Thực đơn
trang chủExcel

Sổ tay tính toán dòng điện ngắn mạch. Tính toán dòng điện ngắn mạch. Bảo vệ ngắn mạch mạng

Xin chào các bạn độc giả và khách ghé thăm website Ghi chú của thợ điện thân mến.

Tôi có một bài viết trên trang web của tôi về. Tôi đã trích dẫn các trường hợp từ thực tiễn của tôi.

Vì vậy, để hạn chế tối đa hậu quả của những tai nạn, sự cố như vậy cần phải lựa chọn những thiết bị điện phù hợp. Nhưng để chọn đúng, bạn cần tính toán được dòng điện ngắn mạch.

Trong bài viết hôm nay, tôi sẽ chỉ cho bạn cách bạn có thể tính toán dòng điện ngắn mạch một cách độc lập bằng cách sử dụng một ví dụ thực tế.

Tôi hiểu rằng nhiều bạn không cần phải tính toán, bởi vì... Điều này thường được thực hiện bởi các nhà thiết kế trong các tổ chức (công ty) được cấp phép hoặc bởi các sinh viên đang viết dự án khóa học hoặc bằng tốt nghiệp tiếp theo của họ. Tôi đặc biệt hiểu điều sau, bởi vì... Bản thân là một sinh viên (vào năm 2000), tôi thực sự rất tiếc vì trên Internet không có những trang như vậy. Ấn phẩm này cũng sẽ hữu ích cho những người làm việc trong ngành năng lượng để nâng cao mức độ phát triển bản thân hoặc để làm mới trí nhớ của họ về những tài liệu đã được thông qua trước đó.

Nhân tiện, tôi đã mang nó rồi. Nếu ai quan tâm thì vào link và đọc nhé.

Vì vậy, hãy bắt tay vào kinh doanh. Cách đây vài ngày tại doanh nghiệp chúng tôi xảy ra vụ cháy trên tuyến cáp gần xưởng lắp ráp số 10. Máng cáp chứa toàn bộ cáp nguồn và cáp điều khiển chạy ở đó gần như cháy rụi hoàn toàn. Đây là một bức ảnh từ hiện trường.

Tôi sẽ không đi sâu vào chi tiết về cuộc phỏng vấn, nhưng ban quản lý của tôi có một câu hỏi về hoạt động của cầu dao đầu vào và sự phù hợp của nó đối với đường dây được bảo vệ. Nói một cách đơn giản, tôi sẽ nói rằng họ quan tâm đến cường độ dòng điện ngắn mạch ở cuối đường cáp nguồn đầu vào, tức là. tại nơi xảy ra vụ cháy.

Đương nhiên, thợ điện tại cửa hàng không có tài liệu thiết kế để tính toán dòng điện ngắn mạch. không có tiền cho dòng này và tôi phải tự mình thực hiện toàn bộ phép tính mà tôi đang đăng trên phạm vi công cộng.

Thu thập số liệu tính toán dòng điện ngắn mạch

Cụm nguồn số 10, gần nơi xảy ra cháy, được cấp điện qua cầu dao A3144 600 (A) bằng cáp đồng SBG (3x150) từ máy biến áp giảm áp số 1 10/0,5 (kV) có công suất 10/0,5 (kV) 1000 (kVA).

Đừng ngạc nhiên, tại doanh nghiệp của chúng tôi vẫn còn nhiều trạm biến áp đang hoạt động với điện áp trung tính cách ly ở mức 500 (V) và thậm chí là 220 (V).

Tôi sẽ sớm viết một bài về cách kết nối với mạng 220 (V) và 500 (V) bằng dây trung tính cách ly. Đừng bỏ lỡ việc phát hành một bài viết mới - đăng ký để nhận tin tức.

Máy biến áp giảm áp 10/0,5 (kV) được cấp điện bằng cáp nguồn AASHv (3x35) từ Trạm biến áp phân phối cao áp số 20.

Một số giải thích về tính toán dòng điện ngắn mạch

Tôi muốn nói vài lời về chính quá trình đoản mạch. Trong thời gian ngắn mạch, các quá trình nhất thời xảy ra trong mạch do sự hiện diện của điện cảm trong mạch ngăn cản sự thay đổi mạnh của dòng điện. Về vấn đề này, dòng điện ngắn mạch trong quá trình chuyển đổi có thể chia thành 2 thành phần:

  • định kỳ (xuất hiện tại thời điểm ban đầu và không giảm cho đến khi ngắt kết nối hệ thống điện khỏi bảo vệ)
  • không định kỳ (xuất hiện tại thời điểm ban đầu và nhanh chóng giảm về 0 sau khi hoàn thành quá trình nhất thời)

Dòng điện ngắn mạch Mình sẽ tính theo RD 153-34.0-20.527-98.

