Расчет тока кз: Расчет тока короткого замыкания в сети 0,4 кВ

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

расчет токов кзВ этой статье мы ниже рассмотривает пример расчет из курсового проекта тока КЗ. Скажем сразу, расчетов токов КЗ целое исскуство, и если Вам необходимо рассчитать токи КЗ для реальных электроустановок, то лучше скачать следующие методические пособия разработанные Петербурским энергетическим университетом повышения квалификации и всё сделать по ним.

И так:

1. И.Л. Небрат. Расчеты токов короткого замыкания в сетях 0,4 кв — скачать;

2.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 1 — скачать;

3.И.Л.Небрат, Полесицкая Т.П. Расчет ТКЗ для РЗ, часть 2 — скачать.

Так же полезно будет иметь под рукой программы, которые помогут Вам точно расчитать токи КЗ. Данных программ в настоящее время много и Вы можете найти большое количество различного софта в интернете, на который Вы можете потратить от часа до нескольких дней, чтобы разобраться как в нём работать. Ниже я выложу перечень программ в файле ворд, в котором указаны производители программ и как и где их можно получить (ссылок на скачивание в файле нет). А также выложу одну программу для расчета токов КЗ в сетях 0.4кВ. Данная программа очень древняя, но и такая же надежная как весь совеский аэрофлот. Работает из под DOSa. Эмулятор в файле скачивания. И так:

1. Переченьпрограмм расчетов ТКЗ и уставок РЗ (если Вы знаете какие-то другие программы, то пишите на pue8(г а в)mail.ru). Мы их включим в перечень.;

2. Программа для расчета токов КЗ в сетях 0.4 кВ.

Если Вам необходим расчет для курсового проекта или учебного задания, то ниже приведен не большой расчет, который в этом Вам поможет.

В задании к курсовому проекту приводятся данные об эквивалентных параметрах сети со стороны высшего напряжения рабочих трансформаторов СН (ТСН) и со стороны высшего напряжения резервных трансформаторов СН (РТСН). В соответствии с рис.2.1, приводятся: ток КЗ на ответвлении к ТСН (3) по I , кА при номинальном напряжении генератора Uгн, кВ или эквивалентное сопротивление сети со стороны ВН ТСН ТСН э X , Ом. Имеет место следующая зависимость:

Расчетная схема для определения токов КЗ

Рис.2.1. Расчетная схема для определения токов КЗ при расположении точек КЗ на секциях СН 6(10) кВ и 0,4(0,69) кВ.
Для резервных трансформаторов СН задается ток к.з. на шинах ОРУ в точке включения РТСН (3) по I , кА при среднеэксплуатационном напряжении ОРУ ср U , кВ или эквивалентное сопротивление системы в точке включения РТСН РТСН э Х , Ом:
Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия
Учитывается возможность секционирования с помощью токоограничивающих реакторов секций РУСН-6 кВ. Это дает возможность применить на секциях за реактором более дешевые ячейки КРУ с меньшими токами термической и электродинамической стойкости и меньшим номинальным током отключения, чем на секциях до реактора, и кабели с меньшим сечением токопроводящих жил.

 Расчет ведется по среднеэксплуатационным напряжениям, равным в зависимости от номинального напряжения 1150; 750; 515; 340; 230; 154; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,66; 0,525; 0,4; 0,23, и среднеэксплуатационным коэффициентам трансформации. В учебном пособии расчеты по определению токов КЗ в относительных (базисных) единицах применительно к схеме Ленинградской АЭС с тремя системами напряжения (750, 330, 110 кВ) и напряжением 6,3 кВ проводились с учетом как действительных, так и среднеэксплуатационных коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов.

Показано, что расчет по среднеэксплуатационным напряжениям не вносит существенных корректировок в уровни токов КЗ. В то же время требуется серьезная вычислительная работа методом последовательных приближений, чтобы связать уровни напряжения генераторов, значения их реактивных мощностей с учетом коэффициента трансформации АТ связи, рабочих и резервных ТСН и напряжений на приёмных концах линий. При сокращении числа переключений трансформаторов и АТ связи с РПН из соображений надежности работы блоков задача выбора отпаек РПН становится менее актуальной.

Схема замещения в случае наличия реактора при питании секций
Схемы замещения для точек КЗ на напряжениях 6,3 и 0,4 кВ приведены на рис.2.2.
Все сопротивления приводятся к базисным условиям и выражаются либо в относительных единицах (о.е.) либо в именованных (Ом). В начале расчета необходимо определиться, в каких единицах будут производиться вычисления, и сохранять данную систему единиц до конца расчетов. Методики определения токов КЗ с использованием относительных и именованных единиц равноправны.

В работе приводятся методики расчетов в относительных и в именованных единицах, как с учетом действительных коэффициентов трансформации, так и по среднеэксплуатационным напряжениям.

В работе приводятся расчеты как в относительных, так и в именованных единицах для простейших схем 0,4 кВ, где нужно учесть не только индуктивное, но и активное сопротивления.

Рис.2.2. Схема замещения в случае наличия реактора при питании секций 6(10) кВ СН: а – от рабочего ТСН; б – от резервного ТСН Для расчета в относительных единицах задают базисную мощность Sбаз, базисное напряжение Uбаз и вычисляют базисные токи Iбаз. В качестве базисной целесообразно принять номинальную мощность трансформатора СН: Sбаз = SТСН, МВА. Базисное напряжение принимают, как правило, равным для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ. Заметим, что при расчете в относительных единицах можно выбрать любые другие значения Sбаз, Uбаз.

Базисные токи в точках короткого замыкания К1 – К4, кА:

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособияПри расчетах в именованных единицах задают только базисное напряжение Uбаз – напряжение той точки, для которой рассчитываются токи КЗ: для точек К1, К2 Uбаз1,2 = 6,3 кВ; для точек К3, К4 Uбаз3,4 = 0,4 кВ.
Сопротивления сети в точках включения рабочего хсист1 и резервного хсист2 трансформаторов СН приводятся к базисным условиям по формулам:
в относительных единицах:
Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособиягде uкв-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмоткой ВН и обмотками НН, включенными параллельно, о.е.;
uкн-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмотками НН, приведенное к половинной мощности ТСН, о.е.;
SТСН – номинальная мощность ТСН, МВА.

При использовании справочников для определения напряжения короткого замыкания uкн-н следует обращать внимание на указанный в примечаниях смысл каталожных обозначений. Если напряжение короткого замыкания uк НН1-НН2 отнесено в каталоге к номинальной мощности трансформатора, то данное uк НН1-НН2 необходимо пересчитать для половинной мощности, разделив на 2. В случае неверной подстановки в формулы (2.5), (2.5′) зачастую сопротивление хв получается отрицательным. Например, для ТСН марки ТРДНС-63000/35 в табл.3.5 справочника uкв-н = 12,7% и uкн-н = 40% отнесены к полной мощности трансформатора – см. примечание к таблице.

В этом случае в скобках формул (2.5), (2.5′) должно стоять выражение (0,127 – 20,2 ). Например, для РТСН марки ТРДН-32000/150 в табл.3.7 справочника uкв-н = 10,5% и uкн-н = 16,5% отнесены к половинной мощности трансформатора. При этом в скобках формул (2.5), (2.5′) должно быть (0,105 – 20,165 ). На блоках мощностью до 120 МВт используются двухобмоточные трансформаторы собственных нужд без расщепления. В этом случае сопротивление ТСН или РТСН вычисляется по формулам:

в относительных единицах:Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия
где uкв-н – напряжение короткого замыкания трансформатора между обмотками высшего и низшего напряжений, о.е.;

Sбаз, SТСН, SРТСН имеют тот же смысл, что и в формулах (2.5), (2.5′), (2.6),(2.6′).

Сопротивление участка магистрали резервного питания:

в относительных единицах:

где Худ – удельное сопротивление МРП, Ом/км;
МРП – длина МРП, км;
Uср – среднеэксплуатационное напряжение на первой ступени трансформации, кВ.

Сопротивление трансформатора собственных нужд 6/0,4 кВ:

в относительных единицах:Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия
где SТ 6/0,4 – номинальная мощность трансформатора, МВА.
Аналогично рассчитывается сопротивление трансформатора 10,5/0,69 кВ.

Сопротивление одинарных токоограничивающих реакторов Хр задается в Омах и для приведения к базисным условиям используют формулы:

в относительных единицах:Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия
В некоторых каталогах сопротивление токоограничивающих реакторов Хр приводится в процентах и для приведения к базисным условиям используют формулы:

в относительных единицах:

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

где Iрн – номинальный ток реактора, кА, определяемый по мощности тех электродвигателей, которые предполагается включить за реактором.

Индуктивное сопротивление реактора Хр определяют по допустимому току КЗ за реактором Iп0доп. Значение Iп0доп связано с номинальным током отключения предполагаемых к установке за реактором выключателей (Iп0доп — Iоткл.н). 

Одновременно происходит и снижение теплового импульса тока КЗ за реактором Вдоп, что благоприятно для выбора сечения кабелей по условиям термической стойкости и невозгорания. При определении Iп0доп и Вдоп следует учитывать, что реактор не в состоянии ограничить подпитку точки КЗ от двигателей за реактором Iпд0 и ухудшает условия их пуска и самозапуска, т.е.

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

где Iпс – периодическая составляющая тока подпитки точки КЗ от ветви, в которую предполагается включить реактор;

Iпд0 – ток подпитки от двигателей за реактором.
Потеря напряжения U в одинарном реакторе при протекании токов рабочего режима I:

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия
Сопротивление эквивалентного двигателя на каждой секции определяется через его мощность или через коэффициент загрузки Кзгр и номинальную мощность трансформатора СН. При отсутствии токоограничивающего секционного реактора и использовании на первой ступени трансформатора с расщепленными обмотками имеем: 

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

В случае различия расчетных мощностей двигательной нагрузки Sд1, Sд2, в дальнейшем расчете сопротивления эквивалентного двигателя будет участвовать максимальная из них, вне зависимости от способа питания секций 6,3 кВ (от рабочего и резервного ТСН).

При использовании секционного токоограничивающего реактора определяется его проходная мощность Sр по формуле (2.12) и далее – мощности двигателей:

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

при использовании РТСН для замены рабочего ТСН энергоблока, работающего на мощности. Наличие предварительной нагрузки РТСН характерно для блоков генератор-трансформатор без генераторных выключателей. При наличии выключателя в цепи генераторного токопровода, что предусмотрено действующими нормами технологического проектирования, пуск и останов энергоблока обычно осуществляется от рабочего ТСН и надобности в использовании РТСН в этих режимах не возникает. Поэтому для схем с генераторными выключателями можно принимать ТСН згр к = РТСН згр к = 0,7. При отсутствии выключателей в цепи генераторного токопровода РТСН згр к возрастает.


Наличие секционного токоограничивающего реактора приводит к изменению распределения двигателей по сравнению с вариантом без реактора и к изменению доли подпитки ими точек КЗ до и после реактора. При КЗ в точке К2 не следует учитывать подпитку от двигателей, включенных до реактора, а при КЗ в точке К1 не следует учитывать подпитку от двигателей, включенных за реактором.

