Manual pentru calcularea curenților de scurtcircuit. Calculul curenților de scurtcircuit. Protecția la scurtcircuit în rețea
Bună ziua, dragi cititori și vizitatori ai site-ului Electrician's Notes.
Am un articol pe site-ul meu despre. Am citat cazuri din practica mea.
Așadar, pentru a minimiza consecințele unor astfel de accidente și incidente, este necesar să alegeți echipamentul electric potrivit. Dar pentru a-l alege corect, trebuie să puteți calcula curenții de scurtcircuit.
În articolul de astăzi, vă voi arăta cum puteți calcula independent curentul de scurtcircuit sau curentul de scurtcircuit pentru scurt, folosind un exemplu real.
Înțeleg că mulți dintre voi nu trebuie să faceți calcule, pentru că... Acest lucru este realizat, de obicei, fie de către designeri din organizații (firme) licențiate, fie de către studenții care își scriu următorul curs sau proiect de diplomă. Îl înțeleg mai ales pe acesta din urmă, pentru că... Fiind și eu student (în anul 2000), am regretat foarte mult că nu existau astfel de site-uri pe Internet. Această publicație va fi, de asemenea, utilă lucrătorilor din domeniul energiei pentru a ridica nivelul de auto-dezvoltare sau pentru a-și împrospăta memoria cu materialele transmise anterior.
Apropo, l-am adus deja. Dacă cineva este interesat, accesează linkul și citește.
Deci să trecem la treabă. În urmă cu câteva zile la întreprinderea noastră a avut loc un incendiu pe un traseu de cablu lângă atelierul de montaj nr.10. Suportul de cabluri cu toate cablurile de alimentare și de control care rulau acolo era aproape complet ars. Iată o fotografie de la locul faptei.
Nu voi intra în multe detalii despre debriefing, dar conducerea mea a avut o întrebare cu privire la funcționarea întreruptorului de intrare și adecvarea acestuia pentru linia protejată. Cu cuvinte simple, voi spune că au fost interesați de mărimea curentului de scurtcircuit la capătul liniei cablului de alimentare de intrare, adică. în locul unde s-a produs incendiul.
Desigur, electricienii de la magazin nu au documentație de proiectare pentru calcularea curenților de scurtcircuit. nu erau bani pentru această linie și a trebuit să fac singur tot calculul, pe care îl postez în domeniul public.
Colectarea datelor pentru calcularea curenților de scurtcircuit
Ansamblul de putere nr. 10, în apropierea căruia s-a produs incendiul, este alimentat printr-un întrerupător A3144 600 (A) cu un cablu de cupru SBG (3x150) de la un transformator coborâtor nr. 1 10/0,5 (kV) cu o putere de 1000 (kVA).
Nu fi surprins, avem încă multe substații în funcțiune la întreprinderea noastră cu un neutru izolat la 500 (V) și chiar 220 (V).
În curând voi scrie un articol despre cum să vă conectați la o rețea de 220 (V) și 500 (V) cu un neutru izolat. Nu ratați lansarea unui nou articol - abonați-vă pentru a primi noutăți.
Transformatorul coborâtor de 10/0,5 (kV) este alimentat de cablul de alimentare AAShv (3x35) de la stația de distribuție de înaltă tensiune nr. 20.
Câteva precizări pentru calcularea curentului de scurtcircuit
Aș dori să spun câteva cuvinte despre procesul de scurtcircuit în sine. În timpul unui scurtcircuit, procesele tranzitorii au loc în circuit datorită prezenței inductanțelor în acesta care împiedică o schimbare bruscă a curentului. În acest sens, curentul de scurtcircuit în timpul procesului de tranziție poate fi împărțit în 2 componente:
- periodic (apare în momentul inițial și nu scade până când instalația electrică este deconectată de la protecție)
- aperiodic (apare în momentul inițial și scade rapid la zero după finalizarea procesului tranzitoriu)
Curent de scurtcircuit Voi calcula conform RD 153-34.0-20.527-98.
Acest document de reglementare prevede că calculul curentului de scurtcircuit poate fi efectuat aproximativ, dar cu condiția ca eroarea de calcul să nu depășească 10%.
Voi calcula curenții de scurtcircuit în unități relative. Voi aduce aproximativ valorile elementelor circuitului la condițiile de bază, ținând cont de raportul de transformare al transformatorului de putere.