Tài liệu quy định này nêu rõ rằng việc tính toán dòng điện ngắn mạch có thể được thực hiện một cách gần đúng, nhưng với điều kiện là sai số tính toán không vượt quá 10%.

Tôi sẽ tính dòng điện ngắn mạch theo đơn vị tương đối. Tôi sẽ đưa các giá trị của các phần tử mạch về các điều kiện cơ bản một cách gần đúng, có tính đến tỷ số biến đổi của máy biến áp điện.

Mục tiêu là chiếc A3144 có dòng điện định mức 600 (A) trên mỗi công suất chuyển mạch. Để làm được điều này tôi cần xác định dòng ngắn mạch ba pha và hai pha ở cuối đường dây cáp điện.

Ví dụ tính dòng điện ngắn mạch

Chúng tôi lấy điện áp 10,5 (kV) làm cấp chính và đặt công suất cơ bản của hệ thống điện:

    công suất nền của hệ thống điện Sb = 100 (MVA)

    điện áp nền Ub1 = 10,5 (kV)

    dòng điện ngắn mạch trên thanh cái trạm biến áp số 20 (theo đồ án) Is = 9,037 (kA)

Chúng tôi vẽ một sơ đồ thiết kế để cung cấp điện.

Trong sơ đồ này, chúng tôi chỉ ra tất cả các phần tử của mạch điện và chúng. Ngoài ra, đừng quên chỉ ra điểm mà chúng ta cần tìm dòng điện ngắn mạch. Tôi quên chỉ ra nó trong hình trên nên tôi sẽ giải thích bằng lời. Nó nằm ngay sau cáp hạ thế SBG (3x150) trước cụm số 10.

Sau đó, chúng ta sẽ vẽ một mạch tương đương, thay thế tất cả các phần tử của mạch trên bằng các điện trở tác dụng và phản kháng.

Khi tính toán thành phần định kỳ của dòng điện ngắn mạch cho phép không tính đến điện trở tác dụng của cáp và đường dây trên không. Để tính toán chính xác hơn, tôi sẽ tính đến điện trở chủ động trên các đường cáp.

Biết công suất cơ bản và điện áp, chúng ta sẽ tìm được dòng điện cơ sở cho từng giai đoạn biến đổi:

Bây giờ chúng ta cần tìm điện trở phản kháng và điện trở tác dụng của từng phần tử mạch theo đơn vị tương đối và tính tổng điện trở tương đương của mạch tương đương từ nguồn điện (hệ thống điện) đến điểm ngắn mạch. (được đánh dấu bằng mũi tên màu đỏ).

Hãy xác định điện kháng của nguồn (hệ thống) tương đương:

Hãy xác định điện kháng của tuyến cáp 10 (kV):

  • Xo - điện kháng riêng của cáp AAShv (3x35) được lấy từ sách tham khảo về nguồn điện và thiết bị điện của A.A. Fedorov, tập 2, bảng. 61,11 (đo bằng Ohm/km)

Hãy xác định điện trở tác dụng của tuyến cáp 10 (kV):

  • R® - điện trở tác dụng riêng cho cáp AAShv (3x35) được lấy từ sách tham khảo về nguồn điện và thiết bị điện của A.A. Fedorov, tập 2, bảng. 61,11 (đo bằng Ohm/km)
  • l - chiều dài đường cáp (tính bằng km)

Hãy xác định điện kháng của máy biến áp hai cuộn dây 10/0,5 (kV):

  • uk% - điện áp ngắn mạch của máy biến áp 10/0,5 (kV) có công suất 1000 (kVA), lấy từ sách tham khảo về nguồn điện và thiết bị điện của A.A. Fedorov, bàn. 27,6

Tôi bỏ qua điện trở tác dụng của máy biến áp, vì nó nhỏ một cách không tương xứng so với phản ứng.

Hãy xác định điện kháng của đường cáp 0,5 (kV):

  • Xo - điện trở suất của cáp SBG (3x150) được lấy từ sách tham khảo về nguồn điện và thiết bị điện của A.A. Fedorov, bàn. 61,11 (đo bằng Ohm/km)
  • l - chiều dài đường cáp (tính bằng km)

Hãy xác định điện trở tác dụng của đường cáp 0,5 (kV):

  • Ro - điện trở suất của cáp SBG (3x150) được lấy từ sách tham khảo về nguồn điện và thiết bị điện của A.A. Fedorov, bàn. 61,11 (đo bằng Ohm/km)
  • l - chiều dài đường cáp (tính bằng km)

Hãy xác định tổng điện trở tương đương từ nguồn điện (hệ thống điện) đến điểm ngắn mạch:

Hãy tìm thành phần tuần hoàn của dòng điện ngắn mạch ba pha:

Hãy tìm thành phần tuần hoàn của dòng điện ngắn mạch hai pha:

Kết quả tính toán dòng điện ngắn mạch

Như vậy, chúng ta đã tính được dòng ngắn mạch hai pha ở cuối đường dây cáp điện có điện áp 500 (V). Đó là 10,766 (kA).

