 0,012 мОм.

Активное сопротивление дуги определяют, как указано в приложении 9, черт. 22: г_д =5,6 мОм.

• 1.2.2. Параметры схемы замещения нулевой последовательности. г_от=19,1 мОм; х_от=60,6 мОм;

г_ип =0.037-10=0,37 мОм; х_1(П =0.042-10=0,42 мОм.

• 1.3. Расчет токов трехфазного КЗ

^г1Е=^гт+^гш‘Н^г_Кв +^=1,79+0,304-0,144-0,013=2,24 мОм; х₁т=х_с+х_т+х_ш+х_кв «0,80+8.62+0,14+0,08=9,64 мОм;

^riv=r_1£+r_a=2,24+5,6=7,84 мОм;

, 400

потах^- yj- /2,24’4-9,64’ ^-23'^{33 кА};

, 400

по min - у_Г у7 84Г₊'9,б₄₈ -¹⁸-^{6 кА}-

Чд.так=К2"'по тах*УД=Г^Г-23,33.1,45=47,84 кА; ¹у_Я.т_1п=1^2~f_nomln К_ул=/Г.18,6.1,08=28,32 кА, где Луд определяют по кривой черт. 2

*аотах⁼У^Л2 /по max⁼⁼82,9 кА;

*aomln ⁼ }^2 /по mln”26,23 кА.

• 1.4. Расчет токов однофазного КЗ

^02—^от+^ош'Ь^кв +г«=19,1+0,3+3.0,37+0,14+0,012=20,66 мОм;

Го_Ш=г iui+Згнсь

‘*0£⁷⁼'*вт"^"'*о^|в”'*кв «60,6+0,14 +3.0,42+0,08=62,08 мОм;

^rOZ^=ros“^^rA⁼2O»66+8,6=29,26 мОм;

__________УЗ .400_____________

К(2-2,24+20,66)^а+(2-9,64+62,08)^а

Ток однофазного КЗ с учетом активного сопротивления дуги

С. 52 ГОСТ Р 50270-92

____________Уз -400___________

V(2-7,84+29.26)’+(2-9,64+62,08)’

КЗ

=20,21 кА.

Ток двухфазного КЗ с учетом активного сопротивления дуги:

/<2)₌ ____ .⁴⁰° =]8 39

^п0 2 К(2.24+2,8)4-9,64» ¹ ' ’

Результаты расчета токов КЗ- сведены в табл. 22.

Таблица 22

Результаты расчета токов КЗ к примеру 1

Пример 2. Для схемы, приведенной на черт. 27, определить максимальные и минимальные значении токов при трехфазном КЗ в точках К1 н К2.

• 2.1. Исходные данные

Система С. ^ср.вн^и^^ ^к®’» ^откл.ном^^

Трансформатор Т. ТС= 1600/10,0

ном “1600 кВ*А, £/jjh=10,5 кВ;

кВ, ^к.ном ”16 кВт, и_к=5,5 %•

Шинопроводы

Ш1: ШМА4-3200: /_НОМ=3200 А, г_1Ш=0,01 мОм/м;

х_1Ш=0,005 мОм/м, /_г=10 м.

Ш2, ШЗ:ШМА4-1600: /ком=Ю00 А, г_1Ш=0,03 мОм/м;

*1ш=0,014 мОм/м, Z_a=20 м, /₃=ЗО м.

Ш4, Ш5:ШРА-73УЗ: 4ом=000 А, г_1Ш-0,1 мОм/м;

*1ш=0,13 мОм/м, /₄=50 м, /₅=40 м.

Кабельные линии

КЛ1, КЛ2, КЛЗ : ААШЬ = ЗХ 185:Г1кб==0,208 мОм/м; х_1Кб=0,055 мОм/м;

/1 = 150 м, /₄=/₃—20 м.

