РАГС – РОССИЙСКИЙ АРХИВ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ, а также строительных норм и правил (СНиП) и образцов юридических документов

5.1.

5.1.1. F,,

x005.gif,(1)

210-7

, /2;

i1, i2

, ;

l

, ;

, ;

.

, 1.

x007.jpg

1

, , () 0,1 =1,0.

5.1.2. .

5.1.3. x009.gif, H,( ), ,

x011.gif,(2)

l

, ;

x013.gif

, ;

K

, .

( 2) . 1.

x014.gif

2

1

K


( 2 )

1,00

1,00

( 2 )

1,00

0,94

0,25

0,75

1,00

1,00

1,00

0,94

0,25

0,75

( 2 )

0,87

0,87

0,29

0,87

0,95

0,43

0,83

0,07

0,95

0,93

0,14

0,43

, 2π/3 ( 2 )

, ,

1,00

0,50

1,00

x016.gif,(3)

x018.gif, .

Источники информации для расчета однофазных ТКЗ в сетях 0,4 кВ

Основным документом определяющим правила расчета токов КЗ в сетях до 1000 В является ГОСТ 28249-93. Стоит, однако, отметить, что этот документ в основном направлен на расчеты ТКЗ для выбора оборудования, а не уставок РЗА и автоматических выключателей.

Второй источник — это известная книга А.В. Беляева «Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ», которая, хоть и не является нормативным документом, гораздо более подробно описывает правила расчета ТКЗ именно для выбора уставок автоматических выключателей.

В принципах расчета однофазных токов КЗ, приведенных в этих источниках есть существенные различия. Приведем основные в Табл. 1

Особенности расчета однофазных токов КЗ в сети 0,4 кВ

Табл.1. Различия в методиках вычисления однофазных КЗ

Наверное, надежнее пользоваться методикой, приведенной в действующем ГОСТ, но есть две проблемы.

Первая в том, что найти достоверную информацию о сопротивлениях нулевой последовательности кабелей 0,4 кВ очень непросто потому, что производители не приводят ее в каталогах. В приложениях ГОСТ есть данные по r0 и x0 кабелей, но без указания конкретного типа и не для всех сечений.

Вторая причина состоит в сложности определения сопротивления дуги по ГОСТ (Приложение 9), где в приведенной формуле (40) сопротивление дуги зависит от тока КЗ, который нужно определить с учетом сопротивления дуги! Как это сделать на практике не очень понятно. Графики зависимости сопротивления дуги от сечения и длины кабеля (то же Приложение 9) также не слишком полезны потому, что для однофазных КЗ, многих типов кабелей там просто нет, а аппроксимировать нелинейные зависимости такое себе занятие.

По сравнению с ГОСТ методика, приведенная в книге А.В. Беляева намного более понятная и простая в применении.

Предлагаю оценить величины токов КЗ по этим двум методикам, чтобы выяснить какая из них больше подходит под наши задачи (выбор уставок защитных аппаратов)

Для примера будем использовать расчетную схему на Рис. 1

Особенности расчета однофазных токов КЗ в сети 0,4 кВ

Рис.1 Расчетная схема сети 0,4 кВ

В схеме на Рис. 1 я постарался взять такие кабели, параметры которых есть и в ГОСТе, и книге А.В. Беляева. По крайней мере для линий 1 и 3.

Ниже привожу сканы из источников с указанием исходных данных по сопротивления НП и петли «фаза-ноль» для кабелей. Сопротивления прямой последовательности кабелей для обоих методов принял одинаковыми (это так и есть по источникам). Параметры трансформатора также одинаковы для обоих методов.