Bộ ngắt mạch đầu vào A3144 có dòng điện định mức là 600 (A). Cài đặt nhả điện từ được đặt thành 6000 (A) hoặc 6 (kA). Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng trong trường hợp xảy ra đoản mạch ở cuối đường cáp đầu vào (trong ví dụ của tôi là do hỏa hoạn), phần mạch bị hỏng đã bị ngắt kết nối.

Các giá trị thu được của dòng điện ba pha và hai pha có thể được sử dụng để chọn cài đặt cho bảo vệ và tự động hóa rơle.

Trong bài viết này, tôi không tính toán dòng điện xung kích khi xảy ra đoản mạch.

tái bút Tính toán trên đã được gửi đến quản lý của tôi. Đối với một tính toán gần đúng, nó khá phù hợp. Tất nhiên, phía thấp có thể được tính toán chi tiết hơn, có tính đến điện trở của các tiếp điểm bộ ngắt mạch, các kết nối tiếp điểm của vấu cáp với thanh cái, điện trở hồ quang tại điểm sự cố, v.v. Tôi sẽ viết về điều này vào lúc khác.

Nếu bạn cần tính toán chính xác hơn, bạn có thể sử dụng các chương trình đặc biệt trên PC. Có rất nhiều trong số họ trên Internet.

Năng lượng điện tiềm ẩn mối nguy hiểm khá cao, khiến cả công nhân tại các trạm biến áp riêng lẻ cũng như các thiết bị gia dụng đều không được bảo vệ. Dòng điện ngắn mạch là một trong những loại dòng điện nguy hiểm nhất nhưng vẫn có những phương pháp để kiểm soát, tính toán và đo lường nó.

Nó là gì

Dòng điện ngắn mạch (SCC) là một xung điện giật tăng mạnh. Mối nguy hiểm chính của nó là, theo định luật Joule-Lenz, năng lượng như vậy có tốc độ giải phóng nhiệt rất cao. Do đoản mạch, dây điện có thể bị nóng chảy hoặc một số thiết bị điện có thể bị cháy.

Hình ảnh - sơ đồ thời gian

Nó bao gồm hai thành phần chính - thành phần dòng điện không tuần hoàn và thành phần tuần hoàn cưỡng bức.

Công thức – định kỳ Công thức – không định kỳ

Theo nguyên lý, thứ khó đo nhất là năng lượng xuất hiện không định kỳ, tức là năng lượng điện dung, tiền khẩn cấp. Suy cho cùng, chính tại thời điểm xảy ra tai nạn, độ lệch giữa các pha có biên độ lớn nhất. Ngoài ra, điểm đặc biệt của nó là sự xuất hiện không điển hình của dòng điện này trong mạng. Sơ đồ hình thành của nó sẽ giúp thể hiện nguyên lý hoạt động của dòng chảy này.


Điện trở của nguồn do điện áp cao khi đoản mạch bị đoản mạch trong một khoảng cách ngắn hoặc “đoản mạch” - đó là lý do tại sao hiện tượng này có tên như vậy. Có dòng điện ngắn mạch ba pha, hai pha và một pha - ở đây việc phân loại xảy ra theo số lượng pha đóng. Trong một số trường hợp, ngắn mạch có thể bị chập giữa các pha và chạm đất. Sau đó, để xác định nó, bạn sẽ cần phải tính đến việc nối đất một cách riêng biệt.


Ảnh – kết quả của ngắn mạch

Bạn cũng có thể phân phối ngắn mạch theo loại kết nối thiết bị điện:

  1. Có nối đất;
  2. Không có anh ấy.

Để giải thích đầy đủ hiện tượng này, chúng tôi khuyên bạn nên xem xét một ví dụ. Giả sử có một người tiêu dùng hiện tại cụ thể được kết nối với đường dây điện cục bộ bằng một cú chạm. Với mạch chính xác, tổng điện áp trong mạng bằng chênh lệch EMF tại nguồn điện và mức giảm điện áp trong mạng điện cục bộ. Dựa vào đó, có thể sử dụng công thức Ohm để xác định dòng điện ngắn mạch:

R = 0; Ikz = Ɛ/r

Ở đây r là điện trở ngắn mạch.

Nếu bạn thay thế một số giá trị nhất định, bạn có thể xác định dòng điện sự cố tại bất kỳ điểm nào dọc theo toàn bộ đường dây điện. Không cần phải kiểm tra bội số ngắn mạch ở đây.