Ținta este un A3144 cu un curent nominal de 600 (A) per capacitate de comutare. Pentru a face acest lucru, trebuie să determin curentul de scurtcircuit trifazat și bifazat la capătul liniei cablului de alimentare.
Exemplu de calcul al curenților de scurtcircuit
Luăm o tensiune de 10,5 (kV) ca etapă principală și setăm puterea de bază a sistemului de alimentare:
puterea de bază a sistemului de alimentare Sb = 100 (MVA)
tensiune de bază Ub1 = 10,5 (kV)
curent de scurtcircuit pe barele stației nr. 20 (conform proiectului) Is = 9,037 (kA)
Întocmim o diagramă de proiectare pentru alimentarea cu energie.
În această diagramă indicăm toate elementele circuitului electric și ale acestora. De asemenea, nu uitați să indicați punctul în care trebuie să găsim curentul de scurtcircuit. Am uitat să-l indică în imaginea de mai sus, așa că o voi explica în cuvinte. Este amplasat imediat după cablul de joasă tensiune SBG (3x150) înainte de asamblarea nr. 10.
Apoi vom întocmi un circuit echivalent, înlocuind toate elementele circuitului de mai sus cu rezistențe active și reactive.
Când se calculează componenta periodică a curentului de scurtcircuit, este permis să nu se ia în considerare rezistența activă a cablurilor și a liniilor aeriene. Pentru un calcul mai precis, voi lua în considerare rezistența activă pe liniile de cablu.
Cunoscând puterile și tensiunile de bază, vom găsi curenții de bază pentru fiecare etapă de transformare:
Acum trebuie să găsim rezistența reactivă și activă a fiecărui element de circuit în unități relative și să calculăm rezistența echivalentă totală a circuitului echivalent de la sursa de alimentare (sistemul de alimentare) la punctul de scurtcircuit. (evidențiat de o săgeată roșie).
Să determinăm reactanța sursei (sistemului) echivalente:
Să determinăm reactanța liniei de cablu 10 (kV):
- Xo - reactanța inductivă specifică pentru cablu AAShv (3x35) este preluată din cartea de referință privind alimentarea cu energie și echipamentele electrice de A.A. Fedorov, volumul 2, tabel. 61,11 (măsurată în Ohm/km)
Să determinăm rezistența activă a liniei de cablu 10 (kV):
- R® - rezistența activă specifică pentru cablu AAShv (3x35) este preluată din cartea de referință privind alimentarea cu energie și echipamentele electrice de A.A. Fedorov, volumul 2, tabel. 61,11 (măsurată în Ohm/km)
- l — lungimea liniei de cablu (în kilometri)
Să determinăm reactanța unui transformator cu două înfășurări 10/0,5 (kV):
- uk% - tensiunea de scurtcircuit a unui transformator 10/0,5 (kV) cu o putere de 1000 (kVA), preluată din cartea de referință privind alimentarea cu energie și echipamentele electrice de A.A. Fedorov, masă. 27.6
Neglijez rezistența activă a transformatorului, pentru că este disproporţionat de mic în raport cu cel reactiv.
Să determinăm reactanța liniei de cablu 0,5 (kV):
- Xo - rezistivitatea pentru cablul SBG (3x150) este preluată din cartea de referință privind alimentarea cu energie și echipamentele electrice de A.A. Fedorov, masă. 61,11 (măsurată în Ohm/km)
- l — lungimea liniei de cablu (în kilometri)
Să determinăm rezistența activă a liniei de cablu 0,5 (kV):
- Ro - rezistivitatea pentru cablul SBG (3x150) este preluată din cartea de referință privind alimentarea cu energie și echipamentele electrice de către A.A. Fedorov, masă. 61,11 (măsurată în Ohm/km)
- l — lungimea liniei de cablu (în kilometri)
Să determinăm rezistența echivalentă totală de la sursa de alimentare (sistemul de alimentare) la punctul de scurtcircuit:
Să găsim componenta periodică a curentului de scurtcircuit trifazat:
Să găsim componenta periodică a curentului de scurtcircuit bifazat:
Rezultatele calculului curenților de scurtcircuit
Deci, am calculat curentul de scurtcircuit bifazat la capătul unei linii de cablu de alimentare cu o tensiune de 500 (V). Este 10,766 (kA).