Измерительные трансформаторы тока

TAI. ТА2: /_Но_м==500 А. ^TAl⁼⁼^TA2^tt6jO5 мОм,

ТА2^Ж^»67 мОм;

Расчетная схема к примеру 2

QF1

ТА 7

ТА2

Ш5

QF5>\

~п——

Q.

ТАЬ ^ТА5^

V \7

КЛ2 ' КЛЗ

QF9 \ \ QF10

О

АД!

Черт. 27

ТАЗ, ТА4, ТА5: 7цом“2(Ю А, '’таз~^ТА4^жГ мОм;

х_ГАз=х_ТА4^,-^,х_ТА5-^я0_|67 мОм.

Активное сопротивление болтовых контактных соединений: /-_к=»0,03 мОм, л=4.

Автоматические выключатели типа «Электрон»

QF1, QF4. /„ом=1000 А, г_кв1 =~г_кв4 =0,25 мОм;

^хкв1 ^=хкв4=’0|¹ мОм;

Схема замещения к примеру 2

Черт. 28

QF7, QF8, QF9, QF10:/_ном=200 А; ^гкв7 “=^гкв8 “'квЭ ^в,кв10 ’1 мОм;

^хкв7 —*ив8 ^лкв9 ^вХкв10 ”°’⁵ мОм.

Синхронный двигатель СД.

СД-12-24-12А: Р=125 кВт; £/_ном = 380 В;

^ном⁼234 A, cos(p_HoM⁼0,811, Лтуск/^ном^З,5;

А?тах А^ном

Асинхронные двигатели АД! и АД2.

АОЗ—315М—6УЗ: Р=132 кВт, /_пуск//но_М=7,0; ^Люм—380 В, /_НОМ=238,6 А, Л1_тах/А1ном⁼^ном”2,6; А1пуск/А1ном⁼1 I®» Af_m in/M_HoM=0,8; cos<p_HOM==0_t9;

zi_c—1000 об/мин; т;=93,5 %; $ном=1 J % .

Комплексная нагрузка КН.

Суммарная активная мощность составляет Р% =350 кВт, cos<p^e0,8. В состав нагрузки входят асинхронные двигатели (АД), лампы накаливания (ЛН), преобразователи (П) в следующем соотношении: ^_дд=175 кВт, Р_лн =35 кВт, Р_п =140 кВт.

• 2.2. Расчет параметров схемы замещения (черт. 23)

• 2.2.1. Параметры схемы замещения прямой последовательности

Сопротивление системы (х_с ), рассчитанное по формуле (2) настоящего стандарта, составит:

(400)»-10“³

^Хс= 3-11-10,5

Активное (г_т ) и индуктивное (х* ) сопротивления трансформаторов, рассчитанные по фрмулам (3), (4) настоящего стандарта, составят:

16-0,42

^гт^св (1600)^г *Ю⁶—1,0 мОм;

0,42

1600

Активное и индуктивное сопротивления шинопроводов.

Ш1 *г_Ш1=0,0Ы0=0,1 мОм; х_Ш1=0,0(Й-10*-0,05 мОм; Ш2* ^=0,03-20=0,6 мОм; х_шя=0,014’20=0_г28 мОм; Ш31Г_шз=0,03-30=0,9 мОм х_шз=0,014-30=0,42 мОм; Ш4:г_ш4=0,1-50=5,0 мОм; х_Ш(=0,13-50=6,5 мОм; 11151Г_Ш5=0,1’40=4,0 мОм; х_ш5=0,13*40=5,2 мОм;

Активное и индуктивное сопротивления кабельных линий:

С. 56 ГОСТ Р 50270—92

КЛ1 :г_1К61“0.208- 150-31,2 мОм; х_1кб1==0,055-150=8,25 мОм; КЛ2,КЛЗ: Г1кбг^^г1кбз=0,208-20=4 ,16 мОм;

*1кб»=*1кб₈=0,055-20=1,1 мОм.

Расчет параметров АД1 и АД2.

