Ток короткого замыкания формула: Расчет тока короткого замыкания в сети 0,4 кВ

Короткое замыкание — урок. Физика, 8 класс.

Каждый раз, когда вы вставляете вилку электроприбора в розетку, вы замыкаете электрическую цепь, и по ней начинает течь электрический ток.

Потребитель электрического тока преобразует электрическую энергию, которая к нему поступает, в другие виды энергии — механическую (например, в электродвигателях), тепловую (в утюгах, нагревательных приборах), световую (в осветительных приборах).

При создании электроприборов обязательно рассчитываются и указываются в маркировках и технических паспортах оптимальное и максимальное значение силы тока и напряжения. При превышении максимальных значений перегрев элементов прибора может нарушить их электрическую изоляцию, повлиять на работоспособность прибора.

 

Рассмотрим простейшую электрическую цепь, которая состоит из источника тока (1), выключателя (2) и потребителя электроэнергии (3), соединённых между собой проводами (рис. 1).

 

 

Рис. \(1\). Электрическая цепь

 

Сила тока в этой цепи определяется по закону Ома:

 

I=UR, где

 

\(U\) — напряжение в сети;

\(R\) — сопротивление потребителя электроэнергии (электроприбора).

Сила тока прямо пропорциональна напряжению в сети и обратно пропорциональна сопротивлению, которое создаёт электроприбор.

Что произойдёт, если цепь замкнуть проводником так, как показано на рисунке 2, то есть между точками \(A\) и \(B\) напрямую?

 

Рис. \(2\). Электрическая цепь, возможность замыкания

 

В этом случае основная часть электрического тока потечёт по проводнику \(AB\), минуя потребитель тока, так как сопротивление участка \(AB\) намного меньше, чем сопротивление электроприбора.

При этом общее сопротивление цепи сильно уменьшится, а в результате, согласно закону Ома для участка цепи, сила тока в ней резко возрастёт. Возникнет короткое замыкание.

Короткое замыкание (КЗ) — явление резкого увеличения значения электрического тока в цепи вследствие уменьшения внешнего сопротивления до нуля.

Ток короткого замыкания прямо пропорционален ЭДС цепи и обратно пропорционален внутреннему сопротивлению ЭДС: \(I_{кз}=\frac{\varepsilon}{r}\).

Как известно из закона Джоуля-Ленца, количество теплоты \(Q\), выделяемое на участке цепи \(R\), пропорционально квадрату силы тока \(I\) на этом участке:

 

Q=I2Rt, где

 

\(t\) — время протекания тока по цепи.

 

Согласно этому закону, если при коротком замыкании ток увеличится в \(10\) раз, то количество теплоты, выделяющейся при этом, возрастёт примерно в \(100\) раз (при прочих равных условиях)!

Вот почему короткое замыкание может вызвать расплавление проводов, воспламенение изоляции и в конечном итоге привести к возгоранию горючих предметов вокруг места короткого замыкания и к пожару.
 

Чаще всего причиной короткого замыкания является нарушение изоляции проводов (из-за их износа, неправильной эксплуатации и т.п.). Также причиной короткого замыкания могут быть механические повреждения в электрической цепи или в электроприборе, а также перегрузки сети.

Источники:

Рис. 1. Электрическая цепь. © ЯКласс.
Рис. 2. Электрическая цепь, возможность замыкания. © ЯКласс.

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

В 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:

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:

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.

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:

При 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:
где 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:
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:
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:
В некоторых каталогах сопротивление токоограничивающих реакторов Хр приводится в процентах и для приведения к базисным условиям используют формулы:

в относительных единицах:

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.

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:

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: 

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:

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:

Формула расчета силы ударного тока коротких замыканий ТКЗ

Ток короткого замыкания – это резко возрастающий электрический импульс, в результате которого выделяется значительное количество тепла. Обычно ток КЗ возникает в аварийной электроустановке или системе, наиболее частая причина его появления – это повреждение изоляции проводников.

Начало процесса

После пикового возрастания электроимпульса возможны нарушения в подаче энергии, кроме того выход из строя части потребителей электроэнергии. Для того чтобы избежать этого, необходимо проектировать передающие сети с резервом на возникновение такой ситуации, кроме того периодически проводить контроль на предполагаемые пиковые нагрузки.

Причины возникновения

Основной причиной возникновения аварийной ситуации, связанной с пиковым возрастанием импульса, служит повреждение изоляции проводов. Повреждение может быть вызвано как механическим путём, так и в результате воздействия следующих факторов:

• электрический пробой вследствие излишне мощной нагрузки;
• перехлест неизолированных проводников или их соединение;
• попадание в провода животных или птиц;
• человеческий фактор;
• износ оборудования или изоляции вследствие выработки ресурса или естественный.

Для того чтобы свести к минимуму возможности возникновения КЗ в электросети, достаточно своевременно производить проверку изоляции, контролировать ресурс и естественный износ оборудования. Кроме того, снижению риска возникновения КЗ способствует наличие автоматической защиты устройств, включённых в систему электропитания, а также точное соблюдение правил монтажа и эксплуатации электросетей.

Электродуга

Принцип действия

До момента возникновения короткого замыкания ток имеет равное нормальному значение. Но в условиях соединения проводников его величина резко возрастает из-за значительного уменьшения общего сопротивления сети. После чего параметры вновь снижаются до стабильного значения. При этом распределение импульса можно кратко описать так.

Итак, короткое замыкание формула:

I к.з.=Uph / (Zn + Zt), где:

• I к.з. – величина тока короткого замыкания,
• Uph – фазное напряжение,
• Zn – суммарное сопротивление замкнутой сети,
• Zt – суммарное сопротивление источника.

Фактически процесс возникновения и процесс протекания можно описать так:

1. Величина тока стабильна, сеть обладает активным и индуктивным сопротивлением, которое ограничивает возможность резкого роста величины;
2. При перехлёсте проводов и возникновении явления КЗ параметры сети остаются прежними, величина ТКЗ по-прежнему стабильна и равно нормальной;
3. Переходный момент – с момента возникновения явления до восстановления установившегося режима. Расчет тока КЗ можно провести на любом отрезке этого процесса. Сила тока короткого замыкания в этот момент нестабильна, как и его напряжение.

Возникает закономерный вопрос, как рассчитать ток короткого замыкания. В переходном процессе ТКЗ рассчитывается, исходя из его элементов, в их наибольших значениях. Апериодический ток после возникновения снижается по экспоненциальной зависимости, до нулевой величины. Периодический – постоянен.

Ударный ток короткого замыкания – это максимально возможное значение тока КЗ, в момент до затухания апериодической составляющей он определяется по формуле:

I у – i пm + i аt=0, где:

• I у – ударный ток КЗ,
• i пm– амплитуда периодического тока,
• i аt – величина апериодического.

Важно! Расчет ТКЗ – достаточно сложное и ответственное занятие, проектирование энергосистемы стоит доверить профессионалам.

Опасность

Виды короткого замыкания

Фактически короткое замыкание – это непредусмотренное условиями эксплуатации соединение токоведущей линии с другой фазой или нейтралью, в результате чего возникает электрическая дуга, и выделяется значительное количество тепла. Это и является основной опасностью КЗ в быту.

В зависимости от типа сети подразделяют следующие виды:

• трехфазное – перемыкание или соединение трех фаз;
• двухфазное – перехлест двух фаз токоведущей системы;
• однофазное на землю;
• однофазное на нейтраль – перехлест фазы на землю, в качестве которой выступает изолированная нейтраль;
• двух,- и трехфазное на землю – соединение двух или более токоведущих линий с проводом заземления.

В зависимости от вероятности возникновения, расчёт тока КЗ, его силы и напряжения производится индивидуально. Возникновение аварийной ситуации предполагается при проектировании, и в энергосистему закладываются устройства автоматической защиты и прерывания.

Сопротивление сети и закон Ома

Сопротивление сети играет важную роль, протяжённость провода может достигать значительных значений, а чем выше протяжённость, тем больше сопротивление. Оно также оказывает влияние на величину тока короткого замыкания. На эту величину влияет общее суммарное сопротивление всего участка сети до источника тока.

Расчёт основан на принципе определения силы тока по его напряжению. Этот же принцип работает при определении наиболее оптимальных нагрузок на сеть. Нагрузки в нормально работающей сети стабильны и постоянны, но в аварийной ситуации процесс протекает в неконтролируемом режиме. Несмотря на это, его основные пиковые параметры вполне поддаются расчётам.

Дуга

Использование явления короткого замыкания

Помимо негативного эффекта, к которому приводит короткое замыкание в аварийных и неконтролируемых ситуациях, это явление может использоваться и в полезных целях. Нужно отметить, что в результате КЗ выделяется значительное количество тепла, и возникает электрическая дуга, контролируемое использование которой может принести немалую пользу.