По вычисленным мощностям двигателей Sд определяют приведенные сопротивления двигательной нагрузки в вариантах при отсутствии реактора и при его наличии:

в относительных единицах:

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

Расчет токов короткого замыкания (КЗ), пример, методические пособия

Расчет токов короткого замыкания | Проектирование электроснабжения

Сегодня хочу вашему вниманию представить методику расчета токов короткого замыкания. Самое главное без всякой воды и каждый из вас сможет ей воспользоваться, приложив минимум усилий, а некоторые из вас получат и мою очередную программу, с которой считать будет еще проще.

Это уже вторая статья, посвященная токам короткого замыкания. В первой статье я обратил ваше внимание на защиту протяженных электрических сетей и то, что в таких сетях, порой, не так просто подобрать защиту от токов короткого замыкания. Для того и проектировщик, чтобы решать подобные вопросы.

Теорию по расчету токов короткого замыкания можно найти в следующих документах:

1 ГОСТ 28249-93 (Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ).

2 РД 153-34.0-20.527-98 (Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору элетрооборудования).

3 А.В. Беляев (Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4кВ).

В интернете я не нашел, где все четко было бы расписано от «А» до «Я».

Думаю вы со мной согласитесь, что токи короткого замыкания не так просто рассчитать, поскольку проектировщик не всегда досконально владеет всей необходимой информацией. Данный метод расчета является упрощенным, т.к. в нем не учитываются сопротивления контактов автоматических выключателей, предохранителей, шин, трансформаторов тока.

Возможно, позже все эти сопротивления я учту, но, на мой взгляд, эти значения на конечный результат влияют незначительно.

Последовательность расчета токов короткого замыкания.

1 Сбор исходных данных по трансформатору:

Uкз — напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

Рк — потери короткого замыкания трансформатора, кВт;

Uвн – номинальное напряжение обмоток ВН понижающего трансформатора; кВ;

Uнн (Ел) – номинальное напряжение обмоток НН понижающего трансформатора; В;

Еф – фазное напряжение обмоток НН понижающего трансформатора; В;

Sнт – номинальная мощность трансформатора, кВА;

– полное сопротивление понижающего трансформатора током однофазного к.з., мОм;

Активные и индуктивные сопротивления трансформаторов 6 (10)/0,4кВ, мОм

2 Сбор исходных данных по питающей линии:

Тип, сечение кабеля, количество кабелей;

L – длина линии, м;

Хо – индуктивное сопротивление линии, мОм/м;

Zпт – полное сопротивление петли фаза-ноль от трансформатора до точки к.з., измеренное при испытаниях или найденное из расчета, мОм/м;

Полное удельное сопротивление петли фаза-ноль для кабелей или пучка проводов

3 Другие данные.

Куд – ударный коэффициент.

Ударный коэффициент

После сбора исходных можно приступить непосредственно к вычислениям.

Активное сопротивление понижающего трансформатора, мОм:

Активное сопротивление трансформатора

Индуктивное сопротивление понижающего трансформатора, мОм:

Индуктивное сопротивление трансформатора

Активное сопротивление питающей линии, мОм:

Rк=Rуд.к*l/Nк

Индуктивное сопротивление питающей линии, мОм:

Хк=Худ.к*l/

Полное активное сопротивление, мОм:

RΣ = Rт+Rк

Полное индуктивное сопротивление, мОм:

XΣ=Xт+Xк

Полное сопротивление, мОм:

Полное сопротивление

Ток трехфазного короткого замыкания, кА:

Ток трехфазного короткого замыкания

Ударный ток трехфазного к.з., кА:

Ударный ток трехфазного к.з.

Ток однофазного короткого замыкания, кА:

Zпт=Zпт.уд.*L 

Ток однофазного короткого замыкания

Рассчитав токи короткого замыкания, можно приступать к выбору защитных аппаратов.

По такому принципу я сделал свою новую программу для расчета токов короткого замыкания. При помощи программы все расчеты можно выполнить значительно быстрее и с минимальным риском допущения ошибки, которые могут возникнуть при ручном расчете. Пока это все-таки beta-версия, но тем не менее думаю вполне рабочий вариант программы.

Внешний вид программы:

Программа для расчета токов к.з.

Ниже в программе идут все необходимые таблицы для выбора нужных параметров трансформатора и питающей линии.

Также в месте с программой я прилагаю образец своего расчета, чтобы быстро можно было оформить расчет и предоставить всем заинтересованным органам.

Стоит заметить, что у меня появилась еще одна мелкая программа – интерполяция. Удобно, например, находить удельную нагрузку квартир при заданных значениях.

Интерполяция

Жду ваших отзывов, пожеланий, предложений, уточнений.
Продолжение следует... будет еще видеообзор измененной версии.
Нужно ли учитывать сопротивления коммутационных аппаратов при расчете к.з.?

Содержание

Советую почитать:
Расчет токов короткого замыкания: особенности процесса

Короткое замыкание между проводниками является опаснейшим явлением, как в электрической сети частного домовладения, так и в сложных разводках подстанций и питающих цепей мощного производственного оборудования. Короткое замыкание может стать причиной пожара и выхода из строя дорогостоящих электроприборов, поэтому расчёт токов короткого замыкания, является обязательным этапом перед осуществлением прокладки кабелей для различных потребителей электричества.

Кто занимается вычислением КЗ

Расчёт КЗ, производится квалифицированными специалистами, которые не только производят необходимые вычисления, но и несут ответственность за дальнейшую эксплуатацию электрического оборудования.

Домашние электрики также могут осуществить данные вычисления, но только при наличии начальных знаний о природе электричества, свойствах проводников и о роли диэлектриков, в их надёжной изоляции друг от друга.

При этом, полученный результат значения короткого замыкания, перед проведением электротехнических работ, необходимо перепроверить самостоятельно, либо воспользоваться услугами специализированных фирм, которые осуществляют данные вычисления на платной основе.

Как рассчитать ток короткого замыкания используя специальные формулы, будет подробно описано далее.

Особенности расчёта

Расчёт токов трёхфазного оборудования производится с применением специальных формул.

Если расчёт тока трёхфазного короткого замыкания, необходимо сделать для электрических сетей напряжением до 1000 В, то необходимо учитывать следующие нюансы при проведении расчётов:

  1. Трёхфазная система должна считаться симметричной.
  2. Питание трансформатора принимается за неизменяемую величину, равную его номинальному значению.
  3. Момент возникновения КЗ принято считать при максимальном значении силы тока.
  4. ЭДС источников питания, удалённых на значительное расстояния от участка электрической сети, где происходит КЗ.

Также при вычислении параметров КЗ необходимо правильно посчитать результирующее сопротивление проводника, но делать это необходимо через приведение единого значения мощности.

Если производить расчёт сопротивления стандартными формулами известными из курса физики, то можно допустить ошибки, по причине неодинакового номинального напряжения в момент возникновения короткого замыкания для различных участков электрической цепи. Выбор такой базисной мощности позволяет значительно упростить расчёты, и значительно повысить их точность.

Напряжение, при вычислении тока короткого замыкания также принято выбирать не исходя из номинального значения, а с превышением данного показателя на 5%. Например для электрической сети 380 В, базисное напряжение для расчёта токов короткого замыкания составит 0,4 кВ.

Для сети переменного тока наприряжением 220 В, базисное напряжение будет равно 231 В.

Формулы вычисления трёхфазного замыкания

Расчёт токов коротких замыканий в электроэнергетических системах трёхфазного электричества производится с учётом особенности возникновения данного процесса.

Из-за проявления индуктивности проводника, в котором происходит короткое замыкание, сила КЗ изменяется не мгновенно, а происходит нарастание данной величины по определённым законам. Чтобы методика расчёта токов короткого замыкания позволила произвести высокоточные вычисления, необходимо высчитать все основные величины вносимые в расчётные формулы.

Часто для этой цели требуется воспользоваться дополнительными формулами или специальным программным обеспечением. Современные возможности вычислительной техники, позволяют осуществлять сложнейшие операций в считанные секунды.

Методы расчёта токов короткого замыкания могут быть расширены применением специального программного обеспечения. В данном случае, может быть использована компьютерная программа, которая может быть написана любым квалифицированным программистом.

Если вычисление параметров КЗ в трёхфазной сети осуществляется вручную, то в для получения точного результата этого значения применяется формула:

где:

Хвн — сопротивление между точкой короткого замыкания и шинами.
Хсист — сопротивление всей системы по отношению к шинам источника.
Uс — напряжение на шинах системы.

Если какой-либо показатель отсутствует при проведении расчётов, то его можно высчитать применив для этого дополнительные формулы, или следует применить специальные программы для компьютера.

В том случае, когда расчёт КЗ, необходимо произвести для сложной разветвлённой сети, производится преобразование схемы замещения. Для максимально упрощения вычислений схема представляется с одним сопротивлением и источником электричества.

Для упрощения схемы необходимо:

  1. Сложить все показатели параллельно подключённого сопротивления электрических цепей.
  2. Сложить последовательно подключённые сопротивления.
  3. Вычислить результирующее сопротивлению, путём сложения всех параллельно и последовательно подключённых сопротивлений.

Расчёт однофазной сети

Расчет токов коротких замыканий в электроэнергетических системах однофазного напряжения допускает проведение упрощённых вычислений. Обычно, электроприборы тока однофазного не потребляют много электричества, и для надёжной защиты квартиры или дома от возникновения короткого замыкания, достаточно установить автоматический выключатель рассчитанный на величину срабатывания, равную 25 А.

Если требуется осуществить приблизительный расчёт однофазного короткого замыкания, то его производят по формуле:

где
Uf — напряжение фазы.
Zt — сопротивление трансформатора, при возникновении КЗ.
Zc — сопротивление между фазным и нулевым проводником.
Ik — однофазный ток короткого замыкания.

Вычисление параметров КЗ в однофазной цепи с использованием данной формулы производится с погрешностью до 10%, но в большинстве случаев этого достаточно для осуществления правильной защиты электрической сети.

Основным затруднением для получения данных рассчитанных по этой формуле, является сложность в получении значения Zc.

Если параметры проводника известны и переходные сопротивления также определены, то сопротивление между фазным и нулевым проводником рассчитывается по формуле:

где:
rf — активное сопротивление фазного провода, Ом;
rn — активное сопротивление нулевого провода, Ом;
ra — суммарное активное сопротивление контактов цепи фаза-нуль, Ом;
xf» — внутреннее индуктивное сопротивление фазного провода, Ом;
xn» — внутреннее индуктивное сопротивление нулевого провода, Ом;
x’ — внешнее индуктивное сопротивление цепи фаза-нуль, Ом.

Таким образом подставляя известные значения в формулы приведённые выше, легко найдём ток короткого замыкания для однофазной сети.