Întrerupătorul de circuit de intrare A3144 are un curent nominal de 600 (A). Setarea declanșării electromagnetice este setată la 6000 (A) sau 6 (kA). Prin urmare, putem concluziona că, în cazul unui scurtcircuit la capătul liniei de cablu de intrare (în exemplul meu, din cauza unui incendiu), secțiunea deteriorată a circuitului a fost deconectată.
Valorile obținute ale curenților trifazici și bifazici pot fi utilizate pentru a selecta setările pentru protecția releului și automatizare.
În acest articol, nu am calculat curentul de șoc în timpul unui scurtcircuit.
P.S. Calculul de mai sus a fost trimis conducerii mele. Pentru un calcul aproximativ este destul de potrivit. Desigur, partea de jos ar putea fi calculată mai detaliat, ținând cont de rezistența contactelor întreruptorului, de conexiunile de contact ale capselor de cablu la barele colectoare, de rezistența arcului la punctul de defecțiune etc. Voi scrie despre asta altădată.
Dacă aveți nevoie de un calcul mai precis, puteți utiliza programe speciale pe computer. Sunt multe dintre ele pe Internet.
Energia electrică prezintă un pericol destul de mare, de care nu sunt protejați nici lucrătorii de la substațiile individuale, nici aparatele de uz casnic. Curentul de scurtcircuit este unul dintre cele mai periculoase tipuri de electricitate, dar există metode pentru a-l controla, calcula și măsura.
Ce este
Curentul de scurtcircuit (SCC) este un impuls electric de șoc în creștere bruscă. Principalul său pericol este că, conform legii Joule-Lenz, o astfel de energie are o rată foarte mare de eliberare a căldurii. Ca urmare a unui scurtcircuit, firele se pot topi sau anumite aparate electrice se pot arde.
Foto - diagramă de timpEste format din două componente principale - componenta de curent aperiodic și componenta periodică forțată.
Formula – periodică
Formula – aperiodică Conform principiului, cel mai dificil lucru de măsurat este energia apariției aperiodice, care este capacitivă, pre-urgență. La urma urmei, tocmai în momentul accidentului diferența dintre faze are cea mai mare amplitudine. De asemenea, particularitatea sa este apariția netipică a acestui curent în rețele. Diagrama formării sale va ajuta să arate principiul de funcționare a acestui flux.
Rezistența surselor din cauza tensiunii înalte în timpul unui scurtcircuit este scurtcircuitată pe o distanță scurtă sau „scurtcircuit” - de aceea acest fenomen și-a primit numele. Există un curent de scurtcircuit trifazat, bifazat și monofazat - aici clasificarea are loc în funcție de numărul de faze închise. În unele cazuri, scurtcircuitul poate fi scurtcircuitat între faze și la masă. Apoi, pentru a-l determina, va trebui să luați în considerare separat împământarea.
Foto – rezultatul scurtcircuitului De asemenea, puteți distribui scurtcircuite în funcție de tipul de conectare a echipamentului electric:
- Cu împământare;
- Fără el.
Pentru a explica pe deplin acest fenomen, vă sugerăm să luăm în considerare un exemplu. Să presupunem că există un anumit consumator de curent care este conectat la o linie electrică locală folosind un robinet. Cu un circuit corect, tensiunea totală din rețea este egală cu diferența de EMF la sursa de alimentare și cu reducerea tensiunii în rețelele electrice locale. Pe baza acestui fapt, formula lui Ohm poate fi utilizată pentru a determina curentul de scurtcircuit:
R = 0; Ikz = Ɛ/r
Aici r este rezistența la scurtcircuit.
Dacă înlocuiți anumite valori, puteți determina curentul de defect în orice punct de-a lungul întregii linii de alimentare. Nu este nevoie să verificați multiplicitatea scurtcircuitului aici.
Metode de calcul
Să presupunem că a avut loc deja un scurtcircuit într-o rețea trifazată, de exemplu, la o substație sau pe înfășurările unui transformator, cum se calculează apoi curenții de scurtcircuit:
Formula - curent de defect trifazat Aici U20 este tensiunea înfășurărilor transformatorului, iar Z T este rezistența unei anumite faze (care a fost deteriorată în scurtcircuit). Dacă tensiunea din rețele este un parametru cunoscut, trebuie calculată rezistența.
