4.3 Проверка провода по потере напряжения
Выбранное сечение следует проверить на допустимую потерю напряжения.
Так как реактивное сопротивление провода СИП на порядок ниже активного, при определении потери напряжения в линии можно пренебрегать реактивной составляющей и учитывать только активную.
Расчет сети по потере напряжения без учета индуктивного сопротивления [7, формула 8.22]:





5 Расчет токов короткого замыкания в электрической сети 0,4 кВ
КТП — 10/0,4 кВ№ 5-6/250 кВА “Школа” и КТП — 10/0,4 кВ№ 5-6/250 кВА “МТМ”
5.1 Общие положения
Основной причиной возникновения к.з. является нарушение изоляции между фазами или между фазами и землей. Изоляция электроустановок всегда создается с определенным запасом. В нормальных условиях работы запас электрической прочности изоляции достаточно высок и к.з. произойти не может.
Причины нарушения электрической прочности изоляции токоведущих частей многочисленны. Согласно статистическим данным это:
1) атмосферные перенапряжения в виде грозовых разрядов, которые попадают в линию электропередачи;
2) коммутационные перенапряжения, которые возникают в электроустановках под воздействием различных переходных процессов;
3) естественный износ изоляции, старение изоляции с течением времени и вследствие ее нагрева;
4) повреждения в изоляции, не выявленные своевременно;
5) механические повреждения изоляции, которые происходят при различных работах вблизи электроустановок или вызванные сильным ветром, гололедом, длительной вибрацией, когда в теле изоляторов могут появляться микроскопические трещины;
6) загрязнение изоляции под воздействием атмосферных осадков;
7) перекрытия изоляции птицами, животными, ветвями деревьев, случайными предметами;
8) неправильные действия обслуживающего персонала.
Короткие замыкания всегда происходят через какое-то переходное сопротивление, им является сопротивление электрической дуги, сопротивление растеканию тока в земле, сопротивление металлического контакта замкнувшихся фаз и др. Но все эти переходные сопротивления малы по сравнению с сопротивлениями элементов системы, через которые проходит ток короткого замыкания. Поэтому в большинстве случаев принято считать переходные сопротивления равными нулю, а короткие замыкания – металлическими. При этом напряжение в месте короткого замыкания тоже равно нулю.
Для расчета к.з. используют принципиальные схемы первичной коммутации. Исходным звеном состояния схемы должна служить та часть системы, в которой необходимо провести расчет к.з. Сначала в этом звене необходимо наметить расчетные точки к.з. Обычно для выбора аппаратуры, расчета релейной защиты и проверки действия системной автоматики достаточно рассчитать токи к.з. на всех шинах подстанции и в конце линии, отходящих от этой подстанции. Схему составляют в однолинейном исполнении. В нее включают источники, участвующие в питании к.з., все элементы, соединяющие источник питания и точку к.з., а также их связи между собой и точкой к.з. На рисунке 5.1 показана расчетная схема, по которой проводится расчет токов к.з.
Рисунок 5.1. Расчетная схема для проведения расчета токов к.з.
а – расчетная схема; б – схема замещения; в – расчетная схема замещения
Сети в сельских электроустановках обычно имеют напряжение 380/220В и работают с глухозаземленной нейтралью, поэтому, кроме трехфазного и двухфазного токов к.з., в них рассчитывают еще и ток однофазного к.з.
5.2 Определение сопротивлений элементов схемы
Сопротивление понижающих трансформаторов определим по таблице 1.9.1 [2]. Трансформаторы мощностью 250 кВА и 250 кВА имеют параметры представленные в таблице 5.1
Таблица 5.1
Сопротивления трансформаторов
| Трансформатор | Активное сопротивление RТ, мОм | Индуктивное сопротивление ХТ, мОм | Полное сопротивление ZТ, мОм | Полное сопротивление к.з. ZТ(1), мом |
| ТМ250–10/0,4 | 9,4 | 27,2 | 28,7 | 312 |
| ТМ250–10/0,4 | 9,4 | 27,2 | 28,7 | 312 |
Для воздушных линий сопротивление определяют по удельным значениям х0 и r0, приведенным в таблице 1.9.5 [14], умноженным на длину линии. Данные сопротивлений воздушных линий приведены в таблице 5.2
Таблица 5.2
Сопротивление воздушных линий
| Наименование участка | Марка провода, кабеля | r0, мОм/м | х0, мОм/м | L, м | RЛ, мОм | ХЛ, мОм | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| КТП — 10/0,4 кВ№ 5-6/250 кВА “Школа” | |||||||
| Фидер №1 | |||||||
| 9 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 760 | 475 | 64,6 | |
| 10 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 280 | 175 | 23,8 | |
| 11 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 720 | 450 | 61,2 | |
| Фидер №2 | |||||||
| 1 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 480 | 300 | 20,4 | |
| 2 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 160 | 100 | 13,6 | |
| 3 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 120 | 75 | 10,2 | |
| 4 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 160 | 100 | 13,6 | |
| 5 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 200 | 125 | 17 | |
| 6 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 480 | 300 | 20,4 | |
| 7 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 800 | 500 | 68 | |
| 8 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 200 | 125 | 17 | |
| КТП — 10/0,4 кВ№ 5-6/250 кВА “МТМ” | |||||||
| Фидер №1 | |||||||
| 1 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 360 | 225 | 30,6 | |
| 2 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 400 | 250 | 34 | |
| 3 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 360 | 225 | 30,6 | |
| 4 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 280 | 175 | 23,8 | |
| Фидер №2 | |||||||
| 10 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 280 | 175 | 23,8 | |
| Фидер №3 | |||||||
| 5 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 800 | 500 | 68 | |
| 6 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 160 | 100 | 13,6 | |
| 7 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 80 | 50 | 6,8 | |
| 8 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 240 | 150 | 20,4 | |
| 9 | СИП4 4х50 | 0,625 | 0,085 | 240 | 150 | 20,4 | |
Для расчетной схемы, определяем сумму активных и индуктивных сопротивлений трансформаторов и воздушных линий.
Расчет сопротивлений наиболее удаленных участков по фидерам приведен в таблице 5.3
Таблица 5.3
Полные сопротивления сети
| Номер фидера | Активное сопротивление, R, Ом | Индуктивное сопротивление, X, Ом | Полное сопротивление, Z, Ом |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| КТП — 10/0,4 кВ№ 5-6/250 кВА “Школа” | |||
| Фидер №1 | 0,475 | 0,064 | 0,539 |
| Фидер №2 | 0,625 | 0,085 | 0,71 |
| КТП — 10/0,4 кВ№ 5-6/250 кВА “МТМ” | |||
| Фидер №1 | 0,875 | 0,119 | 0,894 |
| Фидер №2 | 0,175 | 0,023 | 0,198 |
| Фидер №3 | 0,5 | 0,068 | 0,568 |
Расчет токов трехфазного короткого замыкания для КТП — 10/0,4 кВ№ 5-6/250 кВА “Школа”, фидер 1:


Токи к.з. хотя и существуют весьма непродолжительное время, но по своему значению они значительно превышают длительные рабочие и номинальные токи электроустановок. Различают электродинамическое и термическое воздействие тока к.з. Оба эти воздействия могут быть опасны для электроустановок.
— Электродинамическое воздействие токов к.з.
Оно выражается во взаимном притяжении или отталкивании двух токоведущих частей, которые могут быть расположены параллельно или под углом.
— Термическое воздействие токов к.з.
Ток, протекая по проводнику, нагревает его. Из-за кратковременности к.з. проводник не успевает отдать в окружающую среду заметного количества теплоты.