Вычисление параметров КЗ в однофазной сети осуществляется в такой последовательности:

  1. Выяснится параметры питающего трансформатора или реактора.
  2. Определяются параметры используемого проводника.
  3. Если электрическая схема слишком разветвлена, то её следует упростить.
  4. Определяется полное сопротивление можду «фазой» и «0».
  5. Вычисляется полное сопротивление трансформатора или реактора, если данное значение нельзя получить из документации к источнику питания.
  6. Значения подставляются в формулу.

Если вся последовательность действий была проведена верно, то таким образом можно рассчитать силу тока при возникновении КЗ в однофазной сети.

Вычисление КЗ по паспортным данным

Значительно упрощается задача по расчёту КЗ, если имеются паспортные данные реактора или трансформатора. В этом случае достаточно номинальные значения электричества и напряжения подставить в расчётные формулы, чтобы получить значение тока КЗ.

Сила и мощность КЗ могут быть определены по следующим формулам:

В данной формуле значение Iном равно номинальному току электрического трансформатора или реактора.

Определение тока КЗ в сети неограниченной мощности

Если необходимо рассчитать КЗ в системе, где мощность источника электричества несоизмеримо выше суммарной мощности потребителей электричества, то величину напряжения можно условно считать неизменной.

В таких условиях мощность электричества будет равна бесконечности, а сопротивление проводника — нулю. Данные условия могут быть применены только к таким расчётным условиям, когда точка короткого замыкания удалена на значительное расстояние от источника электричества, а результирующее сопротивление цепи в десятки раз превышает сопротивление системы.

Для электрической сети неограниченной мощности сила электрической напряжённости рассчитывается по формуле:

Ik=Ib/Xрез
где:
Ik — сила тока короткого замыкания;
Ib — базисный ток;
Хрез — результирующее напряжения сети.

Подставив значение в формулу можно получить значение параметров КЗ в сети неограниченной мощности.

Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания, изложенные в данной статье, содержат основные принципы, по которым определяется сила тока в проводнике в момент образования этого опасного явления.

Если возникает сложность в проведении данных расчётов самостоятельно, то можно воспользоваться услугами профессиональных инженеров-электриков, которые проведут все необходимые вычисления.

Расчёт токов короткого замыкания и выбор электрооборудования по совету профессионалов позволит гарантировать бесперебойное и безопасное использование электрических сетей в частном доме или на производстве.

Расчет токов короткого замыкания | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители сайта «Заметки электрика».

У меня на сайте есть статья про короткое замыкание и его последствия. Я в ней приводил случаи из своей практики.

Так вот чтобы минимизировать последствия от подобных аварий и инцидентов, необходимо правильно выбирать электрооборудование. Но чтобы его правильно выбрать, нужно уметь  рассчитывать токи короткого замыкания.

В сегодняшней статье я покажу Вам как можно самостоятельно рассчитать ток короткого замыкания, или сокращенно ток к.з., на реальном примере.

Я понимаю, что многим из Вас нет необходимости производить расчеты, т.к. обычно этим занимаются, либо проектанты в организациях (фирмах), имеющих лицензию, либо студенты, которые пишут очередной курсовой или дипломный проект. Особенно понимаю последних, т.к. сам будучи студентом (в далеком двух тысячном году), очень жалел, что в сети не было подобных сайтов. Также данная публикация будет полезна энергетикам и электрикам для поднятия уровня саморазвития, или чтобы освежить в памяти когда-то прошедший материал.

Кстати, я уже приводил пример расчета защиты асинхронного двигателя. Кому интересно, то переходите по ссылочке и читайте.

Итак, перейдем к делу. Несколько дней назад у нас на предприятии случился пожар на кабельной трассе около цеховой сборки №10. Выгорел практически полностью кабельный лоток со всеми там идущими силовыми и контрольными кабелями. Вот фото с места происшествия.

Сильно вдаваться в «разбор полетов» я не буду, но у моего руководства возник вопрос о срабатывании вводного автоматического выключателя и соответствие его номинального тока для защищаемой линии. Простыми словами скажу, что их интересовала величина тока короткого замыкания в конце вводной силовой кабельной линии, т.е. в том месте, где случился пожар.

Естественно, что никакой проектной документации у цеховых электриков по расчетам токов к.з. на эту линию не нашлось, и мне пришлось самому производить весь расчет, который я выкладываю в общий доступ.

 

Сбор данных для расчета токов короткого замыкания

Силовая сборка №10, около которой случился пожар, питается через автоматический выключатель А3144 600 (А) медным кабелем СБГ (3х150) от понижающего трансформатора №1 10/0,5 (кВ) мощностью 1000 (кВА).

В скобках около марки кабеля указано количество жил и их сечение (как рассчитать сечение кабеля). 

Не удивляйтесь, у нас на предприятии еще много действующих подстанций с изолированной нейтралью на 500 (В) и даже на 220 (В).

Скоро буду писать статью о том, как в сеть 220 (В) и 500 (В) с изолированной нейтралью установить счетчик. Не пропустите выход новой статьи — подпишитесь на получение новостей.

Понижающий трансформатор 10/0,5 (кВ) питается силовым кабелем ААШв (3х35) с высоковольтной распределительной подстанции № 20.

Некоторые уточнения для расчета тока короткого замыкания

Несколько слов хотелось бы сказать про сам процесс короткого замыкания. Во время короткого замыкания в цепи возникают переходные процессы, связанные с наличием в ней индуктивностей, препятствующих резкому изменению тока. В связи с этим ток к.з. во время переходного процесса можно разделить на 2 составляющие:

  • периодическая (появляется в начальный момент и не снижается, пока электроустановка не отключится от защиты)
  • апериодическая (появляется в начальный момент и быстро снижается до нуля после завершения переходного процесса)

Ток к.з. я буду расчитывать по РД 153-34.0-20.527-98.

В этом нормативном документе сказано, что расчет тока короткого замыкания допускается проводить приближенно, но при условии, что погрешность расчетов не составит больше 10%.

Расчет токов короткого замыкания я буду проводить в относительных единицах. Значения элементов схемы приближенно приведу к базисным условиям с учетом коэффициента трансформации силового трансформатора.

Цель — это проверить вводной автоматический выключатель А3144 с номинальным током 600 (А) на коммутационную способность. Для этого мне нужно определить ток трехфазного и двухфазного короткого замыкания в конце силовой кабельной линии.

 

Пример расчета токов короткого замыкания

Принимаем за основную ступень напряжение 10,5 (кВ) и задаемся базисной мощностью энергосистемы:

  • базисная мощность энергосистемы Sб = 100 (МВА)

  • базисное напряжение Uб1 = 10,5 (кВ)

  • ток короткого замыкания на сборных шинах подстанции №20 (по проекту) Iкз = 9,037 (кА)

Составляем расчетную схему электроснабжения.

На этой схеме указываем все элементы электрической цепи и их параметры. Также не забываем указать точку, в которой нам нужно найти ток короткого замыкания. На рисунке выше я ее забыл указать, поэтому объясню словами. Она находится сразу же после низковольтного кабеля СБГ (3х150) перед сборкой №10.

Затем составим схему замещения, заменив все элементы вышеприведенной схемы на активные и реактивные сопротивления.

При расчете периодической составляющей тока короткого замыкания допускается активное сопротивление кабельных и воздушных линий не учитывать. Для более точного расчета активное сопротивление на кабельных линиях я учту. 

Зная, базисные мощности и напряжения, найдем базисные токи для каждой ступени трансформации:

Теперь нам нужно найти реактивное и активное сопротивление каждого элемента цепи в относительных единицах и вычислить общее эквивалентное сопротивление схемы замещения от источника питания (энергосистемы) до точки к.з. (выделена красной стрелкой).

Определим реактивное сопротивление эквивалентного источника (системы):

Определим реактивное сопротивление кабельной линии 10 (кВ):

  • Хо — удельное индуктивное сопротивление для кабеля ААШв (3х35) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, том 2, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
  • l — длина кабельной линии (в километрах)

Определим активное сопротивление кабельной линии 10 (кВ):

  • Rо — удельное активное сопротивление для кабеля ААШв (3х35) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, том 2, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
  • l — длина кабельной линии (в километрах)

Определим реактивное сопротивление двухобмоточного трансформатора 10/0,5 (кВ):

  • uк% — напряжение короткого замыкания трансформатора 10/0,5 (кВ) мощностью 1000 (кВА), берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 27.6

Активным сопротивлением трансформатора я пренебрегаю, т.к. оно несоизмеримо мало по отношению к реактивному. 

Определим реактивное сопротивление кабельной линии 0,5 (кВ):

  • Хо — удельное сопротивление для кабеля СБГ (3х150) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
  • l — длина кабельной линии (в километрах)

Определим активное сопротивление кабельной линии 0,5 (кВ):

  • Rо — удельное сопротивление для кабеля СБГ (3х150) берем из справочника по электроснабжению и электрооборудованию А.А. Федорова, табл. 61.11 (измеряется в Ом/км)
  • l — длина кабельной линии (в километрах)

Определим общее эквивалентное сопротивление от источника питания (энергосистемы) до точки к.з.:

Найдем периодическую составляющую тока трехфазного короткого замыкания:

Найдем периодическую составляющую тока двухфазного короткого замыкания:

Результаты расчета токов короткого замыкания

Итак, мы рассчитали ток двухфазного короткого замыкания в конце силовой кабельной линии напряжением 500 (В). Он составляет 10,766 (кА).

Вводной автоматический выключатель А3144 имеет номинальный ток 600 (А). Уставка электромагнитного расцепителя у него выставлена на 6000 (А) или 6 (кА). Поэтому можно сделать вывод, что при коротком замыкании в конце вводной кабельной линии (в моем примере по причине пожара) автомат уверенно сработал и отключил поврежденный участок цепи.

Еще полученные значения трехфазного и двухфазного токов можно применить для выбора уставок релейной защиты и автоматики.

В этой статье я не выполнил расчет на ударный ток при к.з. 

P.S. Вышеприведенный расчет был отправлен моему руководству. Для приближенного расчета он вполне сгодится. Конечно же низкую сторону можно было рассчитать более подробно, учитывая сопротивление контактов автоматического выключателя, контактных соединений кабельных наконечников к шинам, сопротивление дуги в месте замыкания и т.п. Об этом я как-нибудь напишу в другой раз.

Если Вам нужен более точный расчет, то можете воспользоваться специальными программами на ПК. Их в интернете множество.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


пример расчета в сетях 0,4 кВ

Ни один проект по электрике не обходится без расчетов. Одним из них является расчет токов короткого замыкания. В статье рассмотрим пример расчета в сетях 0,4кВ. Файл с примером расчета в Word вы сможете скачать ближе к концу статьи, а также выполнить расчет самостоятельно не покидая сайта (в конце статьи есть онлайн-калькулятор).

Исходные данные: ГРЩ здания запитан от трансформаторной подстанции с двумя трансформаторами по 630кВА.
где:
ЕC – ЭДС сети;
Rт, Xт, Zт – активное, реактивное и полное сопротивления трансформатора;
Rк, Xк, Zк – активное, реактивное и полное сопротивления кабеля;
Zц – сопротивление петли фаза-нуль для кабеля;
Zш – сопротивление присоединения шин;
K1 – точка короткого замыкания на шинах ГРЩ.