Особенности расчета однофазных токов КЗ в сети 0,4 кВ

Рис.2. Исходные данные по сопротивления zпт.уд. из книги А.В. Беляева

Особенности расчета однофазных токов КЗ в сети 0,4 кВ

Рис.3 исходные данные по уд. сопротивлениям НП из ГОСТ 28249-93

Не буду вас мучать формулами, а сразу приведу результат расчета. В конце я приложил форму Эксель, где можно посмотреть как исходные данные, так и сами формулы. Активное сопротивление медных кабелей, а также их zпт. уменьшено в 1,7 раза по сравнению с табличными (как для книги А.В. Беляева, так и для ГОСТ)

Особенности расчета однофазных токов КЗ в сети 0,4 кВ

Рис.4. Результат расчета однофазных КЗ для сети 0,4 кВ по разным методикам

Как видно, разница в расчетах очень большая, причем для трех- и двухфазных КЗ она не превышает 8% (здесь не показана)

Очевидно, что такое различие в однофазных токах КЗ обусловлено разницей в параметрах нулевой последовательностей кабелей. Это особенно хорошо видно по токам металлического КЗ, где нет влияния дуги, рассчитанной по разным методикам.

Чувствительность автоматов проверяют по дуговым КЗ и здесь ситуация немного лучше. Видно, что для сопротивление дуги отчасти компенсирует различие в токах КЗ, особенно для удаленных КЗ, но все равно эта разница очень велика.

Какие причины могут быть для такой большой разницы?

  • Во-первых, это мое неправильное определение точки исходных данных. В книге А.В. Беляева указано (Таблица 7), что сопротивления петли даны для «кабелей или пусков проводов с алюминиевыми жилами». Здесь не указан ни конструкция кабеля, ни тип изоляции. Возможно здесь учтена определенная проводящая оболочка, вокруг жил.
  • Во-вторых, ни в первом, ни во втором источнике не указано на что именно происходит однофазное КЗ. Сопротивление контуров «фаза — ноль» и «фаза — заземляющие конструкции» может сильно различаться.
  • В-третьих, в методике А.В. Беляева есть несколько допущений, которые ведут к снижению токов КЗ, а именно арифметическое сложение полных сопротивлений трансформатора и кабелей и уменьшение в 1,7 раза сопротивления петли «фаза-ноль» для медных кабелей, в то время как уменьшаться должно только активное сопротивление.

В пользу методики по «петле» говорят два основных момента:

  1. Сопротивление петли «фаза-ноль» измеряют при наладке на объекте и если будет большое расхождение с расчетами, то всегда можно отправить проектировщику на проверку откорректированные исходные данные. С сопротивлениями НП так не получится.
  2. Токи однофазных КЗ через эту методику получаются ниже, чем через ГОСТ, а это лучше для проверки чувствительности. Если пройдете проверку на этих токах, то пройдете и на ГОСТовских

Если вы автоматизировали расчеты токов КЗ, например, в том же Экселе, то можете считать сразу двумя способами и выбирать наиболее подходящий для ваших условий

Как бы то ни было, этот пример показывает, что существует большая разница в расчетах однофазных токов КЗ в сети 0,4 кВ по разным методикам, и стоит осторожно относится к выбору как самой методики, так и исходных данных.

А что вы думаете по этому поводу? Пишите в комментариях

P.S. Мои расчеты ТКЗ по Рис.1 находятся здесь

Расчеты методика А.В. Беляева vs ГОСТ

Список литературы

  1. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ
  2. А.В. Беляев. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. Учебное пособие. Энергоатомиздат. 1988 г.

5.2.

5.2.1., .

5.2.2.:

, , ;

, , ;

, , ;

.

5.2.3. , , 2.

2

λ

β

r1

1.

x020.gif

:

8

1

3,14

2.

x022.gif

8

1,25

3,93

3.

x024.gif

:

12

1

4,73

4.

x026.gif

:

8

1,25

3,93

5.

x028.gif

:

10*

12**

1,13

1

4,73

* .

** .

λ, β, r1.

, .

:

, ; ( 2, 1);

, , ; () ( 2, 2);

, , ; () ( 2, 3);

, , ; ( 2, 4 5).

5.2.4., , .

5.2.5., . , . .

2.4.

2.4.1. () , 1 , , 2.

2.4.2. . (x030.gif)

x032.gif(7)

x034.gif– , . x035.gif 1,5. x036.gif . 58 2 , ;

x038.gifx040.gif, 20 , .

5.3.

5.3.1. σ, , 70 %

σ = 0,7σρ,(4)

.