Phương pháp tính toán

Giả sử rằng đoản mạch đã xảy ra trong mạng ba pha, ví dụ, tại trạm biến áp hoặc trên cuộn dây của máy biến áp, thì dòng điện ngắn mạch được tính như thế nào:

Công thức - dòng điện sự cố ba pha

Ở đây U20 là điện áp của cuộn dây máy biến áp và Z T là điện trở của một pha nhất định (bị hỏng khi đoản mạch). Nếu điện áp trong mạng là một tham số đã biết thì phải tính điện trở.

Mỗi nguồn điện, có thể là máy biến áp, cực pin hoặc dây điện, đều có mức điện trở danh định riêng. Nói cách khác, mọi người đều có Z của riêng mình. Nhưng chúng được đặc trưng bởi sự kết hợp của điện trở hoạt động và điện trở cảm ứng. Ngoài ra còn có điện dung, nhưng chúng không quan trọng khi tính toán dòng điện cao. Do đó, nhiều thợ điện sử dụng một phương pháp đơn giản để tính toán dữ liệu này: tính toán số học điện trở dòng điện một chiều trong các phần nối tiếp. Khi đã biết những đặc điểm này, sẽ không khó để tính trở kháng cho một phần hoặc toàn bộ mạng bằng công thức dưới đây:

Công thức nối đất đầy đủ

Trong đó ε là emf và r là giá trị điện trở.

Xét rằng trong quá trình quá tải điện trở bằng 0, giải pháp có dạng sau:

Tôi = ε/r = 12 / 10 -2

Dựa vào đó, cường độ ngắn mạch của loại pin này là 1200 Ampe.

Bằng cách này, cũng có thể tính toán dòng điện ngắn mạch cho động cơ, máy phát điện và các hệ thống lắp đặt khác. Nhưng trong sản xuất không phải lúc nào cũng có thể tính toán được các thông số chấp nhận được cho từng thiết bị điện riêng lẻ. Ngoài ra, cần lưu ý rằng trong trường hợp ngắn mạch không đối xứng, các tải có trình tự khác nhau, đòi hỏi phải tính đến cos φ và điện trở. Để tính toán, một bảng đặc biệt GOST 27514-87 được sử dụng, trong đó các tham số này được chỉ định:

Ngoài ra còn có khái niệm ngắn mạch một giây, ở đây công thức tính cường độ dòng điện trong thời gian ngắn mạch được xác định bằng hệ số đặc biệt:

Công thức – hệ số ngắn mạch

Người ta tin rằng, tùy thuộc vào mặt cắt ngang của cáp, hiện tượng đoản mạch có thể không được hệ thống dây điện chú ý. Thời gian ngắn mạch tối ưu lên tới 5 giây. Trích từ cuốn sách “Tính toán ngắn mạch trong mạng” của Nebrat:

Tiết diện mm 2 Thời gian ngắn mạch cho phép đối với một loại dây cụ thể
cách nhiệt PVC Polyetylen
Tĩnh mạch đồng Nhôm Đồng Nhôm
1,5 0,17 KHÔNG 0,21 KHÔNG
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

Bảng này sẽ giúp bạn tìm ra khoảng thời gian ngắn mạch có điều kiện dự kiến ​​​​trong hoạt động bình thường, cường độ dòng điện trên thanh cái và các loại dây khác nhau.

Nếu không có thời gian để tính toán dữ liệu bằng công thức thì sẽ sử dụng thiết bị đặc biệt. Ví dụ, chỉ báo Shch41160 rất phổ biến trong giới thợ điện chuyên nghiệp - đây là máy đo dòng điện ngắn mạch không pha 380/220V. Thiết bị kỹ thuật số cho phép bạn xác định và tính toán cường độ ngắn mạch trong mạng gia đình và công nghiệp. Một đồng hồ như vậy có thể được mua tại các cửa hàng điện đặc biệt. Kỹ thuật này rất tốt nếu bạn cần xác định nhanh chóng và chính xác mức hiện tại của vòng lặp hoặc phần mạch điện.

Chương trình "Khẩn cấp khẩn cấp" cũng được sử dụng, chương trình này có thể nhanh chóng xác định hiệu ứng nhiệt của đoản mạch, tốc độ tổn thất và cường độ dòng điện. Việc kiểm tra được thực hiện tự động, các tham số đã biết được nhập và nó tự tính toán tất cả dữ liệu. Đây là một dự án phải trả phí, giấy phép có giá khoảng một nghìn rúp.

Video: bảo vệ mạng điện khỏi chập mạch

Hướng dẫn lựa chọn thiết bị và bảo vệ

Bất chấp sự nguy hiểm của hiện tượng này, vẫn có cách để hạn chế hoặc giảm thiểu khả năng xảy ra tình huống khẩn cấp. Sẽ rất thuận tiện khi sử dụng một thiết bị điện để hạn chế đoản mạch, đây có thể là một lò phản ứng hạn chế dòng điện, giúp giảm đáng kể hiệu ứng nhiệt của các xung điện cao. Nhưng tùy chọn này không phù hợp để sử dụng trong nước.