Параметры трансформатора:
Номинальная мощность трансформатора Sн = 630 кВА,
Напряжение короткого замыкания трансформатора Uк% = 5,5%,
Потери короткого замыкания трансформатора Pк = 7,6 кВт.

Параметры питающей линии:
Тип, число (Nк) и сечение (S) кабелей АВВГнг 2x (4×185),
Длина линии L = 208 м

Реактивное сопротивление трансформатора:
Реактивное сопротивление трансформатора
Xт = 13,628 мОм

Активное сопротивление трансформатора:
Активное сопротивление трансформатора
Rт = 3,064 мОм

Активное сопротивление кабеля:
Активное сопротивление кабеля
Rк = 20,80 мОм

Реактивное сопротивление кабеля:
Реактивное сопротивление кабеля
Xк = 5,82 мОм

Сопротивление энергосистемы:
Xc = 1,00 мОм

Суммарное реактивное сопротивление участка:
XΣ=Xc+Xт+Xк=20,448 мОм

Суммарное активное сопротивление участка:
RΣ=Rт+Rк=23,864 мОм

Полное суммарное сопротивление:
Полное сопротивление участка
RΣ=31,426 мОм

Ток трехфазного короткого замыкания:
Ток трехфазного короткого замыкания
IK3=7,35 кА (Icn)

Ударный ток трехфазного короткого замыкания:
Ударный ток трехфазного короткого замыкания

iУ=10,39 кА (Icu)

Ток однофазного короткого замыкания:
Ток однофазного короткого замыкания
IK1=4,09 кА

Чтобы не считать каждый раз вручную на калькуляторе и переносить цифры в Microsoft Word, я реализовал эти расчет прямо в Word. Теперь надо только ответить на вопросы, которые он задаёт. Вот так это выглядит:
TKZ_calculate_10

Весь расчет занял меньше минуты.

Чтобы скачать пример расчета ТКЗ в Word (без автоматизации), нажмите на кнопку:

Онлайн-калькулятор для расчет токов короткого замыкания

Для тех, кому нужно быстро рассчитать токи короткого замыкания, сделал калькулятор прямо на сайте. Теперь можете посчитать токи КЗ онлайн. Щелкайте переключателям, двигайте ползунки, выбирайте значения из списка — всё моментально автоматически пересчитается.

Удельные сопротивления меди и алюминия в онлайн-калькуляторе приняты в соответствии с рекомендациями ГОСТ Р 50571.5.52-2011, Часть 5-52 (1,25 удельного сопротивления при 20°С):

  • удельное сопротивление меди - 0,0225 Ом·мм/м
  • удельное сопротивление алюминия - 0,036 Ом·мм/м.

Если возможностей калькулятора вам недостаточно (нужно несколько участков кабелей разного сечения, у вас другие трансформаторы или просто расчет должен быть оформлен в Word), то смело нажимайте кнопку и заказывайте.

Получите оформленный расчёт в Word (файл docx без автоматизации) в соответствии с вашими исходными данными.


Подпишитесь и получайте уведомления о новых статьях на e-mail

Читайте также:

Пример расчета тока однофазного КЗ

В данной статье, я буду рассматривать пример расчета тока однофазного КЗ (ОКЗ) используя в первом варианте справочные таблицы представленные в [Л1], а во втором варианте справочные таблицы из [Л2].

С методами определения величины тока однофазного КЗ и с приведенными справочными таблицами для всех элементов короткозамкнутой цепи, можно ознакомиться в статье: «Расчет токов однофазного кз при питании от энергосистемы».

Исходные данные:

  • масляный трансформатор напряжением 6/0,4 кВ, мощностью 1000 кВА со схемой соединения обмоток – Y/Yо.
  • от трансформатора до ВРУ используется кабель марки ААШвУ 3х95 длиной 120 м.
  • от ВРУ до двигателя используется кабель марки ААШвУ 3х95+1х35 длиной 150 м.

Рис.1 — Расчетная схема сети эл. двигателя

Вариант I

1. Расчет тока однофазного КЗ будет выполнятся по формуле приближенного метода при большой мощности питающей энергосистемы (Хс < 0,1Хт) [Л1, с 4 и Л2, с 39]:

где:

  • Uф – фазное напряжение сети, В;
  • Zт – полное сопротивление трансформатора току однофазного замыкания на корпус, Ом;
  • Zпт – полное сопротивление петли фаза-нуль от трансформатора до точки КЗ, Ом.

2. По таблице 2 [Л1, с 6] определяем сопротивление трансформатора при вторичном напряжении 400/230 В, Zт/3 = 0,027 Ом.

3. Определяем полное сопротивление цепи фаза-нуль для участка от тр-ра до точки КЗ по формуле 2-27 [Л2, с 40]:

где:

  • Zпт.уд.1 = 0,729 Ом/км – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95, определяется по таблице 12 [Л1, с 16];
  • l1 = 0,120 км – длина участка №1.
  • Zпт.уд.2 = 0,661 Ом/км – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95+1х35, определяется по таблице 13 [Л1, с 16];
  • l2 = 0,150 км – длина участка №2.

4. Определяем ток однофазного КЗ:

Обращаю ваше вниманию, что при определении величины тока однофазного КЗ приближенным методом, сопротивления контактов шин, аппаратов, трансформаторов тока в данном методе не учитываются, поскольку арифметическая сумма Zт/3 и Zпт создает не который запас [Л2, с 40].

Вариант II

Определим ток однофазного КЗ по справочным таблицам из [Л2].

1. По таблице 2.4 [Л2, с 29] определяем сопротивление трансформатора Zт/3 = 33,6 мОм.

2. Определяем полное сопротивление цепи фаза-нуль для участка от тр-ра до точки КЗ по формуле 2-27 [Л2, с 40]:

где:

  • Zпт.уд.1 = 0,83 мОм/м – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95, определяется по таблице 2.11 [Л2, с 41];
  • l1 = 120 м – длина участка №1.
  • Zпт.уд.2 = 1,45 мОм/м – полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля марки ААШвУ 3х95+1х35, определяется по таблице 2.10 [Л2, с 41].

Обращаю ваше внимание, что в данной таблице значение Zпт.уд. приводится для кабелей независимо от материала оболочки кабеля.
Если же посмотреть [Л1, с 16], то в таблице 13 для 4-жильных кабелей с алюминиевой оболочкой 3х95+1х35, Zпт.уд. = 0,661 мОм/м. Принимаю Zпт.уд.2 = 1,45 мОм/м, для того чтобы было наглядно видно, на сколько будет отличатся значение тока однофазного КЗ от расчета по «Варианту I». На практике же, лучше совмещать справочные таблицы из [Л1 и Л2].

3. Определяем ток однофазного КЗ:

Как видно из результатов расчета (вариант I: Iк = 1028 А; вариант II: Iк = 627 А), полученные значения тока однофазного КЗ почти в 2 раза отличаются. По каким справочным таблицам выполнять расчет тока однофазного КЗ, уже решайте сами, в любом случае это приближенный метод, поэтому, если нужны точные значения тока однофазного КЗ, следует рассчитывать по формуле представленной в ГОСТ 28249-93.

Литература:

1. Рекомендации по расчету сопротивления цепи «фаза-нуль». Главэлектромонтаж. 1986 г.
2. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.

Поделиться в социальных сетях

Справка|Расчет токов короткого замыкания

Общие положения.

Данный расчет предназначен для подключения потребителей к типовым трансформаторным подстанциям 6/10 кВ. Этот cервис позволяет рассчитать токи короткого замыкания, сгенерировать схему замещения и получить готовый отчет в Word. Услуга полностью бесплатна.

Это упрощенный расчет токов КЗ.

Накладываемые ограничения:
  1. Учитывается только активное сопротивление кабеля.
  2. Удельное сопротивление кабеля рассчитывается по формуле: R = ρ/S

    Где ρ - удельное сопротивление материала. ((ом*мм2)/м). Для меди значение принимается за 0.017, для алюминия - 0.026. S - сечение кабеля.(мм2)

Порядок расчета токов короткого замыкания

Лучше всего рассмотрим расчет токов короткого замыкания на примере. Предположим, что наш потребитель подключен по нижеследующей схеме:

Схема подключения потребителя к ТП

Пояснения к схеме.

В ТП находится трансформатор, с указанными на схеме параметрами. От ТП в ГРЩ идет 2 кабеля сечением 4х185, длиной 200м. На вводе в ГРЩ стоит автомат 100А. От ГРЩ к щиту арендатора (ЩА) идет кабель ВВГнг сечением 5х16, длиной 20 м. На вводе в ЩА стоит автомат 40А. Далее в ЩА выбираются две группы. Одна самая нагруженная (ЩА-11), вторая самая протяженная (ЩА-5). Кабель, автомат и тип потребителя для каждой из групп, указан на схеме. Соответственно, токи КЗ вычисляются в точках: ТП, ГРЩ, ЩА, ЩА-11, ЩА-5.

Далее переходим к заполнению таблиц.

Таблица "Трансформатор"

В данной таблице вы вводите параметры трансформатора в ТП и название трансформаторной подстанции.

Для нашего примера таблицу нужно заполнить следующим образом:

Заполнение таблицы Трансформатор
Таблица "Трасса"

В данную таблицу вы вносите данные точек КЗ по трассе. Как правило, это щиты. Кнопками справа вы можете добавить до трех точек КЗ.

Сначала вы вводите название точки (щита), затем номинал вводного автомата в щите.

После вы вводите параметры кабеля. В первой строке вводятся данные кабеля от ТП до 1-го щита, во второй от 1-го щита до 2-го и т.д.

Для нашего примера таблицу нужно заполнить следующим образом:

Заполнение таблицы Трасса
Таблица "Потребитель"

В последнюю таблицу вводятся данные о самой нагруженной (Wmax) и самой протяженной группе (Lmax) в последнем щите. Таблица заполняется аналогично предыдущей. Единственное отличие - нужно выбрать тип потребителя в группе (розетка одно- или трехфазная или лампа).

Для нашего примера таблицу нужно заполнить следующим образом:

Заполнение таблицы Потребитель

Получение схемы замещения

Выберите кодировку. По умолчанию стоит Windows кодировка. Если вы используете не Windows программы для черчения, то выберите Юникод. Нажмите кнопку "Схема в DXF" и сервер отдаст вам схему замещения.

После открытия файла вы, скорее всего, увидите только черный экран. Измените масштаб, схема находится в правом верхнем углу.

Получение отчета

Просто нажмите кнопку "Отчет в Word" и сервер отдаст вам отчет.

PDH Курсы онлайн. PDH для профессиональных инженеров. PDH Engineering.

"Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экология или экономия энергии

курсов. "

Рассел Бейли, П.Е.

Нью-Йорк

"Это укрепило мои текущие знания и дополнительно научило меня нескольким новым вещам

, чтобы выставить меня на новые источники

информации."

Стивен Дедук, П.Е.

Нью-Джерси

"Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

очень быстро отвечают на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. "

Блэр Хейворд, П.Е.