3.

. ; , , 3.

3

,

,

, 1010

,

118

118

82

82

7

59-69

5969

41-48

4148

7

31

127

120

89

84

7

311

196

120

137

84

7

1

304

152

213

106

7

1915

353

318

247

223

7

245255

171,5178

10

245294

171,5206

10

5.3.2. () (). () F 60 % Fpap, ()

F = 0,6 F, ,(5)

5.3.3. () () F.F.,,:

x030.gif,(6)

5.3.4. () 50 % ()

F = 0,5 Fpap.(7)

Fpap. (), .

5.3.5. , , (3, ),

F = NF.h/,(8)

N

, 0,6 0,5 (5.3.25.3.4);

h

, .

(3) , ( 3 , ) , (3 ) .

() (3 , ) , (8).

x032.gif

3

5.3.6. ( 2 , , ) (), . F.F.p. (6).

5.3.7.σ, ,

σ = Nσ(9)

N, 0,350,50;

σ, .

5.3.8. 30 % , ..

F = 0,3F.(10)

5.3.9. -, -3 35 , , , ..

x034.gif(11)

5.4.

5.4.1. ,

5.4.1.1. , , , , (). .

5.4.1.2. πmax,, x036.gif, , :

x038.gif(12)

x040.gif(13)

x042.gif

, , , (2);

l

, ;

λβ

, () , ( 2);

W

, 3; 4.

4 JW

J, 4

W, 3

x044.gif

x046.gif

x048.gif

x050.gif

x052.gif

x054.gif

x056.gif

x058.gif

x060.gif

x062.gif

x064.gif

x066.gif

x068.gif

x070.gif

x072.gif

x074.gif

x076.gif

x078.gif

x080.gif

x082.gif

x084.gif

x086.gif

x088.gif

x090.gif

x092.gif

x094.gif

x096.gif

x098.gif

x100.gif

x102.gif

x104.gif

x106.gif

x108.gif

x110.gif

x112.gif

x114.gif

– , , * **, :

x116.gif

x118.gif;(14)

x120.gif;(15)

x122.gif

, , , (3).

, Z, (12) (14) λ(Z), . 1 ().

5.4.1.3. ( 4) .

σmax= σ. max+ σ. max,(16)

σ. max

, , , (12) (14);

σ. max

, , ,

x124.gif,(17)

l

, ;

, ( 4);

W

, 3;

i

, ;

n

– .

x126.gif

x128.gif

4

5.4.2.

5.4.2.1. , , , .

5.4.2.2. σmax, , F,H, :

x130.gif;(18)

x132.gif;(19)

x134.gif(20)

x136.gif(21)

η

, f1 (5.4.2.3) χ.ηf1/f(f = 50 ) χ, 5.

x138.gif

5 χ: 1 χ 1,6; 2 χ = 1,4; 3 χ = 1,25; 4 χ = 1,1;5 – χ = 1,0

5.4.2.3. f1,

x140.gif,(22)

r1

. 2;

, ;

J

, 4;

, /.

5.4.2.4. F, H,

x142.gif,(23)

5.4.2.5. σm () (16). , , σm (18) (20), , , σ.max

x144.gif,(24)

f1, ,

x146.gif,(25)

l

, ;

J

, 4;

m

, /.

5.4.2.6. σmax,, F, H, ( 2,, , ) , :

x148.gif;(26)

x150.gif;(27)

x152.gif,(28)

W

, 3, .. , , , ;

x154.gifx156.gif

, (2) (3);

x158.gifx160.gif

, ( 2, , , ) 5.

5 x161.gifx162.gif


2


x163.gif

x164.gif

0,95

0,95

1,16

1,0
1,0

1,0
1,0

1,39
1,21

5.4.3.

5.4.3.1. σ. max, , , , , ..

σ. max= σmax+ σ,(29)

(13).

5.4.4.

5.4.4.1. (18)(19) (20) (21), (22),, r1Conl3/EJM/ml, n, . , 5.4.4.2.r1 6, 7. r1, 6 7.

x166.gif

6

x168.gif

7 –

r1Con/3/EJ 5000 Con/3/EJ 3000 2.

