Сопротивление трансформатора 10/0,4 кВ, приведённое к 0,4 кВ, считают по паспортным uк и Pk: Zт = uк × U² ÷ (100 × Sн). У трансформатора 1000 кВА с uк 5,5 % Zт = 8,8 мОм, а ток трёхфазного КЗ на шинах 0,4 кВ без учёта сети — около 26,2 кА по оценке Iном × 100 ÷ uк и около 28,5 кА по IEC 60909-0. Entogo выпускает трансформаторы ТМГ 25–2500 кВА с uк 4,5–6 % в зависимости от мощности и НКУ 0,4 кВ с Icw до 80 кА 1 с.
Формулы: сопротивление трансформатора и ток КЗ на шинах 0,4 кВ
Сопротивления в сетях до 1 кВ выражают в миллиомах и приводят к ступени напряжения, где находится точка КЗ (ГОСТ 28249-93, п. 1.7). Для понижающего трансформатора (U — номинальное напряжение обмотки НН в кВ, Sн — в кВА, Pk — в кВт, uк — в %):
| Величина | Формула, мОм | 1000 кВА, uк 5,5 %, Pk 7,6 кВт |
|---|---|---|
| Полное сопротивление Zт | uк × U² ÷ (100 × Sн) × 10⁶ | 8,80 |
| Активное сопротивление Rт | Pk × U² ÷ Sн² × 10⁶ | 1,22 |
| Индуктивное сопротивление Xт | √(Zт² − Rт²) | 8,72 |
Формулы Rт и Xт — это формулы (3) и (4) ГОСТ 28249-93 (п. 2.1.1); Zт в той же записи даёт IEC 60076-5 (п. 4.1.2, формула 3) в омах. Номинальные токи для тех же мощностей — в отдельной таблице номинальных токов трансформатора, значения Pk — в таблице потерь ХХ и КЗ.
Сопротивление трансформатора 1000 кВА, приведённое к 0,4 кВ
Z = uk * U^2 / (100 * S) * 1000000
Z = мОм
Ток трёхфазного КЗ на шинах 0,4 кВ считают тремя способами — они дают разные числа:
- Оценка Iном × 100 ÷ uк: 1443,4 А ÷ 0,055 = 26,2 кА. То же даёт формула (1) IEC 60076-5 при нулевом сопротивлении сети: I = U ÷ (√3 × Zт).
- ГОСТ 28249-93, формула (8): Iк = Uср ÷ (√3 × √(R² + X²)) при среднем номинальном напряжении 400 В. Для одного трансформатора результат тот же — 26,2 кА; дальше стандарт добавляет сопротивления автоматов, шин, контактов и дуги.
- IEC 60909-0: Iк″ = c × Un ÷ (√3 × Zк), где для сетей 0,4 кВ с допуском напряжения +6 % c = 1,05, а сопротивление трансформатора умножают на поправку KT = 0,95 × c ÷ (1 + 0,6 × xт), xт — относительное индуктивное сопротивление. Для 1000 кВА KT = 0,966, и ток выходит 28,5 кА — на 8,7 % больше оценки. Для сетей с допуском +10 % c = 1,10.
Ток КЗ на шинах 0,4 кВ по IEC 60909-0 без учёта сети, 1000 кВА
Ik = c * S / (sqrt(3) * U * (0.95 * c / (1 + 0.6 * sqrt(uk^2 - (100 * Pk / S)^2) / 100)) * uk / 100 * 1000)
Ik = кА
Таблица сопротивлений трансформаторов 25–2500 кВА, мОм
Исходные данные таблицы: uк — минимальные значения IEC 60076-5, табл. 1 (общепризнанный минимум паспортного uк; с допуском −10 % по ГОСТ 11677-85 фактическое uк может быть ниже, а ток КЗ — примерно на 11 % выше табличного, см. раздел о допуске); Pk — максимальные потери КЗ Tier 2 регламента ЕС 548/2014, табл. I.1 (для 40 и 63 кВА — линейная интерполяция, как предписывает регламент; полная таблица P0 и Pk — в таблице потерь трансформатора). Сопротивления приведены к 0,4 кВ; ток КЗ — трёхфазный, начальный, по IEC 60909-0 с c = 1,05. Сеть 10 кВ — мощность КЗ 500 МВ·А (значение, которое IEC 60076-5, табл. 2, принимает для расчёта стойкости трансформатора при Um 7,2–24 кВ, если покупатель не указал своё), сопротивление сети — чисто индуктивное (см. раздел о сети 10 кВ). Подпитка от двигателей не учтена.