Так, например, электродуговой сварочный аппарат. Принципом его работы является создание электрической дуги между электродом и поверхностью детали, в результате чего в зоне её работы повышается температура, и металл сваривается между собой. Действие в этом случае основано на явлении КЗ электрода и земли.

Стоит отметить! Величина тока и температура, создаваемая на месте сварки, достаточно велики, поэтому при работе с подобного рода оборудованием требуется соблюдать все необходимые меры предосторожности.

Аварийная защита от КЗ

Существует достаточно много устройств, обеспечивающих безопасность потребителя при коротком замыкании, в основе своей эти устройства отключают аварийный участок сети:

• плавкие предохранители различных типов;
• электрические автоматы;
• дифференциальные автоматические устройства защиты;
• токоограничители.

Наиболее простым, но в тоже время эффективным способом защиты от возникновения короткого замыкания служит включение в электросеть плавких предохранителей. При повышенной нагрузке нить таких предохранителей плавится и перегорает, тем самым обрывая от источника повреждённый участок сети.

Но, помимо высокой эффективности, эти устройства обладают рядом недостатков. В первую очередь, это необходимость их постоянной замены и работа только при определенных нагрузках. При дефиците таких предохранителей их зачастую заменяли «жучками», которые могли служить проводником тока, но не выполняли функции предохранителей, что, в свою очередь, могло привести к печальным последствиям.

Также достаточно эффективным и надёжным средством обеспечения безопасности служат автоматические выключатели, также известные как электрические автоматы. Принцип их действия основан на использовании тепловых реле. При нагреве пластины сверх нормы они расширяются и отключают автомат, для включения сети достаточно просто включить его обратно. Эти устройства более удобны, чем плавкие предохранители, более эффективны в работе.

Дифференциальные автоматы отключают ток даже при небольших изменениях параметров тока на подключённом к ним участке, эти устройства наиболее эффективны и безопасны, но в тоже время достаточно дорого стоят.

Токоограничивающий реактор применяется в сетях высокого напряжения, использование этих устройств, рассчитанных на промышленные нагрузки, в быту нерационально. Практически это катушка, последовательно включённая в токоведущую сеть. При коротком замыкании реактор принимает энергию на себя. В настоящее время применяются токоограничители различных конструкций.

Важно! Использование «жучков» вместо плавких предохранителей может грозить выходом из строя электрооборудования, а также пожаром!

Предохранитель

Мощность источника питания

Исходя из этого параметра сети, можно оценить разрушительную работу при аварийной ситуации. Рассчитываются время протекания КЗ, пиковые величины и размер.

Для примера достаточно рассмотреть медный провод, подключённый к бортовой сети автомашины, и такой же отрезок провода, смонтированный в бытовой электросети напряжением 220V. Если в автомобиле из строя выйдут предохранители, или сгорит аккумулятор, при их отсутствии, то в бытовой сети просто отключится электроэнергия из-за перегрева автомата, но если, как и предохранители в автомашине, он вышел из строя, провод просто сгорит. Ситуация, что ток КЗ воздействует на источник питания маловероятна, так как протяжённость проводов, а, значит, и сопротивление сети достаточно большие, и ТКЗ просто не дойдёт до трансформатора.

Расчёт тока короткого замыкания производится несколькими различными методиками, они позволят определить все необходимые параметры с нужной точностью. Кроме того, можно измерить сопротивление схемы по способу «фаза-ноль», расчёт с использованием этого параметра делает расчет токов короткого замыкания более точным и позволяет откорректировать безопасные значения и необходимые устройства при проектировании электросети. В настоящее время существуют онлайн-калькуляторы для расчета параметров и величин КЗ. Рассчитывать параметры ТКЗ и систему безопасности через них довольно удобно и быстро.

Сварочная дуга

Видео

Оцените статью:

Определить ток короткого замыкания источника тока, если при внешнем сопротивлении

Условие задачи:

Определить ток короткого замыкания источника тока, если при внешнем сопротивлении 50 Ом ток в цепи 0,2 А, а при сопротивлении 110 Ом ток – 0,1 А.

Задача №7.2.11 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(R_1=50\) Ом, \(I_1=0,2\) А, \(R_2=110\) Ом, \(I_2=0,1\) А, \(I_{кз}-?\)

Решение задачи:

Запишем три раза закон Ома для полной цепи – для случая, когда внешнее сопротивление цепи равно \(R_1\), когда внешнее сопротивление цепи равно \(R_2\), и когда в цепи течет ток короткого замыкания (то есть когда внешнее сопротивление цепи равно нулю).

\[\left\{ \begin{gathered}
{I_1} = \frac{{\rm E}}{{{R_1} + r}} \;\;\;\;(1)\hfill \\
{I_2} = \frac{{\rm E}}{{{R_2} + r}} \;\;\;\;(2)\hfill \\
{I_{кз}} = \frac{{\rm E}}{r} \hfill \;\;\;\;(3)\\
\end{gathered} \right.\]

Поделим уравнение (1) на уравнение (2), тогда получим:

\[\frac{{{I_1}}}{{{I_2}}} = \frac{{{R_2} + r}}{{{R_1} + r}}\]

Перемножим “крест-накрест”:

\[{I_1}\left( {{R_1} + r} \right) = {I_2}\left( {{R_2} + r} \right)\]

Раскроем скобки:

\[{I_1}{R_1} + {I_1}r = {I_2}{R_2} + {I_2}r\]

Все члены с \(r\) перенесем в левую сторону, остальные – в правую:

\[{I_1}r – {I_2}r = {I_2}{R_2} – {I_1}{R_1}\]

Вынесем в левой части внутреннее сопротивление \(r\) за скобки, чтобы в дальнейшем выразить его:

\[r\left( {{I_1} – {I_2}} \right) = {I_2}{R_2} – {I_1}{R_1}\]

\[r = \frac{{{I_2}{R_2} – {I_1}{R_1}}}{{{I_1} – {I_2}}}\;\;\;\;(4)\]

Из формулы (3) видно, что для расчета тока короткого замыкания нам нужно еще знать ЭДС источника \(\rm E\). Его можно выразить из формул (1) или (2):

\[{\rm E} = {I_1}\left( {{R_1} + r} \right)\;\;\;\;(5)\]

В итоге, сначала по формуле (4) произведем расчет внутреннего сопротивления, далее по формуле (5) найдем значение ЭДС, а потом уже по формуле (3) найдем искомый ток короткого замыкания.

\[r = \frac{{0,1 \cdot 110 – 0,2 \cdot 50}}{{0,2 – 0,1}} = 10\;Ом\]

\[{\rm E} = 0,2 \cdot \left( {50 + 10} \right) = 12\;В\]

\[{I_{кз}} = \frac{{12}}{{10}} = 1,2\;А = 1200\;мА\]

Ответ: 1200 мА.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Допустимые токи односекундного короткого замыкания

Номинальное сечение жилы, мм²	Допустимый ток односекундного короткого замыкания кабелей, кА, с изоляцией
	из поливинилхлоридного пластиката		из сшитого полиэтилена
	с медной жилой	с алюминиевой жилой	с медной жилой	с алюминиевой жилой
1,5	0,17	—	0,21	—
2,5	0,27	0,18	0,34	0,22
4,0	0,43	0,29	0,54	0,36
6,0	0,65	0,42	0,81	0,52
10,0	1,09	0,70	1,36	0,87
16,0	1,74	1,13	2,16	1,40
25,0	2,78	1,81	3,46	2,24
35,0	3,86	2,50	4,80	3,09
50,0	5,23	3,38	6,50	4,18
70,0	7,54	4,95	9,38	6,12
95,0	10,48	6,86	13,03	8,48
120,0	13,21	8,66	16,43	10,71
150,0	16,30	10,64	20,26	13,16
185,0	20,39	13,37	25,35	16,53
240,0	26,80	17,54	33,32	21,70

При продолжительности короткого замыкания, отличающейся от 1 с, значения токов короткого замыкания, указанные в таблице , необходимо умножить на коэффициент

где τ – продолжительность короткого замыкания, с.

Максимальная продолжительность короткого замыкания не должна превышать 5 с.

Расчет тока короткого замыкания — CMP Products Limited

Ниже представлено описание принципа расчета в компании CMP Products пиковых значений тока короткого замыкания (кА) для конкретного назначения и условий монтажа.

Компания CMP Products провела более 300 испытаний на короткое замыкание. Тем не менее, провести испытание для каждого значения тока отказа, кабельной скобы, размера и типа кабеля, а также конфигурации расположения крепежных отверстий не представляется возможным.