Альберта, Канада

"Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду использовать ваши услуги снова.

Я передам вашу компанию

имя другим на работе. "

Рой Пфлайдерер, П.Е.

Нью-Йорк

"Справочный материал был превосходным, и курс был очень интересным, особенно, поскольку я думал, что я уже был знаком

с подробной информацией о Канзасе

Городская авария Хаятт."

Майкл Морган, П.Е.

Техас

"Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится возможность просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

информативно и полезно

в моей работе. "

Уильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

"У вас есть большой выбор курсов, и статьи очень информативны.Вы

- лучшее, что я нашел ".

Рассел Смит, П.Е.

Пенсильвания

"Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко заработать PDH, предоставив время для обзора

материал. "

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

"Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле,

человек учится больше

от сбоев. "

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

"Курс был хорошо составлен, и использование конкретных примеров эффективно

способ обучения. "

Джек Лундберг, П.Е.

Висконсин

"Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.э., разрешив

студент пересмотреть курс

материал до оплаты и

получает викторину. "

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

"Спасибо за предложение всех этих замечательных курсов. Я, конечно, выучил и

очень понравилось. "

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

"Я очень рад предложениям курса, качеству материала и простоте поиска и

принимает ваш он-лайн

курсов."

Уильям Валериоти, П.Е.

Техас

"Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был прост в использовании. Фотографии в основном обеспечивали хорошее визуальное отображение

обсуждаемых тем. "

Майкл Райан, П.Е.

Пенсильвания

"Именно то, что я искал. Нужен 1 кредит по этике и нашел его здесь."

Gerald Notte, P.E.

Нью-Джерси

"Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую его

для всех инженеров. "

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

"Я ценю вопросы" реального мира "и имеют отношение к моей практике, и

не основано на некоторых неясных раздел

законов, которые не применяются

- "нормальная" практика."

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

"Большой опыт! Я многому научился возвращаться к своему медицинскому устройству.

организации. "

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материал курса имел хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Евгений Бойл, П.E.

Калифорния

"Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представленной,

и онлайн формат был очень

доступны и легко

использовать. Большое спасибо. "

Патриция Адамс, П.Е.

Канзас

"Отличный способ достичь соответствия требованиям PE Continuation Education в течение срока действия лицензии."

Джозеф Фриссора, П.Е.

Нью-Джерси

"Должен признаться, я действительно многому научился. Это помогает провести печатную викторину в течение

Обзор текстового материала. Я

также оценили просмотр

фактических случаев. "

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

"Документ Общие ошибки ADA при проектировании объектов очень полезен.

Тест

требовал исследования в

документ , но ответы были

легко доступны. "

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

"Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за то, что у вас есть выбор

в транспортной инженерии, которая мне нужна

для выполнения требований

PTOE сертификация."

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований Delaware PG».

Ричард Роудс, П.Е.

Мэриленд

"Многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я выбрал, были великолепны.

Надеюсь увидеть больше 40%

дисконтных курсов."

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

"Только что закончили экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением ждем дополнительных

курсов. Процесс прост и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. "

Деннис Мейер, П.Е.

Айдахо

"Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры, чтобы получить единицы PDH

в любое время.Очень удобно. "

Пол Абелла, П.Е.

Аризона

"Пока это было здорово! Будучи полной матерью двоих детей, у меня не так много

время для исследования, где

получить мои кредиты от. "

Кристен Фаррелл, П.Е.

Висконсин

"Это было очень познавательно и познавательно.Легко , чтобы понять с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

легче поглотить все

теории. "

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

"Хороший обзор принципов полупроводника. Мне понравилось проходить курс в

мой собственный темп во время моего утра

метро добираться

на работу."

Clifford Greenblatt, P.E.

Мэриленд

,
Что нужно для расчетов короткого замыкания? Чем меньше вы предполагаете, тем лучше!

Короткое замыкание в электрических системах

Если вы спросите любого инженера-электрика, что является наиболее трудоемким и критическим для анализа короткого замыкания, он / она ответит, что он получает доступные данные. Чем меньше предполагаемых данных, тем лучше и точнее результаты. Существуют условия, при которых первоначально может потребоваться оценка большей части данных, например, при разработке новой системы.

What do you need for short-circuit calculations? The less you assume, the better! Что нужно для расчетов короткого замыкания? Чем меньше вы предполагаете, тем лучше!

По мере доработки системы могут быть доступны конкретные данные об оборудовании, и результаты более уместны.

В существующих системах объем расчетных данных значительно сокращается. Требуется современная однолинейная схема. Если он недоступен, требуется проверка на месте для определения точек подключения распределительного устройства и центра нагрузки. Могут быть случаи, когда не существует никакой информации относительно взаимосвязи нагрузок станции обратно в систему энергоснабжения.

Отсутствие информации, как правило, является результатом временного «быстрого исправления» , которое никогда должным образом не документировалось и со временем становилось постоянным. Требуется длительное отслеживание проводников, чтобы идентифицировать его соединение с известной точкой.

Поэтому большое значение исследования короткого замыкания представляет собой современная однолинейная схема.

В обсуждении в первой части этой статьи (служебные источники) доступные данные, используемые для расчетов короткого замыкания, которые могут быть получены из шильдиков оборудования, отмечены *.Другие необходимые данные должны быть детализированы и запрошены или собраны отдельно. Затем данные преобразуются в ом или единицу измерения, прежде чем их можно будет использовать в анализе.

Содержание:

  1. Сервисные источники
  2. Генераторы
  3. Синхронные двигатели
  4. Асинхронные двигатели
  5. Трансформаторы
  6. Реакторы
  7. Конденсаторы
  8. Статические регенеративные приводы
  9. Выключатели, контакторы и трансформаторы тока
  10. Кабели
  11. Линии электропередачи

1.Полезные источники

Данные об импедансе оборудования для источника коммунальных услуг необходимо получить в коммунальной компании . При запросе данных укажите, в какой момент требуется исходный эквивалент вклада источника, укажите желаемую форму (на единицу, МВА или ампер), базовое напряжение, используемое для расчета, отношение X / R в указанной точке и, если данные желательно для трехфазных или трехфазных и линейных расчетов.

Эскиз однолинейной схемы часто помогает определить точку эквивалента.Большинство коммунальных предприятий не включают в себя промышленного пользователя в качестве источника тока короткого замыкания, если только не происходит внутренняя генерация.

Кроме того, эквивалентное сопротивление источника будет из комплексного вычисления R + jX . Как правило, сопротивление источника от отдельных R и X (R только и X только ), а также для расчета первого цикла и времени прерывания не будет доступно. Когда один набор импедансов предоставляется утилитой , обычно предполагается, что это максимальное значение короткого замыкания или значение первого цикла .

Если на предприятии имеется более одной точки подключения, то требуется более сложный эквивалент, и, возможно, придется представить часть полезности.

Типичные формы данных, полученных от утилиты, приведены ниже:

  1. МВА с фазовым углом или отношением X / R.
    (Требуется уровень напряжения, при котором рассчитывалось MVA)
  2. Ток повреждения с фазовым углом или отношением X / R.
    (Требуется уровень напряжения, при котором рассчитывается ток)
  3. Сопротивление и реактивное сопротивление в Омах.
    (Требуется уровень напряжения, при котором рассчитывается Ом)
  4. на единицу сопротивления и реактивного сопротивления.
    (Требуется уровень напряжения и база МВА, обычно 100 МВА)
  5. Процентное сопротивление и реактивное сопротивление.
    (Требуется уровень напряжения и база МВА, обычно 100 МВА)
MV dual fed switchboard with 2/3 type transfer MV dual fed switchboard with 2/3 type transfer Рисунок 1 - Коммутатор с двойным питанием среднего напряжения с передачей 2/3

Вернуться к таблице содержания ↑


2. Генераторы

Данные, указанные на паспортной табличке машины, не являются полными для точного расчета короткого замыкания.

Типичные данные на паспортной табличке:

  1. Производитель и серийный номер
  2. Номинальная МВА * и напряжение *
  3. Номинальная частота и скорость машины
  4. Номинальный ток и напряжение поля

Данные с паспортной таблички машины, необходимые для расчета короткого замыкания, отмечены символом * .

Хотя некоторые из вышеприведенных данных полезны, импедансов станка, если они имеются, представлены в отдельном паспорте .Если этот лист данных недоступен, производитель обычно может предоставить необходимые данные, если серийный номер доступен. Эти данные, возможно, придется пересчитать или извлечь из оригинальных чертежей за счет пользователя.

На машинах, построенных в начале 1900-х годов, субтранзивное сопротивление было определено не так, как сегодня. Пересчет поставщиком может привести к различным значениям импеданса по сравнению с первоначальным значением.

Для расчета короткого замыкания требуются следующие данные:

  1. X ” dv - номинальное напряжение (насыщенное) реактивное сопротивление прямой оси (расчеты первого цикла и прерывания)
  2. X ’ dv - номинальное напряжение (насыщенное) реактивное сопротивление по прямой оси (расчеты времени ретрансляции)
  3. X 2 В - реактивное сопротивление обратной последовательности по номинальному напряжению (насыщенное) (используется для расчета отношения X / R и при расчетах несимметричных неисправностей)
  4. T A3 - постоянная времени якоря генератора напряжения в секундах или Ra - сопротивление якоря (используется для расчета отношения X / R)
  5. Кривая уменьшения тока короткого замыкания (не требуется, но будет полезна при расчете времени ретрансляции)
  6. X 0 - реактивное сопротивление нулевой последовательности (используется при расчетах несимметричных неисправностей для заземленных генераторов)

Одна деталь, не поставляемая как часть паспортной таблички генератора или таблицы данных, которая может потребоваться для расчета времени ретрансляции, - это тип регулятора напряжения, используемого с генератором.

Generator nameplate Generator nameplate Рисунок 2 - Заводская табличка генератора

Вернуться к таблице содержания ↑


3. Синхронные двигатели

Данные, необходимые для синхронных двигателей, те же, что и для генераторов. Данные на паспортной табличке машины могут быть недостаточно полными для точного анализа короткого замыкания.

Типичные данные на паспортной табличке:

  1. Производитель и серийный номер
  2. Номинальная МВА * и напряжение *
  3. Номинальная частота и скорость машины
  4. Номинальный ток и напряжение поля

Данные с паспортной таблички машины, необходимые для расчета короткого замыкания, отмечены символом * .

Хотя некоторые из приведенных выше данных полезны, импедансов станка, если они имеются, приведены в отдельном листе данных . Если данные отсутствуют, производитель обычно может предоставить необходимые данные, если имеется серийный номер. Эти данные, возможно, придется пересчитать или извлечь из оригинальных чертежей за счет пользователя.

Некоторые производители могут предоставлять только один переходный или субпереходный импеданс для двигателей, который обычно составляет номинальное напряжение X ” дв значение , которое требуется для расчетов короткого замыкания.