5.4.4.2. , ,

x170.gif,(30)

n

, ;

H.nH.

() ( 8), .

x172.gif

8

, , , ,

x174.gif,(31)

5.4.5.

5.4.5.1. 35 .

. , t,

x176.gif,(32)

5.4.6.

5.4.6.1. ().

2.7.

1 , , . . 5. ( 500 ) .

6.1.

6.1.1. , 2

x186.gif(36)

ikt

t, ;

t

(4.1.5), .

x188.gif(37)

.

6.1.2. . . , ..

≈ . + ..(38)

6.1.3. , , . :

) , , .. . (), , ;

) , ,.. ;

) , , , , – (), , . : , , , , , – ;

) , , , , – ( ), . : , , , – .

6.1.4. , , , . :

x190.gif(39)

x192.gif(40)

x194.gif;(41)

x196.gifx198.gif

, , ;

x200.gif

, 50 ;

Imx202.gifx204.gif

;

x206.gif

, 20 ;

Imx208.gifx210.gif

.

1) -, (Z), ( ).

..

6.1.5. , , (6.1.3, ), , 2,

x212.gif(42)

I.,,

x214.gif,(43)

t > 3.

x216.gif(44)

x218.gif(45)

6.1.6. , (), (6.1.3,), , 2,

x220.gif(46)

In0

(, ), ;

x222.gif1)

:

1)*, (), , ().

x224.gif(47)

In0

(, ) , ;

.

(, ), .

x225.gif, , , .. 911.

, ,

x227.gif(48)

> 3.

1) *, x229.gif, , ( ).

Bx231.gif(. t + a.),(49)

x233.gif(50)

6.1.7. , , , , , (), , (6.1.3, ),

x244.gif,(51)

x246.gif

, ():

x248.gif,(52)

x250.gif 1214.

, 3. > t > 3T.,

x252.gif(53)

, t > 3.,

x254.gif(54)

(37), B (51) (53), (54).

6.1.8. , , , , , , (6.3.1, ), , 6.1.7, .. (51), (53) (54), x263.gif,x265.gif,x266.gifx267.gifI0, T. x269.gifx271.gif. 15 16, 17 18.

(37).

2.10.

. . , 7. : x048.gif= 0,18; x050.gif= 0,36x052.gif.

6.2.

6.2.1.Itep.op (687).

6.2.2., , .

, tt.,

x285.gif(55)

, ,

x287.gif(56)

6.2.3. , . tt.,

x289.gif,(57)

t < tep.

x291.gif(58)

2.11.

2.11.1. , . (Z1) (Z2) . 1. (Z1), (Z2) (Z0) , 8.

1

Cosj

, . .

x054.gif

x056.gif

0,8

0,07 + j 0,18

0,07 + j 0,18

0,9

0,03 + j 0,16

0,03 + j 0,16

1,0

1,0

1,33

0,85

0,86 + j 0,53

0,38 + j 0,24

0,9

0,9 + j 0,44

1,66 + j 0,81

0,9

1 + j 0,49

0,4 + j 0,2

2.11.2. , 70 % , x058.gif= x060.gif= 0,4; x062.gif= 3,0.

6.3.

6.3.1. . , x293.gif x295.gif, ..

x297.gif(59)

6.3.2. J.Jep. (6.3.7). ,

J.Jep.(60)

6.3.3. x299.gif x301.gif. 19 , 20 . :

x303.gif

x304.gif

: 1 ; 2 ; 3 AM; 4 AT; 5 ,ACT; 6 311; 7-31; 8 -3

19 ,

: 1 ; 2 ; 3 , , , ,, , , ,

20

1) 19 20 , , , x306.gif, x308.gif, 2/4, ;

2) 6.1.56.1.8;

3) x310.gif, x312.gif,

x314.gif,(61)

4) x315.gif, 19 20, x316.gif . 6. , (59).