| Sн, кВА | uк мин. по IEC 60076-5, % | Pk, Вт | Zт при мин. uк, мОм | Rт, мОм | Xт, мОм | Iк ≈ Iном × 100 ÷ uк, кА | Iк″ без учёта сети (IEC 60909-0), кА | Iк″ при Sк сети 500 МВ·А, кА |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 25 | 4,0 | 600 | 256,0 | 153,6 | 204,8 | 0,90 | 0,97 | 0,97 |
| 40 | 4,0 | 690 | 160,0 | 69,0 | 144,4 | 1,44 | 1,55 | 1,55 |
| 63 | 4,0 | 880 | 101,6 | 35,5 | 95,2 | 2,27 | 2,45 | 2,44 |
| 100 | 4,0 | 1250 | 64,0 | 20,0 | 60,8 | 3,61 | 3,88 | 3,86 |
| 160 | 4,0 | 1750 | 40,0 | 10,9 | 38,5 | 5,77 | 6,22 | 6,16 |
| 250 | 4,0 | 2350 | 25,6 | 6,02 | 24,9 | 9,02 | 9,72 | 9,59 |
| 400 | 4,0 | 3250 | 16,0 | 3,25 | 15,7 | 14,4 | 15,6 | 15,2 |
| 630 | 4,0 | 4600 | 10,2 | 1,85 | 9,99 | 22,7 | 24,5 | 23,7 |
| 1000 | 5,0 | 7600 | 8,00 | 1,22 | 7,91 | 28,9 | 31,3 | 29,9 |
| 1250 | 5,0 | 9500 | 6,40 | 0,97 | 6,33 | 36,1 | 39,1 | 37,0 |
| 1600 | 6,0 | 12 000 | 6,00 | 0,75 | 5,95 | 38,5 | 42,0 | 39,6 |
| 2000 | 6,0 | 15 000 | 4,80 | 0,60 | 4,76 | 48,1 | 52,5 | 48,8 |
| 2500 | 6,0 | 18 500 | 3,84 | 0,47 | 3,81 | 60,1 | 65,6 | 59,9 |
Для паспортного uк 5,5 % у 1000 кВА: Zт = 8,8 мОм, Iк″ = 28,5 кА (см. таблицу допусков ниже).
Как пользоваться таблицей:
- Паспортное uк обычно выше минимума. Zт растёт пропорционально uк, ток КЗ — обратно пропорционально; пересчитайте строку по своему паспорту — формулы выше.
- Сопротивление трансформатора 400 кВА при uк 4,5 % (нижняя граница диапазона 4,5–6 % для ТМГ; точное значение — по паспорту) — 18,0 мОм (Xт 17,7 мОм), ток КЗ 13,9 кА; 1250 кВА с uк 6 % — 7,68 мОм и 32,8 кА без сети.
- Активное сопротивление Rт существенно только у малых мощностей. У 25–63 кВА оно сопоставимо с индуктивным, у 1000 кВА и выше Rт меньше 16 % от Xт, и Zт ≈ Xт.
- У сухих трансформаторов другие Pk (табл. I.2 регламента), и их приводят к расчётной температуре: по ГОСТ 11677-85 (п. 2.5) — 115 °C для класса F, для трансформаторов по IEC 60076-11 — к температуре, указанной в протоколе испытаний. Rт считают по паспорту — см. сухой трансформатор ТСЛ.