Ảnh - sơ đồ bộ phận bảo vệ ngắn mạch

Ở nhà, bạn thường có thể thấy việc sử dụng cầu dao tự động và bảo vệ rơle. Các bản phát hành này có những hạn chế nhất định (dòng mạng tối đa và tối thiểu), nếu vượt quá, nguồn sẽ bị tắt. Máy cho phép xác định mức ampe cho phép, giúp tăng độ an toàn. Sự lựa chọn được thực hiện giữa các thiết bị có lớp bảo vệ cao hơn mức cần thiết. Ví dụ: trong mạng 21-amp, nên sử dụng bộ ngắt mạch 25-amp.

Tính toán dòng điện ngắn mạch được thực hiện để lựa chọn và kiểm tra điện trở động và nhiệt của các thiết bị điện và dây dẫn, thiết kế và cấu hình bảo vệ rơle.

Nguồn điện gây ngắn mạch là máy phát điện của nhà máy điện, hệ thống điện và động cơ điện có điện áp trên 1000 V nếu nối trực tiếp vào điểm ngắn mạch bằng đường dây cáp, dây dẫn hoặc qua cuộn kháng đường dây. Hiệu ứng cấp điện của động cơ điện chỉ được tính đến ở thời điểm ban đầu xảy ra ngắn mạch.

Để tính toán dòng điện ngắn mạch, người ta vẽ sơ đồ thiết kế tương ứng với chế độ bình thường, được biên soạn dựa trên phân tích sơ đồ SES và là sơ đồ điện một dây.

Sơ đồ tính toán chỉ ra tất cả các nguồn điện và các thành phần mạng, đồng thời phác thảo những vị trí cần thiết để tính toán dòng điện ngắn mạch. Các thông số của nguồn điện và các phần tử SES được đưa ra trong dữ liệu nguồn. Đối với máy phát đồng bộ và động cơ điện có điện áp trên 1000 V, EMF lấy bằng EMF siêu quá độ E".

Như một ví dụ trong hình. Hình 3.4 thể hiện sơ đồ thiết kế mạch cấp nguồn như hình 2. 3.2. Dựa vào sơ đồ tính toán sẽ vẽ được mạch tương đương. Trong trường hợp này, tất cả các kết nối điện từ giữa các phần tử mạch được thay thế bằng các kết nối điện thông qua các phép biến đổi tương đương. Bên cạnh mỗi phần tử của sơ đồ, số thứ tự của nó được biểu thị bằng tử số N và mẫu số là giá trị điện trở (Ohm) hoặc đơn vị cơ bản tương đối được giảm xuống mức cơ bản. Giai đoạn biến đổi để tính toán dòng điện ngắn mạch thường được lấy làm giai đoạn cơ bản. Điện áp giai đoạn cơ sở bạn b được lấy bằng điện áp trung bình (danh nghĩa) bạn n giai đoạn chuyển đổi theo thang đo: 230; 154; 115; 37; 10,5; 6,3 kV.


Dòng điện ngắn mạch có thể được tính theo đơn vị vật lý hoặc đơn vị cơ bản tương đối. Khi tính toán dòng điện ngắn mạch theo đơn vị tương đối, sẽ thuận tiện hơn khi lấy công suất cơ bản là bội số của 10 (ví dụ: 100 hoặc 1000 MB×A) hoặc công suất của hệ thống điện cung cấp cho doanh nghiệp có điện hoặc công suất định mức của bất kỳ bộ phận nào của nhà máy điện mặt trời. Nếu việc tính toán dòng điện ngắn mạch được thực hiện gần đúng bằng cách sử dụng các đường cong thiết kế thì công suất cơ bản phải được lấy bằng công suất của hệ thống điện cung cấp.

Mô-đun trở kháng cơ bản Z b đến điểm ngắn mạch, dòng điện TÔI b và sức mạnh S b được xác định theo công thức:

Đối với máy biến áp ba pha hai cuộn dây, giá trị tác dụng R t và quy nạp X t của điện trở, giảm đến cuộn dây có điện áp cao hơn và được sử dụng để tính toán điện trở giảm, được cho trong bảng. P1.5. Đối với máy biến áp ba pha ba cuộn dây, giá trị hiệu dụng R TV, R t.s. R cái gọi là và quy nạp X TV, X t.s. X Cái gọi là điện trở của cuộn dây điện áp cao, trung bình và thấp, cần thiết để tính toán các điện trở nhất định, được chỉ định trong công việc. Điện cảm lò phản ứng X p được cho trong công việc và trong bảng. P1.9.