Fiecare sursă electrică, fie că este vorba despre un transformator, un terminal de baterie sau fire electrice, are propriul său nivel de rezistență nominală. Cu alte cuvinte, fiecare are propriul Z. Dar ele se caracterizează printr-o combinație de rezistențe active și inductive. Există și capacitive, dar nu sunt importante atunci când se calculează curenți mari. Prin urmare, mulți electricieni folosesc o metodă simplificată pentru calcularea acestor date: un calcul aritmetic al rezistenței de curent continuu în secțiunile conectate în serie. Când aceste caracteristici sunt cunoscute, nu va fi dificil să se calculeze impedanța pentru o secțiune sau o întreagă rețea folosind formula de mai jos:
Formula completă de împământare Unde ε este fem, iar r este valoarea rezistenței.
Având în vedere că în timpul supraîncărcărilor rezistența este zero, soluția ia următoarea formă:
I = ε/r = 12 / 10 -2
Pe baza acestui fapt, puterea la scurtcircuit a acestei baterii este de 1200 de amperi.
În acest fel, se poate calcula și curentul de scurtcircuit pentru un motor, generator și alte instalații. Dar în producție nu este întotdeauna posibil să se calculeze parametrii acceptabili pentru fiecare dispozitiv electric individual. În plus, trebuie avut în vedere că la scurtcircuite asimetrice sarcinile au o secvență diferită, ceea ce necesită cunoașterea cos φ și rezistența de luat în considerare. Pentru calcul, se utilizează un tabel special GOST 27514-87, unde sunt indicați acești parametri:
Există, de asemenea, conceptul de scurtcircuit de o secundă, aici formula pentru puterea curentului în timpul unui scurtcircuit este determinată folosind un coeficient special:
Formula – coeficientul de scurtcircuit Se crede că, în funcție de secțiunea transversală a cablului, un scurtcircuit poate trece neobservat de cablare. Durata optimă a scurtcircuitului este de până la 5 secunde. Preluat din cartea lui Nebrat „Calculul scurtcircuitelor în rețele”:
| Secțiune, mm 2 | Durata scurtcircuitului permisă pentru un anumit tip de fir | |||
| Izolatie PVC | Polietilenă | |||
| Vene de cupru | Aluminiu | Cupru | Aluminiu | |
| 1,5 | 0,17 | Nu | 0,21 | Nu |
| 2,5 | 0,3 | 0,18 | 0,34 | 0,2 |
| 4 | 0,4 | 0,3 | 0,54 | 0,36 |
| 6 | 0,7 | 0,4 | 0,8 | 0,5 |
| 10 | 1,1 | 0,7 | 1,37 | 0,9 |
| 16 | 1,8 | 1,1 | 2,16 | 1,4 |
| 25 | 2,8 | 1,8 | 3,46 | 2,2 |
| 35 | 3,9 | 2,5 | 4,8 | 3,09 |
| 50 | 5,2 | 3 | 6,5 | 4,18 |
| 70 | 7,5 | 5 | 9,4 | 6,12 |
| 95 | 10,5 | 6,9 | 13,03 | 8,48 |
| 120 | 13,2 | 8,7 | 16,4 | 10,7 |
| 150 | 16,3 | 10,6 | 20,3 | 13,2 |
| 185 | 20,4 | 13,4 | 25,4 | 16,5 |
| 240 | 26,8 | 17,5 | 33,3 | 21,7 |
Acest tabel vă va ajuta să aflați durata condiționată așteptată a unui scurtcircuit în funcționare normală, amperajul pe barele colectoare și diferite tipuri de fire.
Dacă nu există timp pentru a calcula datele folosind formule, atunci se utilizează echipamente speciale. De exemplu, indicatorul Shch41160 este foarte popular în rândul electricienilor profesioniști - acesta este un contor de scurtcircuit de 380/220V fază la zero. Dispozitivul digital vă permite să determinați și să calculați rezistența la scurtcircuit în rețelele casnice și industriale. Un astfel de contor poate fi achiziționat de la magazinele speciale de electricitate. Această tehnică este bună dacă trebuie să determinați rapid și precis nivelul de curent al unei bucle sau al unei secțiuni de circuit.
Se folosește și programul „Urgență de urgență”, care poate determina rapid efectul termic al unui scurtcircuit, rata de pierdere și puterea curentului. Verificarea este efectuată automat, sunt introduși parametri cunoscuți și calculează toate datele în sine. Acesta este un proiect plătit, licența costă aproximativ o mie de ruble.