Напряжение короткого замыкания трансформатора: таблица минимальных uк и допуск ±10 % по ГОСТ
IEC 60076-5 (п. 3.2.2.3) приводит «общепризнанные» минимальные значения сопротивления КЗ двухобмоточных трансформаторов на основном ответвлении. Меньшее uк допускается, но тогда стойкость трансформатора к КЗ становится предметом согласования изготовителя и покупателя.
| Мощность, кВА | Минимальное uк по IEC 60076-5, % | Категория по IEC 60076-5 |
|---|---|---|
| 25–630 | 4,0 | I (25–2500 кВА) |
| 631–1250 | 5,0 | I |
| 1251–2500 | 6,0 | I |
| 2501–6300 | 7,0 | II |
ГОСТ 11677-85 (табл. 2) допускает отклонение измеренного напряжения КЗ от паспортного ±10 % для всех трансформаторов, а потери и uк приводят к расчётной температуре: 75 °C для масляных ТМГ, 115 °C для изоляции классов F, H, C (п. 2.5). Что это значит для тока КЗ трансформатора 1000 кВА:
| uк, % | Zт, мОм | Iном × 100 ÷ uк, кА | Iк″ без сети, кА | Iк″ при 500 МВ·А, кА |
|---|---|---|---|---|
| 4,5 (5,0 % минус 10 %) | 7,20 | 32,1 | 34,7 | 33,0 |
| 5,0 | 8,00 | 28,9 | 31,3 | 29,9 |
| 5,5 | 8,80 | 26,2 | 28,5 | 27,4 |
| 6,0 | 9,60 | 24,1 | 26,2 | 25,3 |
Разница между uк 4,5 и 6,0 % — около 8 кА на тех же шинах. По ГОСТ 11677-85 (п. 6.2.2, 6.2.3) приёмо-сдаточные испытания проходит каждый трансформатор, и их программа включает проверку потерь и напряжения КЗ. Поэтому для выбора отключающей способности аппаратов берут измеренное uк из протокола, а до поставки — паспортное значение минус допуск. Подробнее о самой величине — в глоссарии.
Влияние сети 10 кВ: мощность короткого замыкания Sк
Сеть 10 кВ имеет собственное сопротивление, и оно включено в цепь КЗ последовательно с трансформатором. По IEC 60909-0 ZQ = c × UnQ² ÷ Sк″ с c = 1,1 для сетей выше 1 кВ; приведённое к 0,4 кВ (через коэффициент трансформации 10/0,4) оно равно ZQ = 1,1 × 0,4² ÷ Sк × 1000 мОм. ГОСТ 28249-93 (п. 1.8) допускает считать его чисто индуктивным: xс = Uср.НН² ÷ Sк, а если Sк неизвестна — по номинальному току отключения выключателя на стороне ВН (формула 2).
Трансформатор 1000 кВА, uк 5,5 %, Pk 7,6 кВт; сопротивление сети принято чисто индуктивным (XQ = ZQ, ГОСТ 28249-93, п. 1.8) — даже при RQ = 0,1 × XQ ток КЗ меняется меньше чем на 0,5 %:
| Sк сети 10 кВ, МВ·А | XQ, мОм (0,4 кВ) | Iк″ на шинах 0,4 кВ, кА |
|---|---|---|
| 50 | 3,52 | 20,2 |
| 100 | 1,76 | 23,7 |
| 200 | 0,88 | 25,9 |
| 500 | 0,35 | 27,4 |
| бесконечная | 0 | 28,5 |
Мощность КЗ на шинах 10 кВ запрашивают у сетевой организации вместе с техническими условиями (в Казахстане — см. технические условия на электроснабжение в РК). Если покупатель не указал своё значение, IEC 60076-5 (табл. 2) для расчёта стойкости трансформатора при Um 7,2–24 кВ принимает 500 МВ·А; для выбора аппаратов 0,4 кВ это лишь допущение, и его записывают в проекте. Для трансформаторов категории I (25–2500 кВА) стандарт требует не учитывать сеть при расчёте стойкости, если её сопротивление не больше 5 % от сопротивления трансформатора (п. 3.2.2.2). Для 1000 кВА это выполняется примерно при Sк от 360 МВ·А (по формуле 2 стандарта Zs = U² ÷ Sк). Для выбора аппаратов 0,4 кВ вывод тот же: слабая сеть снижает ток КЗ, а «бесконечная» даёт запас.