Khi tính toán dòng điện ngắn mạch, EMF của tất cả các nguồn được coi là cùng pha. Do đó, việc tính toán được thực hiện bằng phương pháp xếp chồng: dòng điện từ mỗi nguồn điện khi đoản mạch được tính riêng và sau đó dòng điện thu được được tìm bằng cách tính tổng số học các thành phần từ các nguồn riêng lẻ.

Giá trị hiệu dụng của thành phần tuần hoàn của dòng ngắn mạch ba pha tính bằng đơn vị vật lý:

· Khi dùng máy phát điện đồng bộ hoặc động cơ điện có điện áp 1000 V:

Ở đâu ; ; ; P- số điện trở tác dụng mắc nối tiếp từ nguồn điện đến điểm ngắn mạch; tôi- số lượng điện kháng cảm ứng mắc nối tiếp từ nguồn điện đến điểm ngắn mạch.

Giá trị hiệu dụng của thành phần tuần hoàn của dòng điện ngắn mạch ba pha tính theo đơn vị cơ bản tương đối:

· khi được cấp điện từ hệ thống điện:

; (3.31)

· Khi dùng máy phát điện đồng bộ hoặc động cơ điện có điện áp trên 1000 V:

công suất ngắn mạch đối xứng ba pha ở đâu?

; ; . (3.33)

Việc chuyển đổi từ dòng điện và công suất ngắn mạch tính bằng đơn vị tương đối sang dòng điện và công suất tính bằng đơn vị vật lý được thực hiện theo các công thức:

Nếu như< 0.3 или < 0.3, то активное сопротивление R s không được xét đến khi tính thành phần tuần hoàn của dòng điện ngắn mạch ba pha.

Thành phần tuần hoàn của dòng ngắn mạch hai pha:

Dòng điện tăng ngắn mạch đối xứng ba pha khi được cấp nguồn từ hệ thống điện:

hệ số sốc ở đâu

Hằng số thời gian suy giảm của thành phần không tuần hoàn của dòng điện trong mạch điện đối xứng ba pha khi được cấp nguồn từ hệ thống điện:

Ở đâu f – tần số cung cấp, Hz.

Xung dòng điện vuông. Nhiệt độ của dây dẫn quá nóng do dòng điện ở trạng thái ổn định so với nhiệt độ môi trường được xác định từ phương trình cân bằng nhiệt, tức là lượng nhiệt sinh ra và tỏa ra bằng nhau. Do thời gian ngắn của quá trình ngắn mạch nên việc loại bỏ nhiệt không được tính đến vì quá trình này được coi là đoạn nhiệt. Tổng xung của dòng ngắn mạch định luật (dòng nhiệt):

Ở đâu TRONG kp - xung dòng điện bậc hai từ thành phần tuần hoàn của dòng điện ngắn mạch; TRONG k.a – xung dòng điện bậc hai từ thành phần không tuần hoàn của dòng điện ngắn mạch.

Nói chung:

, (3.39)

Ở đâu tôi– số đoạn của một khoảng thời gian rời rạc khi thay tích phân bằng tổng hữu hạn, ; ε – ký hiệu phần nguyên của thương; D t– khoảng thời gian rời rạc của việc phân tách phụ thuộc; – giá trị trung bình của dòng điện ngắn mạch N-th khoảng thời gian rời rạc.

Trong bài viết này, tôi sẽ xem xét ví dụ về tính toán dòng điện ngắn mạch một pha (SC) sử dụng trong phiên bản đầu tiên các bảng tra cứu được trình bày trong [L1] và trong tùy chọn thứ hai các bảng tra cứu từ [L2].

Có thể tìm thấy các phương pháp xác định cường độ dòng điện ngắn mạch một pha và các bảng tham chiếu đã cho cho tất cả các phần tử của mạch ngắn mạch trong bài viết:

Dữ liệu ban đầu:

  • máy biến áp dầu cấp điện áp 6/0,4 kV, công suất 1000 kVA có sơ đồ đấu nối cuộn dây - Y/Yo.
  • Từ máy biến áp đến ASU, sử dụng cáp AASHvU 3x95 có chiều dài 120 m.
  • Từ ASU đến động cơ, cáp AASHvU 3x95+1x35 có chiều dài 150 m được sử dụng.

Hình 1 - Sơ đồ thiết kế mạng điện. động cơ

Lựa chọn tôi

1. Việc tính toán dòng ngắn mạch một pha sẽ được thực hiện theo công thức của phương pháp gần đúng ở công suất cao của hệ thống điện cung cấp (Xc< 0,1Хт) [Л1, с 4 и Л2, с 39]:

  • Uph - điện áp pha của mạng, V;
  • Zt - tổng trở của máy biến áp đối với dòng điện ngắn mạch một pha chạy vào thân máy, Ohm;
  • Zpt - tổng điện trở của mạch vòng pha 0 từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch, Ohm.