Компания CMP Products непрерывно разрабатывает программное обеспечение с целью воспроизведения данных испытаний и обладает возможностями провести испытания кабельных скоб, кабелей, кабельных лотков и кабельных лестниц, использование которых планируется в проекте при нестандартных условиях эксплуатации.

Компания CMP также обладает опытом, позволяющим точно рассчитать пиковые значения тока короткого замыкания (кА) на основе данных дорогостоящих испытаний, проверенных в универсальной программе для испытаний.

Испытания

Начиная с испытания на короткое замыкание при расстоянии между центрами крепежных отверстий скоб в 300 мм, устанавливается максимальное безопасное пиковое значение тока короткого замыкания в кА.

В примере ниже описано успешное прохождение испытаний кабельной скобы согласно требованиям стандарта IEC 61914:2009 при токе 190 кА, диаметре кабеля 36 мм и расстоянии между центрами крепежных отверстий 300 мм.

 

Расчет максимального показателя силы, воздействующей на испытываемую кабельную скобу

Для расчета силы, воздействие которой может выдержать кабельная скоба в процессе испытания, используются результаты испытаний, проведенных по стандарту IEC 61914:2009, из таблицы:

Ft — максимальная сила, действующая на кабель (Н/м)
ip — максимальное значение тока короткого замыкания (кА)
S — расстояние между осевыми линиями двух соседних проводников, например, в трехлистной компоновке оно соответствует наружному диаметру кабеля (м)

В данном примере величина Ft равна 170 472,22 Н/м

Ft — это величина силы в Ньютонах на метр, требуемая для расчета максимального значения силы, воздействие которой сможет выдерживать кабельная скоба, и которое должно быть умножено на расстояние между центрами крепежных отверстий кабельных скоб:

Максимальное значение силы, действующей на кабельную скобу = Ft (Н/м) x расстояние между центрами крепежных отверстий (м)

В данном примере максимальная сила, действующая на кабельную скобу (с учетом расстояния между центрами крепежных отверстий, равного 0,3 м), = 51 141,67 Н

Расчет показателя Ft для новых условий

После расчет максимальной силы, действующей на кабельную скобу, формула будет преобразована с целью расчета максимального КЗ при иных значениях расстояния между центрами крепежных отверстий, диаметров кабелей и пр.

Сперва необходимо рассчитать значение ip, если расстояние между центрами крепежных отверстий увеличилось до 600 мм, затем рассчитать значение Ft:

Ft — максимальная сила, действующая на кабель (Н/м)
ip — максимальное значение тока короткого замыкания (кА)
S — расстояние между осевыми линиями двух соседних проводников, т. е. наружный диаметр кабеля (м)

В данном примере значение Ft = 85 236,11 (Н/м)

После расчета значения Ft для данных условий эксплуатации следует рассчитать значение ip.

Расчет показателя i для новых условий

Ft — максимальная сила, действующая на кабель (Н/м)
ip— максимальное значение тока короткого замыкания (кА)
S — расстояние между осевыми линиями двух соседних проводников, т. е. наружный диаметр кабеля (м)

Значение ip в данном примере = 134,35 кА

Опыт показывает, что эти значения всегда ниже тех, которых удается достичь в условиях физического испытания. Это подтверждает учет показателя безопасности в расчетах стандарта IEC 61914:2009. И это хорошо, поскольку означает, что рассчитанные значения всегда указаны с запасом.

Это также значит, что значение Ft (максимальная сила, действующая на каждую кабельную скобу), полученное по результатам испытаний, следует использовать только с учетом расстояний между центрами крепежных отверстий, которые в действительности меньше тех, что были использованы в процессе испытания, в качестве величины для расчета значений ip. Не рекомендуется проводить расчет в обратном порядке, поскольку это будет противоречить показателю безопасности, использованному в стандартной ситуации, что приведет к получению нереалистичных значений ip.

Пример:

Кабель и кабельная скоба успешно прошли испытания по стандарту 61914:2009 при значении 150 кА и расстоянии между центрами крепежных отверстий 600 мм (рассчитанное значение ip составило 134,35 кА, что, по сути, превышает максимально возможное на ~12 %)

С учетом полученного нового значения ip рассчитываем значение Ft:

Ft — максимальная сила, действующая на кабель (Н/м)
ip — максимальное значение тока короткого замыкания (кА)
S — расстояние между осевыми линиями двух соседних проводников, т. е. наружный диаметр кабеля (м)

В данном примере величина Ft = 106 250 Н/м

В данном примере максимальная сила, действующая на кабельную скобу (с учетом расстояния между центрами крепежных отверстий, равного 0,6 м) = 63 750 Н

Если данное максимальное значение силы, действующей на каждую кабельную скобу, использовалось в качестве основы для расчета значения ip с учетом расстояния между центрами крепежных отверстий, равного 0,3 м, тогда значение Ft должно равняться 212 500 Н/м

В этом случае значение ip будет составлять 212,13 кА — ЭТО ЧРЕЗМЕРНО ВЫСОКОЕ ЗНАЧЕНИЕ! При условии, что расстояние между центрами крепежных отверстий составляло 300 мм, было достигнуто значение всего 190 кА в условиях физического испытания. Это указывало на то, что кабельная скоба уже выдерживает близкую к предельной нагрузку.

Уточняющий расчет:

При расчете величины ip используйте только величину Ft (максимальная сила, действующая на каждую кабельную скобу), полученную по результатам испытаний при коротких расстояниях между центрами крепежных отверстий, а не при тех расстояниях, которые будут использоваться в реальных условиях. Проводить расчеты в обратном порядке опасно, поскольку это будет противоречить учтенному в стандартных расчетах показателю безопасности, что приведет к получению нереалистичных значений ip.

С целью максимально точного расчета и наибольшей безопасности конструкции CMP рекомендует использовать данные, полученные в результате испытаний CMP кабельных скоб, закрепленных на максимально близком (и наименьшем) расстоянии до целевых центров крепежных отверстий для расчета значения ip, например:

Если скобы необходимо крепить на расстоянии 500 мм, в качестве основного для расчета значения ip используйте показатель силы, рассчитанный для расстояния между центрами крепежных отверстий в 300 мм, полученный в результате испытания CMP.

Если скобы необходимо крепить на расстоянии 900 мм, в качестве основного для расчета значения ip используйте показатель силы, рассчитанный для расстояния между центрами крепежных отверстий в 600 мм, полученный в результате испытания CMP.

Расчет ударного тока КЗ в сети свыше 1 кВ

В данной статье речь пойдет о вычислении ударного тока к.з. в сети свыше 1 кв, согласно РД 153-34.0-20.527-98.

При выборе аппаратов и проводников учитывают ударный ток к.з. наступающий через 0,01 с с момента возникновения короткого замыкания.

Ударным током (iуд.) принято называть наибольшее возможное мгновенное значение тока к.з (см. рис.5 [Л1, с.11]).

Расчет ударного тока к.з. для схемы с последовательным включением элементов

Для схем с последовательным включением элементов ударный ток к.з. определяется по выражению 5.16 [Л3, с.48]:

где:

• Iп.о – начальное значение апериодической слагающей трехфазного тока к.з.
• Kуд – ударный коэффициент для времени t = 0,01 с, определяется по одной из следующих выражений 5.17 – 5.19 [Л3, с.48]:

Если же Xэк/Rэк > 5, допускается определять ударный коэффициент по выражению 5.20 [Л3, с.48]:

Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з, определяется по выражению 65 [Л1, с.9 и 74] и по выражению 5.11 [Л3, с.46]:

где:

• Хэк и Rэк – соответственно суммарное индуктивное и активное сопротивления схемы от источника питания до места к.з.
• ω = 2πf = 2*3,14*50 = 314 – угловая частота (f = 50 Гц – частота сети).

Для ориентировочных расчетов значение Та можно определять по таблице 3.8 [Л2, с.150].

Расчет ударного тока к.з. для схемы с разветвленным включением элементов

Для схем с разветвленным включением элементов, ударный ток к.з. определяется по такой же формуле 5.16 как и при схеме с последовательном включении элементов:

Ударный коэффициент определяется по следующим выражениеям 5.17а – 5.18а [Л3, с.46]:

При Xэк/Rэк > 5, ударный коэффициент определяется по аналогичной формуле как и при схеме с последовательным включением элементов:

где: Та.эк – эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з, определяется по выражению 67 [Л1, с.9 и 74] и по выражению 5.13 [Л3, с.47]:

где:

Хэк и Rэк – соответственно суммраное индуктивное и активное сопротивления, полученные из схемы замещения, составленной из индуктивных и активных сопротивлений, поочередным исключением из нее сначала всех активных, а затем всех индуктивных сопротивлений.