Принимая Р_мх=0,02-Р«ом» ^1 “^»®^^адиом *

получаем:

х_АД= ]/132³-55,14³ — 119,9 мОм;

_ 119,94-3,09 149,9+3,09

⁷Р^_ 314-40 —^и>^и1с> 'а- 314(16,74+6,76)

^£ФАД =К(220-0,9—238,6-0,055)»+(220-0,44-238,6-0,145)’=195 В.

Расчет параметров СД:

0,382-10° ^сд.ном^- 125 =936,9 мОм;

=140,53 мОм; г_Сд=21 мОм;

^£Ф.сд~У (220—234.0,14-0,585)²+(234-0,021-0,811)^J=239,2 В.

Расчет параметров комплексной нагрузки НГ Параметры комплексной нагрузки определяют по кривым черт. 11а приложения 8, при этом

я

£_1НГяаО_гЗ; ^2НГ=*0,35; £нг“0»75 или в именованных единицах:

# • *

• 2.3. Расчет токов трехфазного КЗ

• 2.3.1. Ток трехфазного КЗ в расчетной точке К1 без учета влияния элект родвнгателей и комплексной нагрузки

ГШ1+^№ 1 »0 4-0,14-0,012= 1, Ц мОм;

П₂=х_с+л_т-Нх_Ш1=0,7994-5,4+0,05= 6,25 мОм;

4^^г1еЧ’^г1 *¹ * +4=5,1Г мОм;

__400

nOMmax— уу р<ТЛ1»4-6^5»

__400_______ noUmin- улу- у5_tll2_+6>253

¹*удк1тах—*36,38’1,55—79,75 кА;

‘■у_Дк1т,п=/² •28,6-1,10=44,9 кА;

• 2.3.2. Необходимость учета влияния электродвигателей и комплексной нагрузки на ток при металлическом КЗ в точке К1, определенная в соответствии сп. 1.4 настоящего стандарта, показывает, что

/у_Дд =2/_Ад_и0М =2-238=476 А больше, чем 0,01/_п0к1тах “0,01-36380 = 363,8 А, поэтому асинхронные двигатели следует учитывать.

/едном ==234 А меньше, чем 0,01-36380 = 363,8 А, поэтому синхронный двигатель не следует учитывать.

350- Ю³

^КН⁼ j/^"4оо""о"8 ⁼⁶³° ^А больше, чем, 0,01-36380 = 363,8 А, поэтому влияние комплексной нагрузки следует учитывать.

Таким образом, при расчете суммарного тока КЗ в точке К1 следует учитывать влияние асинхронных двигателей и комплексной нагрузки. Такой же вывод следует и при условии учета электрической дуги.

Расчет составляющей тока КЗ в точке К1 от комплексной нагрузки.

Г(2=г_кв1 ■Ь^/'тА1+^/’ц]44^_г_ьа4 4-г_к=0,25 4 0,054-5,04-0,254-0,0126=5,56 мОм;

^=хкв1 *Ь^хТАГ^*^Хш**Ь^Лкв4 =0.14-0,074-6,54 0,1=6,77 мОм;

г₁у=г_|24-г_д=5,564-4=9,56 мОм;

понгтах у₃ у ( ци-0,84-5,56)«4-(104*0,64-6,77)»

^,аонгтах⁼1^² ■ 1.46=2,06 кА; /_{уд нг тах}==]/2 • 1 ,0-1 ,46=2,06 кА; / _ —— ²⁸⁵ —1 49 кА-

понгтш у₃ У(104-0,84-9,56)²4-(Ю4*0,6+6,77)» *

*а0НГmin⁼)^//'2 *1,42=2,0 кА, ЧдНГ min^V • 1,42* 1,0=2,00 кА.