2. Dựa vào Bảng 2 [L1, tr. 6], ta xác định điện trở của máy biến áp ở điện áp thứ cấp 400/230 V, Zt/3 = 0,027 Ohm.

3. Ta xác định tổng điện trở của mạch không pha cho đoạn từ đường ống đến điểm ngắn mạch theo công thức 2-27 [L2, tr. 40]:

  • Zpt.ud.1 = 0,729 Ohm/km – tổng điện trở suất của mạch vòng không pha đối với cáp AASHvU 3x95, xác định theo Bảng 12 [L1, tr.16];
  • l1 = 0,120 km – chiều dài đoạn 1.
  • Zpt.ud.2 = 0,661 Ohm/km – tổng điện trở suất của vòng pha không đối với loại cáp ААШвУ 3х95+1х35, được xác định theo Bảng 13 [L1, tr. 16];
  • l2 = 0,150 km – chiều dài đoạn 2.

4. Xác định dòng ngắn mạch một pha:

Tôi lưu ý bạn rằng khi xác định cường độ dòng ngắn mạch một pha bằng phương pháp gần đúng, điện trở tiếp điểm của thanh cái, thiết bị và máy biến dòng không được tính đến trong phương pháp này, vì tổng số học của Zt/3 và Zpt tạo ra một lượng dự trữ nhất định [L2, tr. 40].

Phương án II

Hãy xác định dòng ngắn mạch một pha bằng cách sử dụng bảng tham khảo từ [L2].

1. Dựa vào bảng 2.4 [L2, tr. 29], ta xác định được điện trở máy biến áp Zt/3 = 33,6 mOhm.

2. Ta xác định tổng điện trở của mạch điện pha 0 cho đoạn từ đường ống đến điểm ngắn mạch theo công thức 2-27 [L2, tr. 40]:

  • Zpt.ud.1 = 0,83 mOhm/m – tổng điện trở suất của vòng không pha đối với cáp AASHvU 3x95, xác định theo Bảng 2.11 [L2, tr. 41];
  • l1 = 120 m – chiều dài đoạn số 1.
  • Zpt.ud.2 = 1,45 mOhm/m – tổng điện trở suất của vòng không pha đối với nhãn hiệu cáp AASHvU 3x95+1x35, được xác định theo Bảng 2.10 [L2, tr. 41].

Xin lưu ý rằng trong bảng này giá trị của Zpt.ud. được cung cấp cho cáp bất kể vật liệu vỏ cáp.
Nếu bạn xem [L1, trang 16] thì trong bảng 13 dành cho cáp 4 lõi có vỏ bọc nhôm 3x95+1x35, Zpt.ud. = 0,661 mÔm/m. Tôi chấp nhận Zpt.ud.2 = 1,45 mOhm/m, để thấy rõ giá trị dòng ngắn mạch một pha sẽ khác bao nhiêu so với tính toán theo “Phương án I”. Trong thực tế, tốt hơn nên kết hợp các bảng tra cứu từ [L1 và L2].

3. Xác định dòng ngắn mạch một pha:

Có thể thấy từ kết quả tính toán (phương án I: Ik = 1028 A; phương án II: Ik = 627 A), giá trị thu được của dòng ngắn mạch một pha chênh lệch gần như 2 lần. Hãy tự quyết định xem nên sử dụng bảng tham chiếu nào để tính dòng ngắn mạch một pha, trong mọi trường hợp, đây là phương pháp gần đúng, do đó, nếu bạn cần các giá trị chính xác của dòng ngắn mạch một pha, bạn nên tính toán bằng công thức được trình bày trong GOST 28249-93.

Hôm nay tôi xin giới thiệu với các bạn phương pháp tính dòng điện ngắn mạch. Điều quan trọng nhất là không có nước và mỗi bạn sẽ có thể sử dụng nó với ít nỗ lực nhất, và một số bạn sẽ nhận được chương trình tiếp theo của tôi, chương trình này sẽ còn dễ đếm hơn nữa.

Đây là bài viết thứ hai dành cho dòng điện ngắn mạch. Tôi đã thu hút sự chú ý của bạn đến việc bảo vệ các mạng điện mở rộng và thực tế là trong các mạng như vậy, đôi khi, việc lựa chọn biện pháp bảo vệ chống lại dòng điện ngắn mạch không phải là điều dễ dàng như vậy. Đó là công việc của một nhà thiết kế để giải quyết những vấn đề như vậy.

Lý thuyết tính dòng điện ngắn mạch có thể tham khảo trong các tài liệu sau:

1 GOST 28249-93 (Đoản mạch trong lắp đặt điện. Phương pháp tính toán trong lắp đặt điện xoay chiều có điện áp lên đến 1 kV).