Для расчета короткого замыкания требуются следующие данные:

    1. X ” dv - номинальное напряжение (насыщенное) реактивное сопротивление прямой оси (расчеты первого цикла и прерывания)
    2. X ’ dv - номинальное напряжение (насыщенное) реактивное сопротивление по прямой оси (расчеты времени ретрансляции)
    3. X 2 В - реактивное сопротивление обратной последовательности по номинальному напряжению (насыщенное) (используется для расчета отношения X / R и несбалансированных неисправностей)
    4. T A3 - постоянная времени якоря генератора напряжения в секундах или R a - сопротивление якоря (используется для расчета отношения X / R)
    5. Кривая уменьшения тока короткого замыкания (не требуется, но может быть полезна при расчете времени ретрансляции)
    6. X 0 - реактивное сопротивление нулевой последовательности (используется при расчетах несбалансированных неисправностей для заземленных двигателей.Большинство двигателей, подключенных по краям, не подключены к нейтралим системы)

Одна деталь, не поставляемая как часть паспортной таблички двигателя или спецификации, которая может потребоваться для расчета времени реле, - это тип регулятора напряжения, используемого с двигателем. Большинство современных регуляторов относятся к типу потенциальных источников и не обеспечивают постоянные токи короткого замыкания.

Synchronous motor nameplate Synchronous motor nameplate Рисунок 3 - Заводская табличка синхронного двигателя

Вернуться к таблице содержания ↑


4.Асинхронные двигатели

Некоторые данные, необходимые для исследований короткого замыкания, которые включают асинхронные двигатели, указаны на паспортной табличке двигателя. Но данные на паспортной табличке недостаточно полны для точных расчетов короткого замыкания.

Типичные данные на паспортной табличке:

  1. Производитель и серийный номер
  2. Номинальный HP или MVA * и напряжение *
  3. Номинальная частота и скорость двигателя *
  4. Номинальный ток и буквенное обозначение NEMA *

Данные, необходимые для расчетов короткого замыкания, отмечены как * .

Полные сопротивления машины редко указываются в отдельном техническом паспорте. Однако, если имеется технический паспорт, производитель обычно указывает ток запираемого ротора, который можно использовать для оценки переходного импеданса двигателя.

Более подробные данные об импедансе доступны по цене , но обычно не обоснованы . Различные данные импеданса предоставляются для двигателя как в условиях останова, так и при работе, и предоставляемые сопротивления могут не включать в себя то, которое требуется для расчетов короткого замыкания.

Реактивное сопротивление пуска двигателя чаще всего используется для расчета короткого замыкания. Однако сопротивление, которое будет использоваться для расчетов короткого замыкания, ниже, чем начальное сопротивление, указанное в техническом паспорте. Если не обеспечено сопротивление короткого замыкания, могут использоваться типичные кривые отношения X / R двигателя.

Данные для небольших двигателей обычно оцениваются, поскольку стоимость получения этой информации неоправданна.

Industrial motor nameplate Industrial motor nameplate Рисунок 4 - Заводская табличка двигателя

Вернуться к таблице содержания ↑


5.Трансформаторы

Фирменные таблички

трансформатора обычно предоставляют большую часть данных, необходимых для расчетов короткого замыкания.

Типичные данные на паспортной табличке:

  1. Производитель и серийный номер
  2. Номинальная МВА * и частота
  3. Номинальные первичные и вторичные напряжения *
  4. Номинальный ток и доступные ответвления *
  5. % сопротивления трансформатора *
  6. Количество обмоток, соединение обмоток и фазовое соотношение * (необходимо для несбалансированных расчетов неисправностей)
  7. Протокол испытаний производителя.

Данные паспортной таблички, необходимые для расчетов короткого замыкания, отмечены символом * .

Обратите внимание, что данные на паспортной табличке трансформатора приведены в процентах полного сопротивления, а не в процентах реактивного сопротивления, и, как правило, приведены в показателях самоохлаждения, если не указано иное.

Реактивное сопротивление определяется после определения процентного сопротивления. Отношение X / R трансформатора не указано на паспортной табличке, но может быть определено из листа испытаний трансформатора или потерь, если таковые имеются.

Некоторые листы данных предоставляют% сопротивления как часть данных; в противном случае% сопротивления определяется по:

%R = (Total watt loss no load loss) × 100 / Transformer rating in volt amperes %R = (Total watt loss no load loss) × 100 / Transformer rating in volt amperes

или

%R (Full load winding loss) × 100 / Transformer rating in volt amperes %R (Full load winding loss) × 100 / Transformer rating in volt amperes

Стандартное фазовое соотношение дельта-звезда или уай-дельта-трансформатор заключается в том, что сторона высокого напряжения опережает сторону низкого напряжения на 30 градусов для систем с положительной последовательностью фаз.

При выполнении несбалансированных расчетов неисправностей ток и напряжение прямой последовательности сдвигаются на либо на +30 градусов, либо на -30 градусов , тогда как ток и напряжение обратной последовательности имеют одинаковый сдвиг фазы, но в противоположном направлении.

Обратите внимание, что одна сторона трансформатора выбрана в качестве эталонной. С установленной ссылкой фазовый сдвиг применяется согласно общему правилу «сторона HV ведет сторону LV для положительной последовательности, а HV отстает LV для отрицательной последовательности».


Пример дельта-звёздного трансформатора

В качестве примера, предположим, что в качестве эталона для обмотки высокого напряжения выбран обмотка высокого напряжения. Основываясь на этом выборе эталона, значения на стороне LV положительной последовательности будут отставать от значений на стороне HV положительной последовательности, а значения на стороне LV отрицательной последовательности будут приводить к значениям на стороне HV обратной последовательности.

Знаки на фазовых сдвигах были бы точно перевернуты, если бы сторона НН была выбрана в качестве эталонной, а значения на стороне ВН необходимо было сдвинуть относительно значений на стороне НН.

Не будет смещения тока нулевой последовательности, поскольку нет пути для прохождения этого компонента тока. Напряжение нулевой последовательности определяется полным сопротивлением нулевой последовательности, умноженным на ток нулевой последовательности на каждой стороне трансформатора.

Transformer nameplate Transformer nameplate Рисунок 5 - Фирменная табличка трансформатора

Вернуться к таблице содержания ↑


6.Реакторы

Паспортная табличка реактора обычно содержит большую часть данных, необходимых для расчетов короткого замыкания.

Типичные данные на паспортной табличке:

  1. Производитель и серийный номер
  2. Номинальное напряжение * и частота
  3. Номинальный ток * и доступные краны *
  4. % реакторного сопротивления *
  5. Ом реактора * (не всегда предусмотрено)
  6. % падения напряжения * (не всегда предусмотрено)
  7. Протокол испытаний производителя

Данные паспортной таблички, необходимые для расчетов короткого замыкания, отмечены символом * .

Отношение X / R в реакторе не указано на заводской табличке, , но может быть определено из таблицы испытаний реактора или потерь, если предусмотрено . В некоторых технических паспортах в качестве части данных приводятся реактивное сопротивление, сопротивление и коэффициент Q реактора. Не все перечисленные выше элементы * могут быть использованы непосредственно для расчета короткого замыкания.

Например, процентное сопротивление в «сквозных» кВА (вольт × ампер) реактора, а для трехфазного реактора сквозное кВА:

Through kVA (volts × amps) of the reactor Through kVA (volts × amps) of the reactor

Полное сопротивление также можно определить по падению напряжения следующим образом:

Сопротивление в омах = Падение напряжения в вольтах / I Номинальный

Основой для процентного падения напряжения (при использовании) является номинальное напряжение между линиями.Для трехфазного реактора «само» кВА выглядит следующим образом:

Reactor self kVA Reactor self kVA

Вернуться к таблице содержания ↑


7. Конденсаторы

Включение данных конденсатора обычно не требуется в большинстве случаев. Знание вклада конденсаторов в токи короткого замыкания важно для определения фактической степени, в которой конденсаторы будут влиять на вычисления первого цикла.

При возникновении неисправности конденсатор…

Конденсатор в системе переменного тока заряжает и разряжает контролируемым образом каждый полупериод, основываясь на синусоидальном напряжении возбуждения и импедансах системы.Когда происходит сбой, напряжение системы внезапно изменяется, и конденсатор разряжается с высокой скоростью, с высоким током разряда . Ток является наибольшим, если неисправность возникает, когда конденсатор заряжается до максимума при пике напряжения. Только полное сопротивление между конденсатором и неисправностью ограничивает ток разряда.

Ток будет «звенеть вниз» в зависимости от сопротивления цепи и реактивного сопротивления. Сопротивление обеспечивает демпфирование, а взаимодействие между реактивным сопротивлением системы и конденсатором определяет частоту колебательного тока.

Если требуется включение данных конденсатора, паспортная табличка конденсатора завершена для расчетов короткого замыкания.

Данные на паспортной табличке будут следующими:

  1. Производитель и серийный номер
  2. Номинальное напряжение * и частота
  3. Номинальная квар *

Данные паспортной таблички, необходимые для расчетов короткого замыкания, отмечены символом * .

Отношение X / R конденсатора не указано на паспортной табличке, но, как правило, оно очень высокое и может быть определено по тестовой таблице потерь конденсатора, если оно предусмотрено.Если предположить отношение X / R, , то значение от 200 до 300 должно быть приемлемым , потому что сопротивление последовательного кабеля быстро превосходит сопротивление конденсатора.

Длина кабеля до конденсаторной батареи важна и должна быть включена.

Capacitor nameplate Capacitor nameplate Рисунок 6 - Заводская табличка конденсатора

Вернуться к таблице содержания ↑


8. Статические регенеративные приводы

Включение статических данных рекуперативного привода будет необходимо в расчетах первого цикла.Обратите внимание, что нерегенеративные приводы не являются источниками тока повреждения и не должны рассматриваться. Требуется выпрямительный трансформатор и приводной двигатель.

Типичные данные на паспортной табличке приводного трансформатора:

  1. Производитель и серийный номер
  2. Номинальное напряжение * и частота
  3. Номинальные первичные и вторичные напряжения *
  4. Номинальный ток и доступные ответвления *
  5. % сопротивления трансформатора *
  6. Количество обмоток, соединение обмоток и фазовое соотношение

Данные паспортной таблички, необходимые для расчетов короткого замыкания, отмечены символом * .

Отношение X / R приводного трансформатора не указано на паспортной табличке, но его можно определить по листу испытаний трансформатора или потерям, если таковые имеются. Некоторые таблицы данных дают процентное сопротивление как часть данных. В противном случае процентное сопротивление определяется по:

%R = (Total watt loss no load loss) × 100 / Transformer rating in volt amperes %R = (Total watt loss no load loss) × 100 / Transformer rating in volt amperes

или

%R (Full load winding loss) × 100 / Transformer rating in volt amperes %R (Full load winding loss) × 100 / Transformer rating in volt amperes

Обратите внимание, что данные паспортной таблички приводного трансформатора даны как полное сопротивление %, а реактивное сопротивление в процентах . Реактивное сопротивление определяется, когда процентное сопротивление известно.

Размер нагрузки приводимого двигателя также необходим для определения вклада тока короткого замыкания или эквивалентного полного сопротивления источника. Размер двигателя, возможно, придется извлечь из чертежей.