Однофазное КЗ: Y/Yн-0 и Д/Yн-11
Ток однофазного КЗ определяют сопротивления нулевой последовательности, и здесь схема и группа соединения обмоток важнее мощности. ГОСТ 28249-93 (п. 2.1.2) задаёт: у трансформаторов Д/Yн сопротивления нулевой последовательности равны сопротивлениям прямой; при других схемах их принимают по данным изготовителя.
- Д/Yн-11: на выводах 0,4 кВ ток однофазного КЗ практически равен трёхфазному.
- Y/Yн-0: нулевая последовательность в несколько раз больше прямой. В примере 1 приложения 11 ГОСТ 28249-93 (сухой ТС-1000/6, uк 5,5 %, система 200 МВ·А; схема соединения в примере не указана) заданы r0т = 19,1 и x0т = 60,6 мОм против rт = 1,79 и xт = 8,62 мОм — соотношение, характерное для Y/Yн-0. В точке за автоматом и 10 м шинопровода трёхфазный ток — 23,33 кА, однофазный — 8,13 кА, почти втрое меньше.
- Y/Zн-11: по примечанию к п. 4.1.2 IEC 60076-5 ток однофазного КЗ на землю у обмотки «зигзаг» может заметно превышать трёхфазный — это учитывают при проверке стойкости.
Для трансформатора Y/Yн-0 запросите у изготовителя R0 и X0: без них ток однофазного КЗ для проверки чувствительности защиты в конце линий не посчитать.
Пример: 2БКТП 2×1250 кВА — секционный выключатель отключён и параллельная работа
Задача: 2БКТП 2×1250 кВА 10/0,4 кВ, трансформаторы uк 6,0 % по паспорту, Pk 9,5 кВт; в шагах 1–5 оба ввода 10 кВ питаются от одной секции с Sк 500 МВ·А. Нужны токи КЗ на секции 0,4 кВ для выбора вводных, секционного и отходящих автоматов и НКУ. Подпитка от двигателей не учтена.
- Сопротивление одного трансформатора: Zт = 6 × 0,16 ÷ (100 × 1250) × 10⁶ = 7,68 мОм; Rт = 9,5 × 0,16 ÷ 1250² × 10⁶ = 0,97 мОм; Xт = 7,62 мОм.
- Поправка IEC 60909-0: xт = 7,62 ÷ 128 = 0,0595; KT = 0,9975 ÷ 1,0357 = 0,963; после поправки RTK = 0,937 мОм, XTK = 7,337 мОм.
- Сеть: XQ = 1,1 × 0,16 ÷ 500 × 1000 = 0,352 мОм.
- Секционный выключатель отключён (каждая секция от своего трансформатора): Iк″ = 1,05 × 400 ÷ (1,732 × √(0,937² + 7,689²)) = 31,3 кА.
- Параллельная работа (оба ввода и секционный выключатель включены, хотя бы кратковременно при переводе нагрузки): сопротивления трансформаторов делятся пополам — RTK = 0,468 мОм, XTK + XQ = 3,669 + 0,352 = 4,021 мОм; Iк″ = 59,9 кА.