2 RD 153-34.0-20.527-98 (Hướng dẫn tính dòng điện ngắn mạch và lựa chọn thiết bị điện).

3 A.V. Belyaev (Lựa chọn thiết bị, bảo vệ và cáp trong mạng 0,4 kV).

Tôi không thể tìm thấy bất cứ điều gì trên Internet mà mọi thứ đều được trình bày rõ ràng từ “A” đến “Z”.

Tôi nghĩ bạn sẽ đồng ý với tôi rằng dòng điện ngắn mạch không dễ tính toán vì người thiết kế không phải lúc nào cũng có kiến ​​​​thức thấu đáo về tất cả các thông tin cần thiết. Phương pháp tính toán này được đơn giản hóa vì nó không tính đến điện trở tiếp xúc của cầu dao, cầu chì, thanh cái và máy biến dòng.

Có lẽ sau này tôi sẽ tính đến tất cả các điện trở này, nhưng theo tôi, những giá trị này ít ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.

Trình tự tính toán dòng điện ngắn mạch.

1 Thu thập số liệu ban đầu về máy biến áp:

ukz- điện áp ngắn mạch của máy biến áp, %;

RK- tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW;

uvn- điện áp danh định của cuộn dây HV của máy biến áp giảm áp; kV;

Unn (El)- điện áp danh định của cuộn dây LV của máy biến áp giảm áp; TRONG;

Eph- điện áp pha của cuộn dây LV của máy biến áp giảm áp; TRONG;

Snt- công suất định mức của máy biến áp, kVA;

Zt- tổng trở của máy biến áp giảm áp có dòng điện ngắn mạch một pha, mOhm;

Điện trở tác dụng và điện cảm của máy biến áp 6 (10)/0,4 kV, mOhm

2 Thu thập dữ liệu ban đầu trên đường cung cấp:

Loại, mặt cắt cáp, số lượng cáp;

L- chiều dài đường dây, m;

Hồ- điện kháng cảm ứng của đường dây, mOhm/m;

Zpt- tổng điện trở của mạch vòng pha không từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch, được đo trong quá trình thử nghiệm hoặc tìm được từ tính toán, mOhm/m;

3 Dữ liệu khác.

Ở đâu- hệ số tác động.

Sau khi thu thập dữ liệu ban đầu, bạn có thể tiến hành tính toán trực tiếp.

Điện trở hoạt động của máy biến áp giảm áp, mOhm:

Điện trở máy biến áp

Điện kháng cảm ứng của máy biến áp hạ áp, mOhm:

Điện trở hoạt động của đường cung cấp, mOhm:

RĐẾN= Rud.k*tôi/ NĐẾN

Điện kháng cảm ứng của đường dây cung cấp, mOhm:

XĐẾN=Hood.k*tôi/ Nk

Tổng điện trở hoạt động, mOhm:

RΣ = RT+RĐẾN

Tổng điện kháng cảm ứng, mOhm:

XΣ =XT+XĐẾN

Tổng điện trở, mOhm:

Dòng ngắn mạch ba pha, kA:

Dòng điện tác động ngắn mạch ba pha, kA:

Dòng ngắn mạch một pha, kA:

Zpt=Zpt.ud.*L

Sau khi tính toán dòng điện ngắn mạch, bạn có thể bắt đầu chọn các thiết bị bảo vệ.

Sử dụng nguyên tắc này, tôi đã thực hiện chương trình mới để tính toán dòng điện ngắn mạch. Sử dụng chương trình, tất cả các phép tính có thể được thực hiện nhanh hơn nhiều và giảm thiểu rủi ro xảy ra lỗi trong quá trình tính toán thủ công. Hiện tại, đây vẫn là phiên bản beta, tuy nhiên, tôi nghĩ đây là phiên bản hoàn toàn hoạt động của chương trình.

Sự xuất hiện của chương trình:

Dưới đây trong chương trình là tất cả các bảng cần thiết để chọn các thông số cần thiết của máy biến áp và đường dây cung cấp.

Ngoài ra, cùng với chương trình, tôi còn đính kèm mẫu tính toán của mình để việc tính toán có thể nhanh chóng được hoàn thành và cung cấp cho tất cả các cơ quan hữu quan.

Điều đáng chú ý là tôi có một chương trình nhỏ khác - nội suy. Ví dụ, thật thuận tiện khi tìm số lượng căn hộ cụ thể cho các giá trị nhất định.

Tôi mong nhận được phản hồi, mong muốn, đề xuất, làm rõ của bạn.
Còn tiếp... sẽ còn nhiều nữa
Có cần tính đến điện trở của các thiết bị chuyển mạch khi tính toán ngắn mạch không?