Video: protejarea rețelei electrice de scurtcircuite
Instrucțiuni de protecție și selecție a echipamentelor
În ciuda pericolului acestui fenomen, există încă o modalitate de a limita sau de a minimiza probabilitatea situațiilor de urgență. Este foarte convenabil să utilizați un aparat electric pentru a limita scurtcircuitele, acesta poate fi un reactor de limitare a curentului, care reduce semnificativ efectul termic al impulsurilor electrice ridicate. Dar această opțiune nu este potrivită pentru uz casnic.
Foto - schema unitatii de protectie la scurtcircuit La domiciliu, puteți găsi adesea utilizarea întreruptoarelor automate și a releului de protecție. Aceste versiuni au anumite restricții (curent de rețea maxim și minim), dacă sunt depășite, alimentarea este oprită. Aparatul vă permite să determinați nivelul de amperi admis, ceea ce ajută la creșterea siguranței. Alegerea se face între echipamente cu o clasă de protecție mai mare decât este necesar. De exemplu, într-o rețea de 21 de amperi, se recomandă utilizarea unui întrerupător de circuit de 25 A.
Calculul curenților de scurtcircuit este efectuat pentru selectarea și verificarea rezistenței electrodinamice și termice a dispozitivelor și conductorilor electrici, proiectarea și configurarea protecției releului.
Sursele de energie ale scurtcircuitului sunt generatoarele de centrale electrice, sisteme de alimentare și motoare electrice cu tensiuni peste 1000 V, dacă sunt conectate la scurtcircuit direct, prin linii de cablu, conductori sau prin reactoare de linie. Efectul de alimentare al motoarelor electrice este luat în considerare numai în momentul inițial al scurtcircuitului.
Pentru a calcula curenții de scurtcircuit, se întocmește o diagramă de proiectare corespunzătoare modului normal, care este întocmită pe baza unei analize a diagramei SES și este o diagramă electrică unifilar.
Schema de calcul indică toate sursele de alimentare și elementele rețelei și subliniază locurile necesare în care vor fi calculați curenții de scurtcircuit. Parametrii surselor de alimentare și elementele SES sunt dați în datele sursă. Pentru generatoarele sincrone și motoarele electrice cu tensiuni peste 1000 V, EMF este considerat egal cu EMF supertranzitoriu. E".
Ca exemplu în Fig. 3.4 prezintă schema de proiectare pentru circuitul de alimentare prezentat în Fig. 3.2. Pe baza diagramei de calcul se realizează un circuit echivalent. În acest caz, toate conexiunile electromagnetice dintre elementele circuitului sunt înlocuite cu unele electrice prin transformări echivalente. Lângă fiecare element al diagramei, numărul său de serie este indicat în numărător n, iar numitorul este valoarea rezistenței (Ohm) sau unitățile de bază relative reduse la treapta de bază. Etapa de transformare la care se calculează curentul de scurtcircuit este de obicei luată ca treaptă de bază. Tensiunea etajului de bază U b este considerat egal cu tensiunea medie (nominală). U n trepte de transformare conform scalei: 230; 154; 115; 37; 10,5; 6,3 kV.
Curenții de scurtcircuit pot fi calculați în unități fizice sau unități de bază relative. Când se calculează curentul de scurtcircuit în unități relative, este convenabil să se ia ca putere de bază o putere care este un multiplu de 10 (de exemplu, 100 sau 1000 MB×A) sau puterea sistemului de alimentare care furnizează întreprindere cu energie electrică, sau puterea nominală a oricărui element al centralei solare. Dacă calculul curentului de scurtcircuit se efectuează aproximativ folosind curbe de proiectare, atunci puterea de bază ar trebui luată egală cu puterea sistemului de alimentare.
Modul de bază de impedanță Z b până la punctul de scurtcircuit, curent eu b și putere S b sunt determinate de formulele:
Pentru transformatoarele trifazate cu două înfăşurări, valoarea activă R t şi inductiv X t de rezistență, redusă la înfășurarea de tensiune mai mare și utilizată la calcularea rezistenței reduse, sunt date în tabel. P1.5. Pentru transformatoarele trifazate cu trei înfăşurări, valorile active R televizor, R c.t. R așa-zis și inductiv X televizor, X c.t. XÎn lucrare sunt indicate așa-numitele rezistențe ale înfășurărilor de înaltă, medie și joasă tensiune, necesare calculării rezistențelor reduse. Inductanțe ale reactorului X p sunt date în lucrare și în tabel. P1.9.