Для схемы последовательного включения так и для схемы разветвленного включения согласно п.5.3.3 [Л3, с. 45].

При определении Та (Та.эк) необходимо учитывать, что синхронные машины вводяться в расчетную схему индуктивным сопротивлением обратной последовательности – Х2(ном) и сопротивлением обмотки статора при нормальной рабочей температуре – Rа.

Для асинхронных двигателей учитывается индуктивное сопротивлением обратной последовательности – Х2(ном) равное сверхпереходному индуктивному сопротивлению Х”.

Сверхпереходное сопротивление электродвигателя и сверхпереходное ЭДС междуфазное в относительных единицах, можно определить по таблице 5.2 [Л4, с.14]:

Соотношения x/r для различных элементов сети приведены ниже [Л1, с.75].

Расчет ударного тока к.з. с учетом влияния синхронных и асинхронных электродвигателей

Согласно п.5.6.3 [Л3, с.54] ударный ток к.з. от синхронных и асинхронных электродвигателей определяется по выражению 5.16 [Л3, с.48]:

где: Kуд – ударный коэффициент цепи двигателя, определяется согласно гл. 5.6 [Л3, с.54] и таблиц 2.74 — 2.75 [Л5].

Также для ориентировочных расчетов ударный коэффициент для двигателей, связанных непосредственно с местом кз через линейные реакторы или кабельные линии можно определить согласно таблицы 6.3 (стр.213) типовой работы №192713.0000036.02955.000АЭ.01 «Релейная защита элементов сети собственных нужд 6,3 и 0,4 кВ электростанций с турбогенераторами» Атомэнергопроект.

Данные двигатели объединяются в один эквивалентный двигатель суммарной мощности ΣРном.дв., со средними расчетными параметрами, значения которых приведены в таблице 6.3.

Литература:

1. Беляев А.В. Как рассчитать ток короткого замыкания. Учебное пособие. 1983 г.
2. Электрооборудование станций и подстанций. Второе издание. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. 1980 г.
3. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования — РД 153-34.0-20.527-98.
4. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты. Учебное пособие. Часть первая. И.Л.Небрат 1996 г.
5. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

Простой метод расчета тока короткого замыкания

Чтобы глубже изучить простой способ расчета тока короткого замыкания, мы должны сначала разработать нашу базу знаний по основам анализа короткого замыкания.

«Анализ тока короткого замыкания используется для определения величины тока короткого замыкания, который способна произвести система, и сравнения величины величины короткого замыкания с номинальной мощностью отключения устройств защиты от перегрузки по току (OCPD).”

Участвуйте сейчас!

Мы только что запустили нашу серию видеоблогов Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы поговорим о всевозможных различных исследованиях и комментариях по проектированию энергосистем. Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX. Это весело, весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам и получите от этого пользу.

Основная электрическая теорема гласит, что ток короткого замыкания фактически зависит от двух наиболее важных параметров:

1. Общее сопротивление от источника до точки повреждения
2. Номинальное напряжение системы

С помощью основной формулы мы можем легко рассчитать ток короткого замыкания в месте повреждения и с помощью этих значений мы можем проанализировать систему и установить защитные устройства и защитить объект от любого серьезного повреждения или повреждения.

I_fault = V / Z

Существует множество методов расчета токов короткого замыкания, однако мы дадим вам основное представление о том, как мы можем рассчитать токи короткого замыкания в простой распределительной системе переменного тока.

Прочтите, чтобы узнать, как проще всего рассчитать ток короткого замыкания.

Предположим, что если у нас есть понижающий трансформатор 480 В / 220 В с импедансом 5%, это означает, что 5% 480 В, т.е. 24 В, приложенные к его первичной стороне, вызовут протекание номинального тока нагрузки в его первичной обмотке. вторичный.

Если 5% первичного напряжения вызовут такой ток, то 100% первичного напряжения вызовут 20-кратный (100 деленный на 5) вторичный ток с номинальной полной нагрузкой, протекающий через короткое замыкание на его вторичных выводах.

Теперь, когда мы понимаем основные переменные, которые определяют токи короткого замыкания, давайте сделаем простой расчет для той же однолинейной схемы, которая упоминалась ранее.

Чтобы предотвратить инциденты короткого замыкания в промышленных или коммерческих условиях, ознакомьтесь с более простым методом расчета тока короткого замыкания в деталях здесь.

Сообщите нам, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, и оставьте нам свой отзыв в комментариях.

Наем профессионального инженера-электрика для проведения анализа вспышки дуги и исследования короткого замыкания — отличный способ обеспечить безопасность вашего предприятия и рабочих от нежелательных инцидентов.

AllumiaX, LLC — один из ведущих поставщиков исследований энергосистем на северо-западе. Наши непревзойденные услуги и опыт сосредоточены на обеспечении адекватного анализа дугового разряда, переходной стабильности, потока нагрузки, демпфирующей цепи, короткого замыкания, координации, сети заземления и качества электроэнергии.

Чтобы узнать больше об AllumiaX в деталях, подпишитесь на нас в Facebook, LinkedIn и Twitter и будьте в курсе всех последних новостей в области электротехники.
Позвоните нам: (206) 552–8235

Начальный ток короткого замыкания — документация pandapower 2.0.0

Общее уравнение омической сети имеет вид:

SC рассчитывается в два этапа:

• вычислить вклад SC \ (I » _ {kI} \) всех элементов источника напряжения
• вычислить вклад SC \ (I » _ {kII} \) всех элементов источника тока

Эти два тока затем объединяются в общий начальный ток SC \ (I » _ {k} = I » _ {kI} + I » _ {kII} \).

Источник эквивалентного напряжения

Для расчета короткого замыкания с эквивалентным источником напряжения все источники напряжения заменяются одним эквивалентным источником напряжения \ (V_Q \) в месте повреждения. Величина напряжения на шине неисправности принимается равной:

\ [\ begin {split} V_Q = \левый\{ \ begin {array} {@ {} ll @ {}} \ frac {c \ cdot \ underline {V} _ {N}} {\ sqrt {3}} & \ text {для трехфазных токов короткого замыкания} \\ \ frac {c \ cdot \ underline {V} _ {N}} {2} & \ text {для двухфазных токов короткого замыкания} \ end {array} \ right.\ end {split} \]

, где \ (V_N \) — номинальное напряжение на шине неисправности, а c — коэффициент коррекции напряжения, который учитывает рабочие отклонения от номинального напряжения в сети.

Коэффициенты коррекции напряжения \ (c_ {min} \) для минимального и \ (c_ {max} \) для максимального токов короткого замыкания определены для каждой шины в зависимости от уровня напряжения. На уровне низкого напряжения существует дополнительное различие между сетями с допуском 6% и допуском 10% для \ (c_ {max} \):

Уровень напряжения		\ (c_ {min} \)	\ (c_ {max} \)
<1 кВ	Допуск 6%	0.95	1,05
	Допуск 10%		1,10
> 1 кВ		1,00

Вклад источника напряжения

Для расчета вклада всех элементов источника напряжения сделаны следующие допущения:

1. Рабочие токи на всех автобусах не учитываются
2. Все текущие элементы источника не учитываются
3. Напряжение на шине неисправности равно \ (V_Q \)

Для расчета короткого замыкания на шине \ (j \) это дает следующие уравнения сети:

\ [\ begin {split} \ begin {bmatrix} \ underline {Y} _ {11} & \ dots & \ dots & \ underline {Y} _ {n1} \\ [0.3em] \ vdots & \ ddots & & \ vdots \\ [0.3em] \ vdots & & \ ddots & \ vdots \\ [0.3em] \ underline {Y} _ {1n} & \ dots & \ dots & \ underline {Y} _ {nn} \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} \ underline {V} _ {1} \\ \ vdots \\ V_ {Qj} \\ \ vdots \\ \ underline {V} _ {n} \ end {bmatrix} знак равно \ begin {bmatrix} 0 \\ \ vdots \\ \ underline {I} » _ {kIj} \\ \ vdots \\ 0 \ end {bmatrix} \ end {split} \]

, где \ (\ underline {I} » _ {kIj} \) — вклад источника напряжения в ток короткого замыкания на шине \ (j \).Напряжения на всех шинах неисправности и ток на шинах неисправности неизвестны. Чтобы найти \ (\ underline {I} » _ {kIj} \), умножаем на инвертированную матрицу проводимости узловых точек (матрицу импеданса):