- Вводы от независимых секций 10 кВ по 500 МВ·А каждая: сопротивление сети тоже делится пополам — X = 3,669 + 0,176 = 3,845 мОм; Iк″ = 1,05 × 400 ÷ (1,732 × √(0,468² + 3,845²)) = 62,6 кА.
- Ударный ток при параллельной работе: ветви трансформаторов одинаковы, поэтому κ считают по суммарному R ÷ X. Общая секция: R ÷ X = 0,117, κ = 1,02 + 0,98 × e^(−3 × 0,117) = 1,71, ip = 1,71 × √2 × 59,9 = 144,9 кА; независимые вводы: R ÷ X = 0,122, κ = 1,70, ip = 150,5 кА. Формальный метод B IEC 60909-0 для сложной сети (1,15 × κ, но не более 1,8 для сетей до 1 кВ) даёт 152,5 и 159,4 кА.
Ток КЗ на секции 0,4 кВ 2БКТП 2×1250 кВА, общая секция 10 кВ (n = 1 — секционный выключатель отключён, n = 2 — параллельная работа)
Ik = c * U * 1000 / (sqrt(3) * sqrt((RTK / n)^2 + (XTK / n + XQ)^2))
Ik = кА
Ударный ток КЗ при параллельной работе 2×1250 кВА, общая секция 10 кВ
ip = (1.02 + 0.98 * exp(-3 * R / X)) * sqrt(2) * Ik
ip = кА
Выводы для проекта:
- Если схема АВР исключает параллельную работу (секционный выключатель включается только после отключения ввода), расчётный ток — 31,3 кА: отключающая способность Icu вводных, секционного и ближайших отходящих автоматов — не ниже этого значения.
- Если параллельная работа допускается хотя бы на время перевода нагрузки, аппараты секции выбирают по большему из токов шагов 5–6: 62,6 кА при независимых вводах 10 кВ (59,9 кА, если оба ввода от одной секции). Шины НКУ проверяют на термическую и электродинамическую стойкость: Icw не ниже этого тока на время срабатывания защиты, пиковый ток — не ниже 150,5 кА (159,4 кА, если проект применяет метод B).
- Выбор схемы — решение проекта; разница в отключающей способности аппаратов почти двукратная. Конструкция подстанций — в статье КТП 10/0,4 кВ: виды, цена и сроки.
Нормативы: что применять в Казахстане и Узбекистане
| Документ | Что задаёт | Оговорка (по состоянию на 10.10.2026) |
|---|---|---|
| IEC 60909-0 | Метод расчёта токов КЗ: коэффициент c, поправка KT, ударный ток | Коэффициенты на странице — по изданию 2016 г.; 23.07.2026 опубликовано издание 3.0 (IEC 60909-0:2026) — сверяйте с ним |
| IEC 60076-5:2006 | Минимальные uк (табл. 1), Sк сети по умолчанию (табл. 2), ток КЗ для проверки стойкости и его длительность 2 с | Касается стойкости трансформатора, а не выбора аппаратов 0,4 кВ |
| ГОСТ 28249-93 | Расчёт токов КЗ до 1 кВ в миллиомах, сопротивления элементов, примеры | Проголосовали Беларусь, Кыргызстан, Молдова, Россия, Таджикистан, Туркменистан, Украина; Казахстана и Узбекистана в списке нет — статус в национальных реестрах проверяйте |
| ГОСТ 11677-85 | Допуск uк ±10 %, расчётная температура потерь и uк | Общие технические условия на силовые трансформаторы |
| Регламент ЕС 548/2014, Tier 2 | Максимальные потери КЗ Pk | В Казахстане и Узбекистане не обязателен; здесь — проверяемый эталон Pk |
Поэтому для объектов в Казахстане и Узбекистане метод расчёта в проектной документации разумно указывать по IEC 60909-0, а ГОСТ 28249-93 использовать как справочник по сопротивлениям элементов сети 0,4 кВ — если иное не требует заказчик или экспертиза.