6

x317.gif,

200

300

,

400

,

300

, :

1

250

6-10

200

2035

130

110220

125

:

160

160

( 35 )

130

() ( 35 )

250

, /2:

20

250

20

200

, /2:

10

200

10

160

200

1 :

135

()

250

6 20

250

6.3.4. , , Sep.min, 2,

x319.gif,(62)

, S, 2,

S Sep.min.(63)

6.3.5. , , , ,

x325.gif(64)

x327.gif,∙1/2/2;

x329.gif x330.gif.

7, 8, 9.

7

, ∙1/2/2, ,

70

90

120

170

Al

90

81

68

1

91

82

69

, 1

92

83

70

Al-Mg-Si

311

85

77

64

31

82

74

62

331

77

71

59

33

74

67

57

1

73

66

55

71

63

53

Al-Zn-Mg

1911

71

63

53

1915, 1915

66

60

51

Al-Mg-Mn

5

63

57

48

x332.gif = 400

x334.gif = 300

70

60

8

, ∙1/2/2

10 :

140

90

2030 :

105

70

:

120

75

:

103

65

9

, ∙1/2/2, ,

160

200

250

142

162

, , ,

76

90

,

69

81

.,

66

77

, , , ,
, ,

76

90

6.3.6 , () I.1,B.

x336.gif.(65)

18410 10. , 10 . 11.

6 16442, 12, 10 13, 14, 1 15 620 16.

10 –

, 2

, , ,

6

10

2035

6

0,72

0,47

0,76

0,49

10

1,82

0,79

1,28

0,82

16

1,94

1,28

2,04

1,33

25

3,11

2,02

3,26

2,12

2,42

1,58

35

4,32

2,79

4,53

2,93

3,37

2,18

50

5,85

3,78

6,13

3,96

4,55

2,94

70

8,43

5,52

8,84

5,79

6,57

4,32

95

11,71

7,66

12,28

8,04

9,13

5,98

120

14,77

9,68

15,49

10,16

11,52

7,55

150

18,22

11,88

19,10

12,46

14,76

7,58

185

22,78

14,94

23,88

15,66

17,75

11,70

240

29,95

19,62

31,40

20,56

23,34

15,30

300

28,91

19,12

11 – ,

,

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

16

1,22

1,20

1,17

1,14

1,10

1,05

1,0

1,26

1,24

1,20

1,16

1,11

1,06

1,0

10

1,17

1,15

1,13

1,11

1,07

1,04

1,0

1,21

1,19

1,16

1,13

1,09

1,05

1,0

2035

1,27

1,24

1,21

1,16

1,12

1,06

1,0

1,35

1,29

1,25

1,21

1,15

1,08

1,0

12 – 6

,

, ,

1,5

0,17

0,14

0,21

2,5

0,27

0,18

0,23

0,15

0,34

0,22

4

0,43

0,29

0,36

0,24

0,54

0,36

6

0,65

0,42

0,54

0,35

0,81

0,52

10

1,09

0,70

0,91

0,58

1,36

0,87

16

1,74

1,13

1,45

0,94

2,16

1,40

25

2,78

1,81

2,32

1,50

3,46

2,24

35

3,86

2,30

3,22

2,07

4,80

3,09

50

5,23

3,38

4,37

2,80

6,50

4,18

70

7,54

4,95

6,30

4,10

9,38

6,12

95

10,48

6,86

8,75

5,68

13,03

8,48

120

13,21

8,66

11,03

7,18

16,43

10,71

130

16,30

10,64

13,60

8,82

20,26

31,16

185

20,39

13,37

17,02

11,08

25,35

16,53

240

26,30

17,54

22,37

14,54

33,32

21,70

13 – 10

, 2

, ,

50

7,15

4,7

70

10,0

6,6

95

13,6

8,9

120

17,2

11,3

150

21,5

14,2

185

26,5

17,5

240

34,3

22,7

300

42,9

28,2

400

57,2

37,6

500

71,5

47,0

630

90,1

59,2

800

114,4

75,2

14 – 10

, 2

,

16

3,3

25

5,1

35

7,1

15 – 1

, . × 2

, ,

1 × 16 + 1 × 25

1,0

1,5

3 × 16 + 1 × 25

1,0

1,5

3 × 25 + 1 × 35

1,6

2,3

3 × 35 + 1 × 50

2,3

3,2

3 × 50 + 1 × 95

4,5

6,5

3 × 120 + 1 × 95

5,9

7,2

16 – 6-20

, 2

,

, 2

,

35

3,2

120

11,0

50

4,3

150

13,5

70

6,4

185

17,0

95

8,6

240

22,3

6.3.7. , J.,/2, J.,/2, (6.3.2) , :

x338.gif;(66)

x340.gif(67)

x342.gif

, ;

S

, 2.