\ [\ begin {split} \ begin {bmatrix} \ underline {V} _ {1} \\ \ vdots \\ [0,4em] V_ {Qj} \\ [0,4em] \ vdots \\ \ underline {V} _ {n} \ end {bmatrix} знак равно \ begin {bmatrix} \ underline {Z} _ {11} & \ dots & \ dots & \ dots & \ underline {Z} _ {n1} \\ \ vdots & \ ddots & & & \ vdots \\ \ vdots & & \ underline {Z} _ {jj} & & \ vdots \\ \ vdots & & & \ ddots & \ vdots \\ \ underline {Z} _ {1n} & \ dots & \ dots & \ dots & \ underline {Z} _ {nn} \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} 0 \\ \ vdots \\ [0.25em] \ underline {I} » _ {kIj} \\ [0,25em] \ vdots \\ 0 \ end {bmatrix} \ end {split} \]

Ток короткого замыкания для шины m теперь имеет вид:

\ [I » _ {kIj} = \ frac {V_ {Qj}} {Z_ {jj}} \]

Для расчета вектора токов короткого замыкания на всех шинах уравнение можно расширить следующим образом:

\ [\ begin {split} \ begin {bmatrix} \ underline {V} _ {Q1} & \ dots & \ underline {V} _ {n1} \\ [0.4em] \ vdots & \ ddots & \ vdots \\ [0.4em] \ underline {V} _ {1n} & \ dots & \ underline {V} _ {Qn} \ end {bmatrix} знак равно \ begin {bmatrix} \ underline {Z} _ {11} & \ dots & \ underline {Z} _ {n1} \\ [0.8em] \ vdots & \ ddots & \ vdots \\ [0.8em] \ underline {Z} _ {1n} & \ dots & \ underline {Z} _ {nn} \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} \ underline {I} » _ {kI1} & \ dots & 0 \\ [0.8em] \ vdots & \ ddots & \ vdots \\ [0.8em] 0 & \ точки & \ подчеркивание {I} » _ {kIn} \ end {bmatrix} \ end {split} \]

, что дает:

\ [\ begin {split} \ begin {bmatrix} I » _ {kI1} \\ [0,25em] \ vdots \\ [0,25em] Я » _ {кин} \\ \ end {bmatrix} знак равно \ begin {bmatrix} \ frac {V_ {Q1}} {Z_ {11}} \\ \ vdots \\ \ frac {V_ {Qn}} {Z_ {nn}} \ end {bmatrix} \ end {split} \]

Таким образом, все токи короткого замыкания могут быть рассчитаны одновременно с одной инверсией матрицы проводимости узловых точек.

Если указан импеданс повреждения, он добавляется к диагонали матрицы импеданса. Токи короткого замыкания на всех автобусах рассчитываются как:

\ [\ begin {split} \ begin {bmatrix} I » _ {kI1} \\ [0,25em] \ vdots \\ [0,25em] Я » _ {кин} \\ \ end {bmatrix} знак равно \ begin {bmatrix} \ frac {V_ {Q1}} {Z_ {11} + Z_ {fault}} \\ \ vdots \\ \ frac {V_ {Qn}} {Z_ {nn} + Z_ {fault}} \ end {bmatrix} \ end {split} \]

Вклад текущего источника

Для расчета составляющей тока источника тока SC все источники напряжения закорачиваются, и рассматриваются только источники тока.В этом случае токи шины выражаются как:

.

\ [\ begin {split} \ begin {bmatrix} I_1 \\ [0.2em] \ vdots \\ [0.2em] I_m \\ [0,2em] \ vdots \\ В \ end {bmatrix} знак равно \ begin {bmatrix} 0 \\ [0.2em] \ vdots \\ [0.2em] \ underline {I} » _ {kIIj} \\ [0.2em] \ vdots \\ 0 \ end {bmatrix} — \ begin {bmatrix} I » _ {kC1} \\ [0.2em] \ vdots \\ [0.2em] \ underline {I} » _ {kCj} \\ [0.2em] \ vdots \\ Я » _ {kCn} \ end {bmatrix} знак равно \ begin {bmatrix} -I » _ {kC1} \\ [0.2em] \ vdots \\ [0.2em] \ underline {I} » _ {kIIj} — \ underline {I} » _ {kCj} \\ [0.2em] \ vdots \\ -I » _ {kCn} \ end {bmatrix} \ end {split} \]

, где \ (I » _ {kC} \) — токи SC, которые подводятся преобразователем на каждой шине, а \ (\ underline {I} » _ {kIIj} \) — вклад элементов преобразователя в неисправная шина \ (j \).Если известно, что напряжение на шине неисправности равно нулю, уравнения сети имеют следующий вид:

\ [\ begin {split} \ begin {bmatrix} \ underline {V} _ {1} \\ \ vdots \\ [0,4em] 0 \\ [0.4em] \ vdots \\ \ underline {V} _ {n} \ end {bmatrix} знак равно \ begin {bmatrix} \ underline {Z} _ {11} & \ dots & \ dots & \ dots & \ underline {Z} _ {n1} \\ \ vdots & \ ddots & & & \ vdots \\ \ vdots & & {Z} _ {jj} & & \ vdots \\ \ vdots & & & \ ddots & \ vdots \\ \ underline {Z} _ {1n} & \ dots & \ dots & \ dots & \ underline {Z} _ {nn} \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} -I » _ {kC1} \\ [0.{n} {\ underline {Z} _ {jm} \ cdot \ underline {I} _ {kC, m}} \]

Чтобы рассчитать все токи SC при КЗ на каждой шине одновременно, это можно обобщить в следующее матричное уравнение:

\ [\ begin {split} \ begin {bmatrix} \ underline {I} » _ {kII1} \\ [0.5em] \ vdots \\ [0,5em] \ vdots \\ [0,5em] \ underline {I} » _ {kIIn} \ end {bmatrix} = \ begin {bmatrix} \ underline {Z} _ {11} & \ dots & \ dots & \ underline {Z} _ {n1} \\ [0.3em] \ vdots & \ ddots & & \ vdots \\ [0.3em] \ vdots & & \ ddots & \ vdots \\ [0.3em] \ underline {Z} _ {1n} & \ dots & \ dots & \ underline {Z} _ {nn} \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} \ frac {I » _ {kC1}} {\ underline {Z} _ {11}} \\ [0.25em] \ vdots \\ \ vdots \\ [0,25em] \ frac {I » _ {kCn}} {\ underline {Z} _ {nn}} \ end {bmatrix} \ end {split} \]

дуговой ток короткого замыкания | Журнал для подрядчиков по электротехнике

Эта статья является второй в серии, в которой предлагается пошаговый подход к выполнению расчетов вспышки дуги. Первая часть, «Расчетное введение», появилась в январском выпуске ELECTRICAL CONTRACTOR за 2016 год.

Токи дугового короткого замыкания

Первым шагом в выполнении расчетов вспышки дуги является определение величины дугового тока короткого замыкания, который может протекать во время вспышки дуги. Это ток, который течет через воздушный зазор между проводниками. Обычно он создается либо из-за разрыва проводящих объектов, либо из-за плавления проводника. Во время дугового короткого замыкания дуга имеет сопротивление, из-за чего ток дугового короткого замыкания становится меньше, чем ток короткого замыкания на болтах.

IEEE 1584 — Руководство IEEE по выполнению расчетов опасности дугового разряда содержит два набора уравнений для расчета тока дугового короткого замыкания. Один предназначен для систем, работающих от 208 вольт (В) до 1000 В, а другой используется для систем, работающих от 1000 до 15 000 В.

Расчет основан на использовании болтового трехфазного тока короткого замыкания, полученного при стандартном исследовании короткого замыкания. Это значение — вместе с другими переменными, такими как расстояние дуги, и происходит ли вспышка дуги на открытом воздухе или в кожухе — вводится в уравнение.Согласно уравнениям, если дуга возникает в помещении, проводящая плазма более концентрирована, поэтому результирующий ток дуги будет меньше, чем если бы дуга возникла на открытом воздухе. Для систем, работающих до 1000 В, в уравнениях используется коэффициент «К», чтобы учесть эту разницу. Для вспышки дуги на открытом воздухе используется значение K, равное –0,153. Если расчет выполняется для дуги, возникающей в коробке, которая представляет корпус оборудования, тогда значение K равно –0,097.

Уравнения для расчета тока короткого замыкания дуги для систем с напряжением 1 киловольт (кВ) могут показаться сложными.Однако на самом деле это серия небольших шагов, которые по отдельности намного проще, чем кажется. Я разработал таблицу расчета дугового короткого замыкания (см. Выше) на основе уравнений IEEE 1584, которая разбивает расчет на отдельные этапы. Каждый шаг можно решить отдельно, чтобы определить окончательный ответ.