Când se calculează curentul de scurtcircuit, se presupune că EMF-ul tuturor surselor este în fază. Prin urmare, calculul se efectuează folosind metoda suprapunerii: curentul de la fiecare sursă de alimentare la scurtcircuit este calculat separat, iar apoi curentul rezultat este găsit prin însumarea aritmetică a componentelor din sursele individuale.
Valoarea efectivă a componentei periodice a curentului de scurtcircuit trifazat în unități fizice:
· când este alimentat de un generator sincron sau de un motor electric cu o tensiune de 1000 V:
Unde; ; ; p– numărul de rezistențe active conectate în serie de la sursa de alimentare la scurtcircuit; m– numărul de reactanțe inductive conectate în serie de la sursa de alimentare la scurtcircuit.
Valoarea efectivă a componentei periodice a curentului de scurtcircuit trifazat în unități de bază relative:
· când este alimentat de la sistemul de alimentare:
; (3.31)
· când este alimentat de un generator sincron sau de un motor electric cu tensiune peste 1000 V:
unde este puterea unui scurtcircuit simetric trifazat,
; ; 
. (3.33)
Trecerea de la curentul de scurtcircuit și puterea în unități relative la curent și putere în unități fizice se realizează conform formulelor:
Dacă< 0.3 или < 0.3, то активное сопротивление R s nu se ia în considerare la calcularea componentei periodice a curentului de scurtcircuit trifazat.
Componenta periodică a curentului de scurtcircuit bifazat:
Curentul de supratensiune al scurtcircuitului simetric trifazat atunci când este alimentat de la sistemul de alimentare:
unde este coeficientul de impact.
Constanta de timp de atenuare a componentei aperiodice a curentului unui circuit simetric trifazat atunci când este alimentat de la sistemul de alimentare:
Unde f – frecvența de alimentare, Hz.
Impuls de curent pătrat. Temperatura de supraîncălzire a conductorului prin curent în stare staționară în raport cu temperatura ambiantă este determinată din ecuația de echilibru termic, adică. egalitatea cantităților de căldură generată și disipată. Datorită duratei scurte a procesului de scurtcircuit, îndepărtarea căldurii nu este luată în considerare, deoarece procesul este considerat adiabatic. Impulsul total al curentului de scurtcircuit cu legea pătrată (curent de încălzire):
Unde ÎN kp – impuls de curent pătratic din componenta periodică a curentului de scurtcircuit; ÎN k.a – impuls de curent patratic din componenta aperiodica a curentului de scurtcircuit.
În general:
, (3.39)
Unde m– numărul de segmente dintr-un interval de timp discret la înlocuirea integralei cu o sumă finită, ; ε – simbolul părții întregi a coeficientului; D t– interval de timp discret de împărțire a dependenței; – valoarea medie a curentului de scurtcircuit pornit n-al-lea interval de timp discret.
În acest articol, voi lua în considerare exemplu de calcul al curentului unui scurtcircuit monofazat (SC) folosind în prima versiune tabelele de căutare prezentate în [L1], iar în a doua opțiune tabelele de căutare din [L2].
Metodele de determinare a mărimii curentului de scurtcircuit monofazat și tabelele de referință date pentru toate elementele unui circuit în scurtcircuit pot fi găsite în articol:
Date inițiale:
- transformator de ulei cu tensiune 6/0,4 kV, putere 1000 kVA cu schema de conectare a infasurarii - Y/Y®.
- De la transformator la ASU, se folosește un cablu AAShvU 3x95 cu o lungime de 120 m.
- De la ASU la motor se folosește un cablu AASHvU 3x95+1x35 cu o lungime de 150 m.
Fig. 1 - Schema de proiectare a rețelei electrice. motor
Opțiunea I
1. Calculul curentului de scurtcircuit monofazat se va efectua folosind formula metodei aproximative la putere mare a sistemului de alimentare (Xc< 0,1Хт) [Л1, с 4 и Л2, с 39]:
- Uph – tensiunea de fază a rețelei, V;
- Zt – rezistența totală a transformatorului la curentul unui scurtcircuit monofazat la corp, Ohm;
- Zpt – rezistența totală a buclei de fază zero de la transformator la punctul de scurtcircuit, Ohm.