, (60).

2.12.

.

. 2.

, 9.

3.1. 1 – .

2

(r), , , ×

250

400

630

1000

1600

2500

:

– :

0,4

15

10

7

5

4

3

0,525

14

8

6

4,5

3,5

2,5

0,69

12

7

5

4

3

2

– :

0,4

6

4

3

0,525

5

3,5

2,5

0,69

4

3

2

100 – 150

:

0,4

6-8

5-7

4-6

0,525

5-7

4-6

3-5

0,69

4-6

3-5

2-4

3.2. (I)

x064.gif(8)

U. – , , ;

x066.gif, x068.gif– , . :

x070.gif

x072.gif

r x – , ;

r x , ;

– , , ;

r– , ;

r x , ;

r x , ;

r , ;

r1, r x1, x , ;

r , , . 2 9, .

3.3. , (.. 3.2) .

(I)

x074.gif(9)

x076.gif– ( ), ;

x078.gifr – , ;

. 2.9;

x079.gif x080.gif , , .

, , (x081.gif)

x083.gif(10)

x085.gif– , , ;

x087.gif– , , ;

x089.gif– , , , .;

x091.gif– , .

, , (x092.gif)

x094.gif(11)

(I)

x096.gif(12)

x098.gifr – , ; , . 2.10;

x100.gif– ,

x102.gif(13)

, 10.

3.4. (I)

x104.gif(14)

x105.gif x106.gif , . :

x108.gif

x110.gif

x112.gif– ( ), ; , (. . 3.3).

3.5. (. . 3.4) (. . 3.3).

3.6. 9 (. 4).

4.1. (ia0)

x114.gif(15)

4.2. (iat)

x116.gif(16)

t – , ;

– ,

x118.gif(17)

x120.gif x122.gif , ;

w – , /.

x123.gifx124.gif, . 2.9 2.10.

. 2.

4.3. , ,

x126.gif(18)

– ;

ia0ii– , .

5.1. (i) ( )

x128.gif,(19)

x130.gif– , . 1;

– (. . 4.2);

j – ,

x132.gif

t – , ,

x134.gif

r/ x/r

x136.gif

x – , r

. 1

5.2. , , :

0,01 ;

t = 0,01 .

5.3. (i.)

x138.gif(20)

– , ;

– , .

x140.gif

x142.gif

wc – , /;

r1x144.gif– , , , 7.

5.4. , , (iy)

x146.gif(21)

– ;

ii-, ;

tii-, ;

ii-, .

6.1. ( ) .

x148.gif

. 2

6.2. , . 2. . , ..

x150.gif

(x152.gif) ,..

x154.gif

( , ) (It),

x156.gif(22)

.

7.1. .

7.2. , . 2.

7.3. , . 3. , ..

x158.gif

x160.gif

(x162.gif)( , )

x164.gif(23)

x166.jpg

. 3

8.1

8.1.1. . , .

8.1.2. , , , .

. , , . , – , – . 1.

, , .

8.2.

8.2.1. 1 , (x168.gif)

x170.gif(24)

x172.gifx174.gif . 3.2 ;

x176.gifx178.gif– , . :

x180.gif

x182.gif

r0 x0 – ;

r0 x0 – ;

r0 x0 – ;

r0 x0 – (r0=r1, x0 3x1).

8.2.2. (x183.gif)

x185.gif(25)

x187.gif– , , . 3.4.

x188.gifx189.gif . 3.4, x191.gifx193.gif– . 8.2.1.

8.2.3. , . 8.2.2.

8.2.4. , . 2, 6 7.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...