Уравнение IEEE 1584 2002 для оценки тока короткого замыкания дуги

log I _a = K + 0,662 log I _bf + 0.0966V + 0,000526G + 0,5588V (log I _bf ) — 0,00304G (log I _bf )

Ia = 10 ^{лог Ia}

журнал = журнал ₁₀

I _a = ток дуги в килоамперах (кА)

K = –0,153 для открытого воздуха и –0,097 для дуг в ящике

I _bf = на болтах, трехфазный ток короткого замыкания в кА

В = напряжение системы в кВ

G = зазор между проводниками в миллиметрах (мм)

Пример расчета дугового тока короткого замыкания

Панель на 480 В имеет доступный трехфазный ток короткого замыкания «болтовым», равный 30 000 ампер (А), основанный на стандартном исследовании короткого замыкания.Будет рассчитан ток дугового короткого замыкания.

Шаг 1: Введите ток трехфазного короткого замыкания на болтах I _bf . Умножьте логарифм I _bf на константу 0,662.

Шаг 2: Введите напряжение системы в киловольтах и ​​умножьте его на постоянную 0,0966.

Шаг 3: Введите расстояние между проводниками в зависимости от типа оборудования. Для панели IEEE 1584 предлагает использовать 25 мм. Умножьте его на константу 0,000526.

Шаг 4: Введите трехфазный ток короткого замыкания на болтах Ibf в килоамперах и напряжение системы в киловольтах.Возьмите логарифм Ibf и умножьте его на напряжение и на константу 0,5588. Логарифм определяет порядок величины, и у большинства научных калькуляторов есть кнопка «ЖУРНАЛ», которая упрощает вычисление.

Шаг 5: Введите расстояние G зазора в миллиметрах и I _bf . Умножьте логарифм I _bf на расстояние зазора G и умножьте его на константу –0,00304.

Шаг 6: Так как это корпус, выберите значение K 0,097 для поля «.”

Шаг 7: Добавьте шаги с первого по шестой.

Шаг 8: Увеличьте число 10 до значения, которое вы нашли на шаге 7.

Конечный результат — ток дуги в килоамперах.

Для расчета тока дугового короткого замыкания в системах, работающих при напряжении от 1 кВ до 15 кВ, IEEE 1584 имеет гораздо более простое уравнение, для которого требуется только ток короткого замыкания на болтах: log I _a = 0,00402 + 0,983 X log I _bf , а общий ток дугового короткого замыкания составляет I _arccing = 10 log ^{10 (Ia)} .

Следующая колонка этой серии посвящена расчетам падающей энергии.

токов короткого замыкания | 3-фазный VS 1-фазный — PAC Basics

Введение

Расчеты короткого замыкания выполняются по нескольким причинам. В исследованиях короткого замыкания обычно используются разные характеристические значения тока короткого замыкания, например пиковый ток короткого замыкания ( i _p ), эквивалентный тепловой ток короткого замыкания ( I _th ) и т. д.рассчитаны. Также часто возникает необходимость в расчете различных типов токов короткого замыкания, например: симметричный или несимметричный. Каждое приложение использует разные значения тока короткого замыкания в качестве входных. Например, при расчетах заземления ясно, что входное значение представляет собой ток короткого замыкания между одной линией и землей. Напротив, для выбора автоматического выключателя генератора и анализа распространения гармоник требуются значения трехфазного короткого замыкания в качестве входных данных.

Исходя из этих соображений, может быть довольно сложно определить размеры электрических устройств с учетом теплового и динамического воздействия токов короткого замыкания.Для этих целей проектировщику-электрику необходимо использовать максимальные значения токов короткого замыкания. Как правило, значение трехфазного тока короткого замыкания является наивысшим значением. Но так бывает не всегда. Очень важно, чтобы проектировщик электротехники понимал, какое значение тока короткого замыкания следует принять для определения размеров электрических устройств. Основная цель этой статьи — указать на тонкую дилемму выбора правильного значения тока короткого замыкания для определения размеров электрического оборудования.Теоретический вывод сделан на очень простом примере схемы.

Трехфазный ток короткого замыкания

Предположим простую сеть в соответствии с рисунком 1. Полное сопротивление трансформатора на единицу было рассчитано по следующим базовым значениям: S _base = 100 МВА и V _base = 110 кВ.

Рисунок 1. Однолинейная схема электрической сети.

Трансформатор T1 питает распределительную нагрузку. Предположим далее, что сеть 110 кВ эксплуатируется как глухозаземленная.На рисунке 2 показана эквивалентная схема для случая трехфазного короткого замыкания в точке F:

. Рисунок 2. Схема эквивалентной последовательности для трехфазного короткого замыкания.

Трехфазное короткое замыкание является симметричным, поэтому компоненты обратной и нулевой последовательности отсутствуют. Сеть эквивалентной последовательности состоит только из сети прямой последовательности. Решетка для тока короткого замыкания,

, где индекс 1 используется для обозначения прямой последовательности

Расчет тока короткого замыкания даст,

Однофазный ток короткого замыкания

Теперь предположим возникновение однофазного (однолинейного) короткого замыкания в точке F.Величина тока короткого замыкания зависит от включения нулевой последовательности трансформатора T1 (что определяется типом трансформатора и подключением его обмотки).

Рассмотрим трансформатор оболочечного типа. Согласно [2], [3] трансформаторы кожухового типа имеют отношение нулевой последовательности к прямой последовательности в диапазоне X ₀ / X ₁ = 1:10 в зависимости от соединения обмоток трансформатора. Рассмотрим, например, отношение нулевой последовательности к прямой последовательности, X ₀ / X ₁ = 1.Это означает, что полное сопротивление нулевой последовательности трансформатора равно его импедансу прямой последовательности, Z _T0 = Z _T1 . Эквивалентная диаграмма показана на следующем рисунке.

Рисунок 3. Схема эквивалентной последовательности для однофазного короткого замыкания.

Поскольку все три импеданса последовательности равны, Z _T1 = Z _{T2 = Z T0 , мы можем рассчитать ток короткого замыкания, как показано ниже.}

Величина однофазного тока короткого замыкания в этом случае равна трехфазному току короткого замыкания.

Во втором случае рассмотрим трансформатор с сердечником (T1) с импедансом нулевой последовательности Z _T0 = 0,85 Z _T1 . Решетка для тока короткого замыкания,

В этом случае величина однофазного короткого замыкания больше, чем трехфазный ток короткого замыкания.Такая ситуация может возникнуть в случае «близких» неисправностей на глухозаземленных трансформаторах или заземляющих трансформаторах. Это особенно актуально для трансформаторов со следующими подключениями обмоток:

, где y или z заземлены со стороны низкого напряжения.

В технической литературе можно найти, что токи однофазного короткого замыкания могут в 1,5 раза превышать токи трехфазного короткого замыкания.

В сетях с глухим заземлением электрические устройства должны быть рассчитаны на большее значение тока короткого замыкания.

В незаземленных сетях (изолированные) или в резонансных сетях с заземлением через сопротивление / реактивное сопротивление однофазное короткое замыкание не может произойти (вместо этого в этих сетях происходит замыкание на землю). Следовательно, в этом типе сети значение трехфазного тока короткого замыкания всегда самое высокое.

Список литературы

[1] IEC 60909 — 0: Токи короткого замыкания в трехфазном переменном токе. системы. Часть 0: Расчет токов. Действительно с 1.10.2016.

[2] IEC 60909 — 2: Электрооборудование.Данные для расчета тока короткого замыкания в соответствии с IEC 60909. Действительно с 1.8.2000.

[3] Шлаббах Дж .: Токи короткого замыкания. Институт электротехники и технологий. Лондон, Соединенное Королевство, 2005 г.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Пиковая ошибка и среднеквадратичное значение | Что такое короткое замыкание?

Наш инструмент Product Finder позволяет вам найти продукт, идеально соответствующий вашим требованиям.