Необходимые данные двигателя такие же, как приведенные выше для синхронных и асинхронных двигателей. Для расчетов короткого замыкания, когда привод моделируется как асинхронный двигатель, эквивалентное полное сопротивление привода должно быть больше, чем типичное полное сопротивление асинхронного двигателя с таким же номинальным значением.

Вернуться к таблице содержания ↑


9. Выключатели, контакторы и трансформаторы тока

Включение полного сопротивления автоматического выключателя, контактора или трансформатора тока редко выполняется в расчетах короткого замыкания . Эти импедансы более значимы при анализе низковольтных систем, чем для высоковольтных систем.

Полные сопротивления последовательно соединенных устройств отключения или тепловой перегрузки в силовой цепи в низковольтных системах могут значительно снизить доступный ток короткого замыкания ниже по потоку от таких устройств и, следовательно, должны включаться при необходимости.

При частичной нагрузке двигателя на лошадиные силы устройства тепловой перегрузки будут иметь величину импеданса в Омах по сравнению с импедансом кабеля в миллиомах.

Low voltage circuit breaker, type Compact NSX Low voltage circuit breaker, type Compact NSX Рисунок 7 - Низковольтный автоматический выключатель, тип Compact NSX

Вернуться к таблице содержания ↑


10. Кабели

На соединительных кабелях не будет проставлено никаких данных об импедансе. Данные, обычно встречающиеся на кабеле, включают следующее:

  1. Производитель
  2. Номинальное напряжение *
  3. Тип кабеля * и тип изоляции *
  4. Размер проводника *

Кроме того, необходимы следующие данные:

  1. Длина
  2. Тип кабельной конструкции (1 / С или 3 / С)
  3. Количество параллельных и физических кабелей
  4. Тип используемого кабельного канала (сталь, волокно, кабельный лоток, прямое захоронение и т. Д.)

Данные, показанные на кабеле и необходимые для расчетов короткого замыкания, отмечены как * .

Данные по сопротивлению на единицу длины должны быть определены из других источников , таких как литература производителя или общие кабельные сопротивления в текстах. Литература по производству кабелей предпочтительна, потому что толщина изоляции может отличаться у разных производителей, поскольку в большинстве источников приведены типичные значения импеданса.

Ссылки обычно обеспечивают импеданс прямой последовательности, который используется при трехфазных повреждениях.Для несбалансированных неисправностей требуются данные кабеля нулевой последовательности, которые обычно не приводятся в справочных материалах.

Полные сопротивления нулевой последовательности кабелей отличаются от сопротивлений положительной и отрицательной последовательностей и зависят от физической конфигурации и полных сопротивлений заземления.

Вернуться к таблице содержания ↑


11. Линии электропередачи

Данные импеданса для соединения линий передачи должны основываться на конфигурации линии .Требуются чертежи или эскизы, показывающие размер провода, тип материала проводника и расстояние между проводниками.

Кроме того, необходимо определить длину цепи, тип и размер провода заземления и сопротивление заземления.

Вернуться к таблице содержания ↑

Источники:

  • Рекомендуемая IEEE практика расчета токов короткого замыкания в промышленных и коммерческих энергосистемах
,
Расчет тока короткого замыкания в различных точках электрических цепей (Isc)

Доступен расчет тока неисправности

Метод бесконечной шины

Short Circuit Current Calculation at Various Point of Electrical Circuits (Isc) Расчет тока короткого замыкания в различных точках электрических цепей (Isc)
1. Ток повреждения на трансформаторе
Входы:
  • Трансформатор Ква
  • Вторичное напряжение трансформатора (Line-Line)
  • Вторичное напряжение трансформатора (линия-нейтраль)
  • Сопротивление трансформатора (Zt)
  • Ток вторичной полной нагрузки трансформатора I (Line-Line)
  • Ток вторичной полной нагрузки трансформатора I (линия-нейтраль)
    Короткое замыкание
  • кВА на первичной стороне
  • Импеданс источника (Zu)
  • Полное сопротивление (Z = Zu + Zt)
  • Ток короткого замыкания RMS Симметричный
  • Ток повреждения на вторичном трансформаторе (Isc (L-L) = I (L-L) / полное сопротивление)
  • Ток повреждения на вторичном трансформаторе (Isc (L-N) = I (L-N) / полное сопротивление)
2.Ток повреждения на главной панели
Входы:
  • Длина кабеля от трансформатора до главной панели
  • Тип кабеля
  • Нет Проводника / Фаза
  • Размер фазного проводника
  • Размер нейтрального проводника
  • Тип гоночной трассы
  • Постоянная фазового проводника (C1)
  • Константа нейтрального проводника (C2)
  • F1 (L-L) [F (L-L) = (1,732 X Длина X Isc) / (C1 X Нет проводника X Вольт)]
  • F2 (L-N) [F (L-L) = (1.732 X Длина X Isc) / (C2 X Нет проводника X Вольт)]
  • M1 (L-L) [M = (1 / (1 + F1)]
  • М2 (L-N) [М = (1 / (1 + F2)]
  • Ток повреждения при отключении главной панели (L-L) [Isc X M1]
  • Ток повреждения при отключении главной панели (L-N) [Isc X M2]
3. Ток повреждения на вспомогательной панели
Входы:
  • Длина кабеля от главной панели до вспомогательной панели
  • Тип кабеля
  • Нет Проводника / Фаза
  • Размер фазного проводника
  • Размер нейтрального проводника
  • Тип гоночной трассы
  • Постоянная фазового проводника (C1)
  • Константа нейтрального проводника (C2)
  • F1 (L-L) [F (L-L) = (1.732 X Длина X Isc) / (C1 X Нет проводника X Вольт)]
  • F2 (L-N) [F (L-L) = (1,732 X Длина X Isc) / (C 2 X Нет проводника X Вольт)]
  • M1 (L-L) [M = (1 / (1 + F1)]
  • М2 (L-N) [М = (1 / (1 + F2)]
  • Ток повреждения при отключении вспомогательной панели (L-L) [Isc X M1]
  • Ток повреждения при отключении вспомогательной панели (L-N) [Isc X M2]
4. Ток неисправности на распределительной плате
Входы:
  • Длина кабеля от вспомогательной панели до распределительного щита
  • Тип кабеля
  • Нет Проводника / Фаза
  • Размер фазного проводника
  • Размер нейтрального проводника
  • Тип гоночной трассы
  • Постоянная фазового проводника (C1)
  • Константа нейтрального проводника (C2)
  • F1 (L-L) [F (L-L) = (1.732 X Длина X Isc) / (C1 X Нет проводника X Вольт)]
  • F2 (L-N) [F (L-L) = (1,732 X Длина X Isc) / (C 2 X Нет проводника X Вольт)]
  • M1 (L-L) [M = (1 / (1 + F1)]
  • М2 (L-N) [М = (1 / (1 + F2)]
  • Ток повреждения при отключении распределительного щита (L-L) [Isc X M1]
  • Ток повреждения при отключении распределительного щита (L-N) [Isc X M2]
Short Circuit Current Calculation at Various Point of Electrical Circuits (Isc) Расчет тока короткого замыкания в различных точках электрических цепей (Isc)

Связанные материалы EEP со спонсорскими ссылками

,
Расчет тока короткого замыкания (метод базовых кВА)

Пример:

Рассчитать ток повреждения на каждой ступени следующей SLD электрической системы с подробной информацией о.

  • Напряжение питания основного входящего ВТ составляет 6,6 кВ.
  • Уровень отказа на входящем источнике питания HT составляет 360 МВА.
  • Трансформатор Рейтинг составляет 2,5 МВА.
  • Сопротивление трансформатора составляет 6%.

Расчет:

  • Давайте сначала рассмотрим Base KVA и KV для HT и LT Side.
  • базовых кВА для стороны HT (первичный выключатель и трансформатор высокого напряжения) составляет 6 МВА
  • Базовое КВ для стороны HT (первичный выключатель и трансформатор высокого напряжения) составляет 6,6 кВ
  • базовых кВА для стороны LT (вторичный и нисходящий поток трансформатора) составляет 2,5 МВА
  • Базовое КВ для стороны LT (вторичный и нисходящий трансформатор) составляет 415 В

Уровень неисправности на стороне HT (до подстанции):

(1) Уровень отказа от входящей линии HT до выключателя HT

  • HT Кабель, используемый от HT, входящего в выключатель HT, имеет 5 проводов, 50 метров, 6.6 кВ, 3 сердечника, 400 кв. Мм, алюминиевый кабель, сопротивление кабеля 0,1230 Ом / км и реактивное сопротивление кабеля - 0,0990 Ом / км.
  • Общее сопротивление кабеля (R) = (Длина кабеля X Сопротивление кабеля) / Нет кабеля.
  • Общее сопротивление кабеля = (0,05 х 0,1230) / 5
  • Общее сопротивление кабеля = 0,001023 Ом
  • Общее реактивное сопротивление кабеля (X) = (Длина кабеля X Реактивное сопротивление кабеля) / Нет кабеля.
  • Общее реактивное сопротивление кабеля = (0,05X0,0990) / 5
  • Общее сопротивление кабеля = 0.00099 Ом
  • Общее сопротивление кабеля (Zc1) = √ (RXR) + (XxX )
  • Полное сопротивление кабеля (Zc1) = 0,0014235 Ом ——– (1)
  • U Реактивное сопротивление в H.T. Входные клеммы выключателя (X Pu) = уровень неисправности / база KVA
  • U Реактивное сопротивление в H.T. Входящие клеммы выключателя (X Pu) = 360/6
  • U. Реактивное сопротивление в H.T. Входные клеммы выключателя (X Pu) = 0,01666 PU —— (2)
  • Полное сопротивление до выключателя HT (Z Pu-a) = (Zc1) + (X Pu) = (1) + (2)
  • Полное сопротивление до выключателя HT (Z Pu-a) = 0.001435 + 0,01666
  • Полное сопротивление до выключателя HT (Z Pu-a) = 0,0181 Ом .—— (3)
  • Неисправность MVA на выключателе HT = базовая MVA / Z Pu-a.
  • Ошибка MVA на выключателе HT = 6 / 0,0181
  • Неисправность MVA на выключателе HT = 332 МВА
  • Ток неисправности = Неисправность MVA / Base KV
  • Ток неисправности = 332 / 6,6
  • Ток повреждения на выключателе HT = 50 KA