Частые ошибки
- Считать Iном × 100 ÷ uк максимальным током. Без учёта сети метод IEC 60909-0 даёт на 8–9 % больше (28,5 против 26,2 кА для 1000 кВА), а с допуском uк −10 % — ещё примерно на 11 % больше.
- Брать uк из каталога «4,5–6 %» без привязки к мощности. Для 1000 кВА между 4,5 и 6,0 % разница в токе КЗ — около 8 кА. Нужна цифра из паспорта или протокола.
- Подставлять Pk в ваттах в формулу для кВт. Rт = Pk × U² ÷ Sн² × 10⁶ мОм требует Pk в кВт; с ваттами Rт выходит в тысячу раз больше, и «Xт» становится мнимым.
- Складывать Rт и Xт арифметически. Z = √(R² + X²): для 1000 кВА 1,22 + 8,72 = 9,94 мОм вместо 8,80 мОм — ток занижен примерно на 11 %.
- Проверять защиту от однофазного КЗ по трёхфазному току. У Y/Yн-0 однофазный ток в разы меньше; у Д/Yн-11 и Y/Zн-11 — сопоставим или больше трёхфазного.
- Забывать о параллельной работе. Два трансформатора на одних шинах — это вдвое меньшее сопротивление и почти вдвое больший ток КЗ (31,3 → 59,9–62,6 кА в примере выше).
Что указать в ТЗ и опросном листе
- Мощность, напряжения (10/0,4 или 6/0,4 кВ), группа соединения.
- uк, % — конкретное значение и допуск; при ограничении тока КЗ — верхнюю границу тока на шинах 0,4 кВ, под которую проектируется НКУ.
- Pk, Вт при расчётной температуре (75 °C для масляных ТМГ по ГОСТ 11677-85, п. 2.5; для сухих по IEC 60076-11 — температура из протокола испытаний) — для Rт и для оценки потерь.
- Для Y/Yн-0 — сопротивления нулевой последовательности R0 и X0 в паспорте.
- Мощность КЗ или ток КЗ на шинах 10 кВ по техническим условиям сетевой организации; если её нет — какое значение принято (например, 500 МВ·А по IEC 60076-5).
- Режим 2КТП и 2БКТП: допускается ли параллельная работа трансформаторов, в том числе кратковременная, и питаются ли вводы 10 кВ от одной секции или от независимых.
- Для НКУ: Icu вводных и секционного автоматов, Icw шин и время, пиковый ток.
- Протокол приёмо-сдаточных испытаний с измеренными uк и Pk на русском языке.
Роль Entogo
Entogo — канадская компания (Entogo Inc., Торонто) с собственным заводом в Китае. Масляные герметичные трансформаторы ТМГ 25–2500 кВА 6(10)/0,4 кВ выпускаются с uк 4,5–6 % в зависимости от мощности и группами Y/Yн-0 (обычно до 400 кВА), Д/Yн-11 и Y/Zн-11 (для малых мощностей); сухие ТСЛ / ТСЗ 100–3150 кВА — с группой Д/Yн-11 и изоляцией класса F. НКУ 0,4 кВ рассчитаны на ток до 4000 А (6300 А по запросу) и Icw до 80 кА 1 с, формы разделения 2–4; подстанции 2БКТП — типично 2×1250 кВА. Конструкция — по IEC, совместимая с ГОСТ; 50 Гц; параметры, включая uк, задаются техническим заданием проекта.
Паспорт, руководство по эксплуатации и протокол приёмо-сдаточных испытаний на русском языке входят в поставку по условиям контракта. Срок изготовления оборудования каталога IEC — в среднем около 12 недель; сертификация EAC или национальная — по запросу, её срок подтверждается в предложении. Выбор мощности и цены ТМГ — в статье Трансформатор ТМГ: цена и выбор мощности. Отправьте опросный лист с мощностью, uк, мощностью КЗ сети и схемой 0,4 кВ — команда ответит в течение одного рабочего дня.