2. Folosind Tabelul 2 [L1, p. 6], determinăm rezistența transformatorului la o tensiune secundară de 400/230 V, Zt/3 = 0,027 Ohm.
3. Determinăm rezistența totală a circuitului de fază zero pentru secțiunea de la conductă până la punctul de scurtcircuit folosind formula 2-27 [L2, p. 40]:
- Zpt.ud.1 = 0,729 Ohm/km – rezistivitatea totală a buclei de fază zero pentru cablu marca AAShvU 3x95, determinată conform Tabelului 12 [L1, p. 16];
- l1 = 0,120 km – lungimea tronsonului nr.1.
- Zpt.ud.2 = 0,661 Ohm/km – rezistivitatea totală a buclei de fază zero pentru cablu marca AAShvU 3x95+1x35, determinată conform Tabelului 13 [L1, p. 16];
- l2 = 0,150 km – lungimea tronsonului nr.2.
4. Determinați curentul de scurtcircuit monofazat:
Vă atrag atenția asupra faptului că la determinarea mărimii curentului de scurtcircuit monofazat folosind metoda aproximativă, rezistențele de contact ale barelor colectoare, dispozitivelor și transformatoarelor de curent nu sunt luate în considerare în această metodă, deoarece suma aritmetică de Zt/3 și Zpt creează o anumită rezervă [L2, p. 40].
Opțiunea II
Să determinăm curentul de scurtcircuit monofazat folosind tabelele de referință din [L2].
1. Folosind Tabelul 2.4 [L2, p. 29], determinăm rezistența transformatorului Zt/3 = 33,6 mOhm.
2. Determinăm rezistența totală a circuitului de fază zero pentru secțiunea de la conductă până la punctul de scurtcircuit folosind formula 2-27 [L2, p. 40]:
- Zpt.ud.1 = 0,83 mOhm/m – rezistivitatea totală a buclei de fază zero pentru cablu marca AAShvU 3x95, determinată conform Tabelului 2.11 [L2, p. 41];
- l1 = 120 m – lungimea tronsonului nr.1.
- Zpt.ud.2 = 1,45 mOhm/m – rezistivitatea totală a buclei de fază zero pentru cablu marca AAShvU 3x95+1x35, determinată conform Tabelului 2.10 [L2, p. 41].
Vă rugăm să rețineți că în acest tabel valoarea Zpt.ud. dat pentru cabluri indiferent de materialul mantalei cablului.
Dacă vă uitați la [L1, p. 16], atunci în tabelul 13 pentru cabluri cu 4 fire cu manta de aluminiu 3x95+1x35, Zpt.ud. = 0,661 mOhm/m. Accept Zpt.ud.2 = 1,45 mOhm/m, pentru a vedea clar cât de mult va diferi valoarea curentului de scurtcircuit monofazat de calculul conform „Opțiunii I”. În practică, este mai bine să combinați tabelele de căutare din [L1 și L2].
3. Determinați curentul de scurtcircuit monofazat:
După cum se poate observa din rezultatele calculului (opțiunea I: Ik = 1028 A; opțiunea II: Ik = 627 A), valorile obținute ale curentului de scurtcircuit monofazat sunt de aproape 2 ori diferite. Depinde de dvs. să decideți ce tabele de referință să utilizați pentru a calcula curentul de scurtcircuit monofazat, în orice caz, aceasta este o metodă aproximativă, prin urmare, dacă aveți nevoie de valori exacte ale curentului de scurtcircuit monofazat; , ar trebui să îl calculați folosind formula prezentată în GOST 28249-93.
Astăzi aș dori să vă prezint atenției o metodă de calcul al curenților de scurtcircuit. Cel mai important este fără apă și fiecare dintre voi o va putea folosi cu un minim de efort, iar unii dintre voi primiți următorul meu program, cu care va fi și mai ușor de numărat.
Acesta este al doilea articol dedicat curenților de scurtcircuit. V-am atras atenția asupra protecției rețelelor electrice extinse și asupra faptului că în astfel de rețele, uneori, nu este atât de ușor să selectați protecția împotriva curenților de scurtcircuit. Pentru asta este un designer, pentru a rezolva astfel de probleme.
