1

Тема: Расчет тока однофазного замыкания на землю в сети 20кВ

Здравствуйте!
Подскажите пожалуйста методику для расчета тока однофазного замыкания на землю в сети 20кВ с низкоомным заземлением нейтрали.
На подстанции 220/20 в нейтрали установлен резистор 12 Ом и ток ОЗЗ равен 1000А.
Как определить какой ток будет при ОЗЗ в кабеле длиной 10 км?

2 (2017-11-10 16:01:28 отредактировано retriever)

Re: Расчет тока однофазного замыкания на землю в сети 20кВ

В симметричных составляющих
I=3·Eф/(Z1+Z2+Z0)

Z1=Z1s+Z1L
Z2=Z2s+Z2L
Z0=Z0s+Z0L

Z1s, Z2s - сопротивление системы прямой и обратной последовательности (одинаковые), можно вычислить по сопротивлению (авто?) трансформатора 220/20, можно - более надежно - по токам КЗ на шинах 20 кВ
Z1s=Z2s=(1.05...1.1)·Uном/(sqrt(3)·Ik(3))

Z0s=Z0нейтралеобр.т+3R0

Z0нейтралеобр.т - сопротивление нейтралеобразующего трансформатора или ФМЗО, в нейтраль которого подключен резистор.

!!! Расчет вести в комплексах, R - активное сопротивление, у всех остальных Z-ов ярко выраженная индуктивная составляющая
Z0 кабеля можно посчитать по РУ11 стр. 74. (трехжильный).
Для одножильных кабелей там тоже есть пример.

Также есть книжка Дмитриев Заземление экранов силовых однофазных кабелей 6-500 кВ (выдержки из нее вошли в какой-то стандарт ФСК)
Т.к. в книжке много букв, то сразу скажу - вначале считаем по стр. 34 (таблица), потом по стр.35 (таблица), потом по стр.38 (таблица). Считать лучше в маткаде или Smath (чтобы сразу в комплексах, у экселя с этим проблемы).

3 (2017-11-13 10:01:28 отредактировано Aleks_f)

Re: Расчет тока однофазного замыкания на землю в сети 20кВ

Спасибо за такой подробный ответ!
А где указано, что сопротивление резистора нейтрали нужно умножать на 3?
У меня по расчетам получается, что остальные параметры в формуле оказываются значительно меньше: 3*12=36 Ом.
Сопротилвение нул. последовательности грубо принял 4,5*Zпрямой посл.
Получилось, что длина кабеля мало влияет на значение тока ОЗЗ, а когда выставляю длину кабеля 0, ток на шинах ПС получается 555А, хотя по идее должен быть порядка 1кА..
Можете взглянуть на мой расчет в эксель? (комплексы считал как корень из суммы квадратов)

Post's attachments

Расчет ОЗЗ_РП.xls 32.5 Кб, 12 скачиваний с 2017-11-13 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

4

Re: Расчет тока однофазного замыкания на землю в сети 20кВ

У вас корень(3) лишний в финальной формуле.
Так должно быть

=3*20/КОРЕНЬ(3)/(КОРЕНЬ(I32^2+I33^2))

А так у вас
=3*20/КОРЕНЬ(3)/(КОРЕНЬ(3)*КОРЕНЬ(I32^2+I33^2))

Тогда при длине кабеля ноль как раз примерно так и получается около 1000 А на шинах.

5 (2017-11-13 09:59:29 отредактировано Aleks_f)

Re: Расчет тока однофазного замыкания на землю в сети 20кВ

ок, спасибо

Добавлено: 2017-11-13 10:05:48

3*Eф , здесь 3 - это коэффициент m(п) - из РД по расчету ТКЗ?

Post's attachments

расчет ТКЗ.jpg 375.6 Кб, файл не был скачан. 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

6 (2017-11-13 10:34:17 отредактировано retriever)

Re: Расчет тока однофазного замыкания на землю в сети 20кВ

То, что резистор утроенным...
Вообще об этом упоминается в учебнике Ульянов Электромагнитные переходные процессы.
А так, если стоит вопрос - как вывести
Через резистор течет сумма токов Ia+Ib+Ic
Получается, что в каждой фазе создается дополнительное падение напряжения
dUa=R*Ia+R*Ib+R*Ic
dUb=R*Ia+R*Ib+R*Ic
dUc=R*Ia+R*Ib+R*Ic


Т.е. резистор можно заменить фиктивным трехфазным элементом, у которого сопротивление каждой фазы R, и коэффициент взаимоиндукции между каждой парой фаз R

[dUa]   [R R R]  [Ia]
[dUb] =[R R R]*[Ib]
[dUc]   [R R R]  [Ic]

Элемент вида (линия, трансформатор, реактор, неявнополюсная машина)
[ZL Zm Zm]
[Zm ZL Zm]
[Zm Zm ZL]

Переводится в симметричные составляющие как
[Z0 0 0]
[0 Z1 0]   =
[0 0   Z2]

=
[ZL+2Zm 0        0]
[0           ZL-Zm 0]
[0           0         ZL-Zm]

Для вышеприведенного резистора получается, что его Z0=R+2R=3R, Z1=Z2=R-R=0

Добавлено: 2017-11-13 11:20:19

Aleks_f пишет:

3*Eф , здесь 3 - это коэффициент m(п) - из РД по расчету ТКЗ?

Да, это он.
Вообще
Iк(1)=Eф/ZL

Из приведенных выше формул получается, что Z0=ZL+2Zm, Z1=Z2=ZL-Zm, тогда ZL=(Z0+2Z1)/3
Iк(1)=3Eф/(Z0+2Z1)

7

Re: Расчет тока однофазного замыкания на землю в сети 20кВ

Спасибо

8

Re: Расчет тока однофазного замыкания на землю в сети 20кВ

Почему нельзя посчитать так: ЭДС обмотки НН (20 кВ) разделить на сопротивление петли по которой замыкается ток, т.е. I=E/(Zжилы кабеля+Zземли+Rрезистора)?

Long Live Rock'n'Roll

9

Re: Расчет тока однофазного замыкания на землю в сети 20кВ

Потому что
1) с землей есть взаимоиндукция (тогда надо учитывать и ее), поэтому Zземли отдельно не совсем правильно.
Формулы по расчету сопротивления кабеля уже учитывают землю, т.е. ее отдельно прибавлять не надо.
2) Zжилы кабеля - ее параметры еще надо найти, а Z1, Z0 можно где-то подглядеть.

Т.е. тут все упирается в расчет перечисленных вами параметров, так-то по физике в конечном счете получается примерно так, как вы написали