Тип продукта Кабельные зажимы (12) Кабельный ввод (106)

Код установки Горнодобывающая промышленность AS / NZS (Группа I) (15) Зоны AS / NZS (48) Подразделения класса CEC (20) Зоны класса CEC (26) Без классификации CEC (3 ) Зоны ГОСТ (36) Горнодобывающая промышленность МЭК (Группа I) (14) Несекретные зоны МЭК (45) Зоны МЭК (49) Разделы классов NEC (19) Зоны класса NEC (19) Неклассифицированные NEC (3) Зоны Норсока (11) Параллельное образование ( 8) Одинарный кабель (8) Трилистник (7)

Форма защиты 1Ex d IIC Gb X (27) 1Ex e IIC Gb X (36) 2Ex nR IIC Gc X (27) Класс I, Раздел 1 (8) Класс I , Раздел 1, Группы ABCD (8) Класс I, Раздел 2 (18) Класс I, Раздел 2, Группы ABCD (17) Класс I, Группы ABCD (6) Класс I, Группы BCD (2) Класс I, Зона 1 ( 19) Класс I, Зона 1, AEx d IIC Gb (10) Класс I, Зона 1, AEx e IIC Gb (19) Класс I, Зона 2 (19) Класс I, Зона 2, AEx d IIC Gb (10) Класс I, Зона 2, AEx e IIC Gb (12) Класс I, Зона 2, AEx nR IIC Gc (8) Класс I, Зона 20 (10) Класс I, Зона 20, AEx ta IIIC Da (10) Класс I, Зона 21 (10) Класс I, Зона 21, AEx tb IIIC Db (10) Класс I, Зона 22 (10) Класс I, зона 22, AEx tc IIIC Dc (10) Класс II, Раздел 1 (10) Класс II, Раздел 1, Группы EFG (10) Класс II, Раздел 2 (18) Класс II, Раздел 2, Группы EFG (18) Класс III, Раздел 1 (15) Класс III, Раздел 2 (13) Ex d I Mb (20) Ex d IIC Gb (36) Ex db I Mb (1) Ex db IIC Gb (1) Ex e I Mb (20 ) Ex e IIC Gb (46) Ex eb I Mb (1) Ex eb IIC Gb (3) Ex nR IIC Gc (34) Ex nRc IIC Gc (1) Ex ta IIIC Da (43) Ex ta IIIC Da X (35 ) Ex tb IIIC Db (43) Ex tb IIIC Db X (35) Ex tc IIIC Dc (43) Ex tc IIIC Dc X (35) Ex tD A21 IP66 (2) Промышленное использование (45) Обычное использование (6) Одноболтовый ( 10) Два болта (10) Влажные места (6)

Тип кабеля Броня из алюминиевой ленты (ASA) (25) Броня из алюминиевой ленты (напр.грамм. ATA) (24) Броня из алюминиевой проволоки (AWA) (34) Броня и оболочка (24) Судовой кабель с оплеткой (24) Сплошная гофрированная металлическая броня (MC-HL) — алюминий (4) Сплошная сварная гофрированная металлическая броня ( MC-HL) — Сталь (4) Гофрированная и сблокированная металлическая броня (MC) — Алюминий (4) Гофрированная и взаимосвязанная металлическая броня (MC) — Сталь (4) Сверхпрочный шнур (2) Плоский небронированный кабель (2) ) Гибкий шнур (5) Свинцовая оболочка и броня из алюминиевого провода (LC / AWA) (9) Свинцовая оболочка и гибкая проволочная броня (LC / PWA) (8) Свинцовая оболочка и однопроволочная броня (LC / SWA) (9) Свинцовая оболочка Броня из стальной ленты (LC / STA) (8) Свинцовая оболочка и броня из ленты (LC / ASA) (8) Броня из свинцовой оболочки и проволочной оплетки (8) Кабель в свинцовой оболочке, небронированный (2) M10 (12) M12 (8) Морской судовой бронированный кабель (24) Морской судовой кабель (11) Морской судовой небронированный кабель (19) Гибкая проволочная броня (PWA) (27) Экранированная и алюминиевая проволочная броня (AWA) (4) Экранированная и однопроволочная броня (SWA) ) (4) Экранированный гибкий (ЭМС) провод Тесьма (эл.грамм. CY / SY) (42) Однопроволочная броня (SWA) (38) Стальная ленточная броня (STA) (24) TECK (4) TECK 90 (4) TECK 90-HL (4) Лоток кабеля (9) Небронированный (27) Броня из проволочной оплетки (42)

Конфигурация уплотнения Двойное внешнее уплотнение (3) Внутреннее и внешнее уплотнение (28) Внутреннее барьерное уплотнение и соединение кабелепровода (2) Внутреннее барьерное уплотнение и внешнее уплотнение (18) Внутреннее барьерное уплотнение и внешнее уплотнение / соединение шланга FRAS (1) Без уплотнения (4) Наружное уплотнение (46) Наружное уплотнение / соединение кабелепровода (3) Наружное уплотнение / соединение шланга FRAS (1) Очень тяжелое (12)

Сертификаты

ABS (67) Алюминий (3) Алюминий / Нержавеющая сталь ( 1) ATEX (61) BS 6121 (45) BV (40) c-CSA-us (19) CCO-PESO (44) CSA (11) DNV-GL (41) Алюминий с эпоксидным покрытием (2) ГОСТ-К (74 ) GOST-R (44) IEC 62444 (45) IECEX (61) INMETRO (30) KCC (27) Lloyds (70) LSF (2) Полимер, одобренный LUL (2) NEPSI (34) Нейлон (2) RETIE (35) Нержавеющая сталь (6) TR-CU-EAC (38) UL (9)

Защита от затопления Осевая нагрузка (12) Боковая нагрузка (12) Нет (68) Силы короткого замыкания (8) Да (41)

Расчеты короткого замыкания с импедансом трансформатора и источника — дуговой разряд и электрическое питание

Расчеты короткого замыкания — Импеданс трансформатора и источника

Расчет короткого замыкания бесконечной шины можно использовать для определения максимального тока короткого замыкания на вторичной стороне трансформатора, используя только данные паспортной таблички трансформатора.Это хороший (и простой) метод определения МАКСИМАЛЬНОГО тока короткого замыкания через трансформатор наихудшего случая, поскольку он игнорирует импеданс источника / электросети. Игнорирование импеданса источника означает, что оно предполагается равным нулю, а напряжение, деленное на ноль, является бесконечным, отсюда часто используется термин «бесконечная шина» или «бесконечный источник».

В статье my Infinite Bus Article на сайте brainfiller.com метод бесконечной шины проиллюстрирован для расчета максимального тока короткого замыкания наихудшего случая на 480 В вторичной обмотке трансформатора на 1500 кВА.Использование подхода «бесконечная шина» или «наихудшего случая» показало доступный ток короткого замыкания 31 374 А.

Однако что, если вы оцениваете адекватность панели на вторичной обмотке с номиналом короткого замыкания 30 000 ампер? При подходе с бесконечной шиной это будет означать, что панель имеет неадекватный рейтинг прерывания. Но так ли это на самом деле? Это могло быть дорогостоящим выводом, основанным на предполагаемых (бесконечных первичных) данных.

Еще одна проблема, связанная с использованием подхода с бесконечной шиной, заключается в том, следует ли использовать расчеты короткого замыкания для исследования вспышки дуги.Это то, что я обсуждаю в моем классе обучения вспышке дуги об использовании IEEE 1584 для выполнения расчетов вспышки дуги.

При исследовании вспышки дуги более высокий ток короткого замыкания может привести к наихудшему случаю падающей энергии, но это не всегда так. Возможно, что более низкий ток короткого замыкания может привести к увеличению времени работы защитного устройства, что приведет к увеличению продолжительности вспышки дуги и увеличению общей падающей энергии.

Чтобы обеспечить более точные расчеты короткого замыкания, необходимо включить импеданс источника.Давайте посмотрим, как учесть влияние фактического тока короткого замыкания источника и эквивалентного импеданса источника. Чтобы учесть полное сопротивление источника, можно использовать ту же формулу, которая использовалась для решения с бесконечной шиной, но необходимо добавить еще несколько шагов.

Формула бесконечной шины основана на импедансе трансформатора, как показано ниже. Он игнорирует сопротивление источника:

SCA _{вторичный} = x (FLA _{вторичный} x 100) / (% Z _{трансформатор} )

Импеданс источника и трансформатора

Фактический ток короткого замыкания, доступный на вторичных выводах трансформатора, зависит не только от импеданса трансформатора, но и от того, насколько силен источник на первичной обмотке трансформатора.Трансформатор, подключенный к сильному источнику, например, близко к основной подстанции, будет иметь больший вторичный ток короткого замыкания, чем если бы тот же трансформатор был подключен к слабому источнику, например, к длинной распределительной линии в сельской местности.

Чтобы учесть силу / слабость импеданса источника, нам нужно только добавить одну дополнительную переменную,% Z _source к предыдущему уравнению.