Teoria pentru calcularea curenților de scurtcircuit poate fi găsită în următoarele documente:
1 GOST 28249-93 (Scurtcircuite în instalațiile electrice. Metode de calcul în instalațiile electrice de curent alternativ cu tensiune de până la 1 kV).
2 RD 153-34.0-20.527-98 (Orientări pentru calculul curenților de scurtcircuit și selecția echipamentelor electrice).
3 A.V. Belyaev (Selectarea echipamentelor, protecției și cablurilor în rețele de 0,4 kV).
Nu am putut găsi nimic pe Internet în care totul a fost clar prezentat de la „A” la „Z”.
Cred că veți fi de acord cu mine că curenții de scurtcircuit nu sunt atât de ușor de calculat, deoarece proiectantul nu are întotdeauna o cunoaștere aprofundată a tuturor informațiilor necesare. Această metodă de calcul este simplificată, deoarece nu ia în considerare rezistența de contact a întrerupătoarelor, siguranțelor, barelor și transformatoarelor de curent.
Poate că mai târziu voi ține cont de toate aceste rezistențe, dar, în opinia mea, aceste valori au puțin efect asupra rezultatului final.
Secvența de calcul a curenților de scurtcircuit.
1 Colectarea datelor inițiale despre transformator:
Ukz— tensiunea de scurtcircuit al transformatorului, %;
RK— pierderea la scurtcircuit la transformator, kW;
UVn– tensiunea nominală a înfășurărilor de înaltă tensiune ale transformatorului descendente; kV;
Unn (El)– tensiunea nominală a înfășurărilor de JT ale transformatorului descendente; ÎN;
Efes– tensiunea de fază a înfășurărilor de JT ale transformatorului descendente; ÎN;
Snt– puterea nominală a transformatorului, kVA;
Zt– rezistența totală a transformatorului descendente cu curent de scurtcircuit monofazat, mOhm;
Rezistența activă și inductivă a transformatoarelor 6 (10)/0,4 kV, mOhm
2 Colectarea datelor inițiale pe linia de alimentare:
Tipul, secțiunea cablului, numărul de cabluri;
L– lungimea liniei, m;
Ho– reactanța inductivă a liniei, mOhm/m;
Zpt– rezistența totală a buclei fază-zero de la transformator la punctul de scurtcircuit, măsurată în timpul încercării sau găsită din calcul, mOhm/m;
3 Alte date.
Unde– coeficientul de impact.
După colectarea datelor inițiale, puteți trece direct la calcule.
Rezistența activă a transformatorului descendente, mOhm:
Rezistența transformatorului
Reactanța inductivă a transformatorului descendente, mOhm:
Rezistența activă a liniei de alimentare, mOhm:
RLa= Rud.k*l/ NLa
Reactanța inductivă a liniei de alimentare, mOhm:
XLa=Hoota.k*l/ Nk
Rezistența activă totală, mOhm:
RΣ = RT+RLa
Reactanța inductivă totală, mOhm:
XΣ =XT+XLa
Rezistență totală, mOhm:
Curent de scurtcircuit trifazat, kA:
Curentul de impact al scurtcircuitului trifazat, kA:
Curent de scurtcircuit monofazat, kA:
Zpt=Zpt.ud.*L
După calcularea curenților de scurtcircuit, puteți începe să selectați dispozitivele de protecție.
Folosind acest principiu, am realizat noul meu program pentru calcularea curenților de scurtcircuit. Folosind programul, toate calculele pot fi efectuate mult mai rapid și cu risc minim de erori care pot apărea în timpul calculelor manuale. Deocamdată, aceasta este încă o versiune beta, dar, cu toate acestea, cred că este o versiune complet funcțională a programului.
Aspectul programului:
Mai jos în program sunt toate tabelele necesare pentru selectarea parametrilor necesari ai transformatorului și liniei de alimentare.
De asemenea, împreună cu programul, atașez o mostră din calculul meu, astfel încât calculul să poată fi finalizat rapid și furnizat tuturor autorităților interesate.
Este de remarcat faptul că am un alt program mic - interpolare. Este convenabil, de exemplu, să găsiți încărcătura specifică a apartamentelor pentru valori date.
Aștept cu nerăbdare feedback-ul, urările, sugestiile, clarificările dumneavoastră.
De continuat... vor mai fi
Este necesar să se țină cont de rezistența dispozitivelor de comutare atunci când se calculează scurtcircuitul?