Расчет составляющей тока КЗ в точке К1 от асинхронных двигателей:

^Г1Г⁼ ~2~ (^ГАД1+^Гкв9 +^гкб2 +^rTA4+^rKB7 ^'квб + '*шв+^ЛГА2+^,кв2 +^гша4-Г_кЛ;

г₁₂= у- (55,144-1,14-4,164-0,674 1,1)4-0,654-4,04-0,054-0,654-

40,64-0,12=37,16 мОм;

~ (^ЛАд+^хкв9 -Ь^Лкб2 +^ХГА-Н"^ххв7 )+^Лкв5 +^хш»+^хГА2+-*хв2 +^хш«»

С. 58 ГОСТ Р 50270—92

х₁₂= -у- (145,9+0,5+1,1+0,67+0,5)+0,17+5,2+0,07+0,17+ +0,28=80.23 мОм;

_f__195___{о о|}

по АД max— )/37 Дб⁴+80,23* “²>^{21 кА;}

^аОАДтах³!^"² *2,4=3,12 кА;

'■удАДтах^/²'‘3,12(с-°'^{01 001} +е“°’⁰¹ '°*^о2)=3,84 кА; пОАДтШ- |<(зТ; 1₆ +4)* +80,23* ⁼²’^{16 кА;}

*а0 АД mir^V"²”*²»16⁼3,05 кА;

/уд АД mtn =3,05 кА.

• 2.3.3. Ток трехфазного КЗ в расчетной точке К2 без учета влияния электродвигателей и комплексной нагрузки

^r 11^=г т+^г Ш1 + ^/’ш«+^гшз +^г к+^гТАз+^г 1кб1+^г к.вЗ^-1 »0+0,1+0,6+0,9 +

+0,012+0,42+31,2+0,65=34,88 мОм;

‘*ХЕ⁼*с+^хт+*и^,1+-^1гш«+*шз+'’^стАз+'*1кб1 +^xi<e3j⁼⁼0,8+5,4+0,05 +

+0,7 +0,67+8,25 +0,17=16,04 мОм;

__400____________

^Zno-.<2max- ^3- /34;₈₈2 ₊1₆,0V =6.02 кА;

«у_Дк2_т«=К2’-6.02.1.0=8,50 кА;

GoxSmax =S,50 кА.

При определении минимального значения тока следует учесть влияние электрической дуги и увеличение активного сопротивления кабеля вследствие нагревания его током КЗ:

^=г1е+^гд+^г1к61(Оэ, —1),

где г_Л —сопротивление дуги, определяемое в соответствии с черт. 15 приложения 9. при этом в соответствии с (42) /_кб12 =158 м;

С$ —коэффициент, определяемый для /ото =0,6 с в соответствии с черт 7 приложении 2.

^ZnOK2min j/3- ><52,7424-16,042 4,19 кЛ;

‘у_Як2ти=/²~⁴ 19-1 .0=5.93 кА;

*а0к2mtn кА.

Таблица 23

Результаты расчета токов КЗ к примеру 2

С. 60 ГОСТ Р 50270—92

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

• 1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом 117 «Энергоснабжение»

РАЗРАБОТЧИКИ

Л. Г. Мамиконянц, д-р техн, наук; Б Н. Неклепаев, д-р техн, наук (руководители темы); В. В. Жуков, канд. техн, наук; И. П. Крючков, канд. техн, наук; Ю. Н. Львов, канд. техн, наук; Ю. П. Кузнецов, канд. техн, наук

• 2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 15.09.92 № 1180

• 3. Стандарт соответствует Публикации МЭК 909—88 и Публикации МЭК 782—89

• 4. Взамен ГОСТ 28249—89

• 5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

  Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
  ГОСТ 26522—85	1.2

Редактор В. /7. Огурцов Технический редактор В, Н. Прусакова Корректор О. Я. Чернецова

Сдано в набор 07 10.92. Поди, в леч. 23.12.92. Усл. печ. л. 3,49. Уел. кр. отт. 3.60. Уч.-нзд. л. 3,5. Тир. 797 экз.

Ордена <3нах Почета» Издательство стандартов. 123557, Москва, ГСП. Новопресяенсхнй пер.. 3.

Калужская типография стандартов, ул. Московская, 256. Зак. 2241