(2) Уровень отказа от выключателя HT к первичной стороне трансформатора

  • HT Кабель, используемый от выключателя HT к трансформатору, имеет 3 прохода, 400 метров, 6.6 кВ, 3 сердечника, 400 кв. Мм, алюминиевый кабель, сопротивление кабеля 0,1230 Ом / км и реактивное сопротивление кабеля - 0,0990 Ом / км.
  • Общее сопротивление кабеля (R) = (Длина кабеля X Сопротивление кабеля) / Нет кабеля.
  • Общее сопротивление кабеля = (0,4X0,1230) / 3
  • Общее сопротивление кабеля = 0,01364 Ом
  • Общее реактивное сопротивление кабеля (X) = (Длина кабеля X Реактивное сопротивление кабеля) / Нет кабеля.
  • Общее реактивное сопротивление кабеля = (0,4X0,0990) / 5
  • Общее сопротивление кабеля = 0.01320 Ω
  • Общее сопротивление кабеля (Zc2) = √ (RXR) + (XxX )
  • Полное сопротивление кабеля (Zc2) = 0,01898 Ом ——– (4)
  • U Сопротивление на первичной стороне трансформатора (Z Pu) = (Zc2 X Base KVA) / (База KV x Base KVx1000)
  • Импеданс
  • U на первичной стороне трансформатора (Z Pu) = (0,01898X6) /(6,6 × 6,6 × 1000)
  • U Сопротивление на первичной стороне трансформатора (Z Pu) = 0,0026145 PU —— (5)
  • Полное сопротивление (Z Pu) = (4) + (5)
  • Полное сопротивление (Z Pu) = 0.01898 + 0,0026145
  • Полное сопротивление (Z Pu) = 0,00261 —— (6)
  • Полное полное сопротивление до первичной стороны трансформатора (Z Pu-b) = (Z Pu) + (Z Pu-a) = (6) + (3)
  • Полное сопротивление до первичной стороны трансформатора (Z Pu-b) = 0,00261 + 0,0181
  • Полное сопротивление до первичной стороны трансформатора (Z Pu-b) = 0,02070 Ом .—– (7)
  • Неисправность MVA на первичной стороне трансформатора. = База MVA / Z Pu-b.
  • Ошибка MVA на первичной стороне трансформатора = 6/0.02070
  • Неисправность MVA на первичной стороне трансформатора = 290 МВА
  • Ток неисправности = Неисправность MVA / Base KV
  • Ток неисправности = 290 / 6,6
  • Ток повреждения на первичной стороне трансформатора = 44 KA

(3) Уровень отказа от первичной стороны трансформатора до вторичной стороны трансформатора:

  • Трансформатор номинальный 2,5 МВА и сопротивление трансформатора 6%.
  • % Реактивное сопротивление на базовой кВА = ( Базовая кВА x% сопротивления при номинальной кВА) / Номинальная кВА
  • % Реактивное сопротивление на базовой KVA = (2.5X6) /2.5
  • % Реактивное сопротивление на базовой КВА = 6%
  • U. Реактивное сопротивление трансформатора (Z Pu) =% реактивного сопротивления / 100
  • U. Реактивное сопротивление трансформатора (Z Pu) = 6/100 = 0,06 Ом —– (8)
  • Всего П.У. полное сопротивление до вторичной обмотки трансформатора (Z Pu-c) = (Z Pu) + (Z Pu-b) = (7) + (8)
  • Всего П.U. импеданс до вторичной обмотки трансформатора (Z Pu-c) = 0,06 + 0,02070
  • Всего П.У. сопротивление до вторичной обмотки трансформатора (Z Pu-c) = 0,0807 Ом —– (9)
  • Неисправность MVA на вторичной обмотке трансформатора = База MVA / Z Pu-c
  • Ошибка MVA на вторичной обмотке трансформатора = 2,5 / 0,0807
  • Неисправность МВА на вторичной обмотке трансформатора = 31 МВА
  • Ток неисправности = Неисправность MVA / Base KV
  • Ток неисправности = 31 / (1.732 × 0,415)
  • Ток повреждения на вторичной обмотке трансформатора = 43 KA

Уровень отказа на стороне LT (от подстанции до нисходящего потока):

(4) Уровень отказа от вторичной обмотки трансформатора к главной панели LT

    Кабель LT
  • , используемый от вторичной обмотки трансформатора к главной панели LT, имеет 13-жильный, 12-метровый, 1 кВ, 3,5C x 400 кв. Мм алюминиевый кабель, сопротивление кабеля 0,1230 Ом / км и реактивное сопротивление кабеля - 0,0618 Ом / км.
  • Общее сопротивление кабеля (R) = (Длина кабеля X Сопротивление кабеля) / Нет кабеля.
  • Общее сопротивление кабеля = (0,012X0,1230) / 13
  • Общее сопротивление кабеля = 0,00009 Ом
  • Общее реактивное сопротивление кабеля (X) = (Длина кабеля X Реактивное сопротивление кабеля) / Нет кабеля.
  • Общее реактивное сопротивление кабеля = (0,012X0,0618) / 13
  • Общее реактивное сопротивление кабеля = 0,00006 Ом
  • Общее сопротивление кабеля (Zc3) = √ (RXR) + (XxX )
  • Полное сопротивление кабеля (Zc3) = 0,00011 Ом ——– (10)
  • Импеданс U на главной панели LT (Z Pu) = (Zc3 X Base KVA) / (База KV x Base KVx1000)
  • Импеданс
  • U на главной панели LT (Z Pu) = (0.00011X2,5 × 1000) / (0,415 × 0,415X1000)
  • P P.U Импеданс на главной панели LT (Z Pu) = 001601 Ом —— (11)
  • Полный импеданс до главной панели LT (Z Pu-d) = (Zc3) + (Z Pu-c) = (11) + (9)
  • Полное сопротивление до основной панели LT (Z Pu-d) = 0,001601 +0,0807
  • Полное сопротивление до главной панели LT (Z Pu-d) = 0,082306 Ом .—— (12)
  • Неисправность MVA на главной панели LT = База MVA / Z Pu-a.
  • Ошибка MVA на главной панели LT = 2.5 / 0,082306
  • Ошибка MVA на главной панели LT = 30 МВА
  • Ток неисправности = Неисправность MVA / Base KV
  • Ток неисправности = 30 / (1,732X0,415)
  • Ток повреждения на главной панели Lt = 42 KA

(5) Уровень неисправности от главной панели LT к вспомогательной панели:

    Кабель LT
  • , используемый от основной панели LT к вспомогательной панели, имеет 2 прохода, 160 метров, 1 кВ, 3,5C x 400 кв. Мм, алюминиевый кабель, сопротивление кабеля 0.1230 Ом / км, а сопротивление кабеля - 0,0618 Ом / км.
  • Общее сопротивление кабеля (R) = (Длина кабеля X Сопротивление кабеля) / Нет кабеля.
  • Общее сопротивление кабеля = (0.160X0.1230) / 2
  • Общее сопротивление кабеля = 0,008184 Ом
  • Общее реактивное сопротивление кабеля (X) = (Длина кабеля X Реактивное сопротивление кабеля) / Нет кабеля.
  • Общее реактивное сопротивление кабеля = (0.160X0.0618) / 2
  • Общее сопротивление кабеля = 0,004944 Ом
  • Общее сопротивление кабеля (Zc4) = √ (RXR) + (XxX )
  • Полное сопротивление кабеля (Zc4) = 0.0095614 Ом ——– (13)
  • Импеданс U на вспомогательной панели (Z Pu) = (Zc4 X Base KVA) / (База KV x Base KVx1000)
  • Импеданс
  • U на дополнительной панели (Z Pu) = (0,0095614 X2,5 × 1000) / (0,415 × 0,415X1000)
  • P P.U Импеданс на вспомогательной панели (Z Pu) = 13879 Ом —— (14)
  • Полный импеданс до вспомогательной панели (Z Pu-e) = (Zc4) + (Z Pu-d) = (14) + (12)
  • Полное сопротивление до вспомогательной панели (Z Pu-e) = 0,13879 +0,082306
  • Полное сопротивление до вспомогательной панели (Z Pu-e) = 0.2211 Ом .—— (15)
  • Неисправность MVA на дополнительной панели = База MVA / Z Pu-a.
  • Ошибка MVA на дополнительной панели = 2,5 / 0,2211
  • Ошибка MVA на дополнительной панели = 11 МВА
  • Ток неисправности = Неисправность MVA / Base KV
  • Ток неисправности = 11 / (1,732X0,415)
  • Ток повреждения на вспомогательной панели = 16 KA

(6) Уровень отказа от вспомогательной панели к панели управления двигателем:

    Кабель
  • LT, используемый от вспомогательной панели к панели управления двигателем, имеет 6 проводов, 150 метров, 1 кВ, 3.Алюминиевый кабель 5C x 400 кв. Мм, сопротивление кабеля 0,1230 Ом / км и реактивное сопротивление кабеля 0,0739 Ом / км.
  • Общее сопротивление кабеля (R) = (Длина кабеля X Сопротивление кабеля) / Нет кабеля.
  • Общее сопротивление кабеля = (0.150X0.1230) / 6
  • Общее сопротивление кабеля = 0,003075 Ом
  • Общее реактивное сопротивление кабеля (X) = (Длина кабеля X Реактивное сопротивление кабеля) / Нет кабеля.
  • Общее сопротивление кабеля = (0,150X0,0739) / 6
  • Общее сопротивление кабеля = 0.0018475 Ом
  • Общее сопротивление кабеля (Zc5) = √ (RXR) + (XxX )
  • Полное сопротивление кабеля (Zc4) = 0,003587 Ом ——– (16)
  • Импеданс U на панели управления двигателем (Z Pu) = (Zc5 X Base KVA) / (База KV x База KVx1000)
  • Импеданс
  • U на панели управления двигателем (Z Pu) = (0,003587 X2,5 × 1000) / (0,415 × 0,415X1000)
  • P P.U Импеданс на панели управления двигателем (Z Pu) = 05207 Ом —— (17)
  • Полное сопротивление до панели управления двигателем (Z Pu-f) = (Zc5) + (Z Pu-e) = (17) + (15)
  • Полное сопротивление до панели управления двигателем (Z Pu-e) = 0.13879 +0,2211
  • Полное сопротивление до панели управления мотора (Z Pu-e) = 0,27317 Ом .—— (15)
  • Неисправность MVA на панели управления двигателем = База MVA / Z Pu-a.
  • Ошибка MVA на панели управления двигателем = 2,5 / 0,27317
  • Неисправность MVA на панели управления двигателем = 9 МВА
  • Ток неисправности = Неисправность MVA / Base KV
  • Ток неисправности = 9 / (1,732X0,415)
  • Ток повреждения на панели управления двигателем = 13 KA

Краткое изложение расчета:

Sr.№ Место неисправности Неисправность MVA Ток повреждения (KA)

1

At HT Автоматический выключатель

332

50

2

на первичной стороне трансформатора

290

44

3

на вторичной стороне трансформатора

31

43

4

At Main LT Panel

30

42

5

на дополнительной главной панели

11

16

6

На панели управления двигателем

9

13

Нравится:

Нравится Загрузка...

Похожие

О Jignesh.Parmar (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Jignesh Parmar завершил M.Tech (Управление энергосистемой), B.E (Электрические). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членство №: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в области передачи, распределения, обнаружения краж электрической энергии, электрического обслуживания, электрических проектов (планирование, проектирование, технический анализ, координация, исполнение).В настоящее время он работает в одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия. Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Промышленная Электрикс» (Австралийские энергетические публикации). Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блогер и знаком с английским, хинди, гуджарати, французским языками.Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновить себя по различным инженерным темам.

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о