Новое уравнение будет:

SCA _{вторичный} = (FLA _{вторичный} x 100) / (% Z _{трансформатор} +% Z _{источник} )

При добавлении источника % Z _{к трансформатору} % Z _{включается сила источника.Более сильный источник будет иметь меньшее значение для% Z источника , а более слабый источник будет иметь большее значение.}

Процедура расчета аналогична расчету бесконечной шины, но теперь мы должны добавить дополнительный шаг расчета полного сопротивления источника:

Шаг 1 — Для расчета эквивалентного полного сопротивления источника:

% Z _{источник} = (трансформатор _кВА / кВА _{короткое замыкание} ) x 100

где:

кВА _{короткое замыкание} = кВ _L-L x Sqrt (3) x SCA _{первичный}

Это кажется достаточно простым, но где взять первичный SCA ? Отличный вопрос! Если трансформатор планируется подключить к системе энергоснабжения, обычно источником этой информации является энергокомпания.Лучше всего начать с определения того, кто является представителем учетной записи коммунального предприятия, и спросить, могут ли они либо предоставить вам информацию, либо направить вас к тому, кто может располагать этой информацией.

Если трансформатор не подключен напрямую к электросети, но находится дальше по течению в системе распределения электроэнергии, вам потребуется выполнить расчеты короткого замыкания для восходящей части системы. Это означает, что кому-то (возможно, вам) придется выполнить расчеты короткого замыкания от электросети до системы распределения электроэнергии.

Если вы не можете определить какую-либо из этой информации и беспокоитесь о наихудшем случае короткого замыкания наивысшей величины, вы всегда можете по умолчанию использовать более простой и обычно более консервативный расчет бесконечной шины.

Будьте осторожны! Бесконечные вычисления шины хороши для оценки максимального тока короткого замыкания через трансформатор наихудшего случая (без учета вклада двигателя и допусков импеданса для трансформаторов, еще не поставленных / испытанных). Однако, если вас интересуют минимальные токи короткого замыкания для анализа, такие как вспышка дуги, мерцание напряжения или гармонический резонанс, расчет бесконечной шины — это , а не . 2 / МВА _{трансформатор}

kV _L-L2 в числителе и знаменателе компенсируют друг друга, и у вас остается:

% Z _{источник} = [(1 / MVA _{короткое замыкание} ) / (1 / MVA _{трансформатор} )] x 100

, который становится:

% Z _{источник} = (трансформатор MVA / MVA _{короткое замыкание} ) x 100

или в нашем случае мы используем Kilo вместо Mega, поэтому наши числа масштабируются на 1000:

% Z _{источник} = (трансформатор _кВА / кВА _{короткое замыкание} ) x 100

Шаг 2 — Рассчитайте номинальный ток вторичной полной нагрузки трансформатора:

FLA _{вторичный} = кВА _{3 фазы} / (кВ _L-L x Sqrt (3))

Шаг 3 — Рассчитайте ток короткого замыкания на вторичной шине трансформатора, но на этот раз мы используем импеданс трансформатора И импеданс источника.

SCA _{вторичный} = (FLA _{вторичный} x 100) / (% Z _{трансформатор} +% Z _{источник} )

Вот пример расчета :

Допустим, у нас есть трансформатор мощностью 1500 кВА с вторичным напряжением 480Y / 277В, первичным напряжением 13,2 кВ _L-L и импедансом 5,75%. Предположим, коммунальное предприятие сообщает нам, что их максимальный ток короткого замыкания, доступный на первичной обмотке трансформатора, составляет 6740 А при 13.2 кВ.

Шаг 1 — Расчет импеданса источника:

кВА _{короткое замыкание} = 6740 А x 13,2 кВ _L-L x sqrt (3)

кВА _{короткое замыкание} = 154097 кВА

(некоторые коммунальные предприятия могут называть это 154 МВА)

% Z _{источник} = (1500 кВА / 154097 кВА) x 100

% Z _{источник} = 0,97%

Шаг 2 — Как и в прошлом месяце, рассчитайте номинальный вторичный ток полной нагрузки трансформатора.

FLA _{вторичный} = 1500 кВА / (0,48 кВ _L-L x Sqrt (3))

FLA _{вторичный} = 1804 А

Шаг 3 — Рассчитайте ток короткого замыкания на вторичной шине трансформатора.

SCA _{вторичный} = 1804 А x 100 / (5,75% + 0,97%)

SCA вторичный = 26 845 А

Если бы этот расчет не учитывал источник и предполагал, что он бесконечен, ток короткого замыкания во вторичной обмотке будет

.

SCA _{вторичный} = 31 374 А

Вы можете видеть, что учет импеданса источника (силы источника) существенно влияет на величину тока короткого замыкания на вторичных выводах трансформатора.

Все перечисленные выше переменные:

FLA _{вторичный} = вторичный ток полной нагрузки

кВ _L-L2 = Вторичное напряжение в кВ

кВА _{3 фазы} = трансформатор трехфазный кВА _{с самоохлаждением}

Квадрат (3) = квадратный корень из трех (1,73)

% Z _{трансформатор} = процентное сопротивление трансформатора

% Z _{источник} = импеданс источника в процентах относительно базы трансформатора

кВА _{короткое замыкание} = мощность короткого замыкания

SCA _{вторичный} = ток 3-фазного короткого замыкания на вторичной шине

SCA _{первичный} = ток 3-фазного короткого замыкания на первичной шине

Еще несколько слов предостережения! Полное сопротивление трансформатора должно соответствовать действительной паспортной табличке, а не предполагаемому значению.Импедансы трансформаторов, которые еще не были построены или испытаны, могут отличаться на +/- 7,5% от указанного полного сопротивления. Приведенный выше расчет не включает вклад двигателя, который также необходимо учитывать.

Сложение импедансов источника и трансформатора, как мы только что сделали, хорошо для близкого приближения, но не идеально. Импедансы должны быть добавлены с использованием векторного сложения, что означает разделение каждого импеданса на его соответствующие значения X и R и объединение отдельных членов для определения истинной величины общего импеданса.Отношение X / R обсуждается в статье X / R .

Отлично! Начинается заполнение мозгов!

Расчет тока короткого замыкания — Cooper Industries / short-circuit-current-sizes-cooper-industries.pdf / PDF4PRO

1 Короткое замыкание Цепь Ток Расчеты Введение Некоторые разделы Национального электротехнического кодекса относятся к собственно перегрузка по току обычно Короткое замыкание Цепь исследования включают расчет состояния трехфазного короткого замыкания с болтовым соединением.Это tection. Безопасное и надежное применение устройств защиты от перегрузки по току на основе может быть охарактеризовано как все 3 фазы, соединенные вместе болтами для создания нулевого импеданса, в этих секциях требуется исследование Short Circuit и выборочное соединение исследования координации. Это устанавливает наихудший случай (наивысший Текущий ), который в результате должен выполняться. Эти разделы включают, среди прочего: максимальное трехфазное тепловое и механическое напряжение в системе. Из этого расчета можно приблизительно определить другие типы неисправностей.Этот рейтинг прерывания наихудшего случая следует использовать для оценки прерывания, защиты компонентов и выборочной координации защиты компонентов. Тем не менее, при выполнении анализа опасности возникновения дугового разряда рекомендуется выполнять анализ опасности вспышки защиты проводников дуги при наивысшем состоянии с болтовым соединением 3 фазы Короткое замыкание Цепь и при минимальном состоянии защиты заземляющего проводника оборудования с болтовым соединением для трехфазного короткого замыкания Состояние цепи .

2 Есть несколько переменных в отмеченном коротком замыкании — Цепь Ток Рейтинг; распределительная система, влияющая на расчетные болтовые 3-х фазные Короткие — Цепи токов.- (3) Отключение счетчика важно выбрать значения переменных, применимые для анализа конкретного приложения. В промышленных панелях управления для метода «точка-точка», представленного в этом разделе, существует несколько поправочных факторов — (B) Оборудование для кондиционирования воздуха и охлаждения, указанное в примечаниях и сносках, которые могут быть применены, что повлияет на результаты. Переменные — (A) Industrial Machinery — это источник энергоснабжения Короткое замыкание Возможности цепи , вклад двигателя, допуск полного сопротивления трансформатора в центрах и отклонение напряжения.- Медицинские учреждения — Выборочная координация — Основные электрические системы в системах здравоохранения В большинстве ситуаций основные источники энергии или источники энергии на месте, например, на месте — Выборочная координация для генерации лифтовых цепей, являются основными. — Цепь Текущие участников.

3 В методе точка-точка — аварийные системы, представленных на следующих нескольких страницах, шаги и пример предполагают бесконечное количество доступных — требуемых законом резервных систем Короткое замыкание — Цепь Ток от источника электросети.Как правило, это хорошее предположение, так как Соответствие этим разделам кода может быть лучше всего достигнуто путем проведения наихудшего случая, и поскольку владелец собственности не может контролировать исследование Short Circuit в качестве начала анализа. Защита энергосистемы общего пользования и будущих изменений в энергосистеме. И во многих случаях значительное увеличение энергопотребления должно быть не только безопасным при всех условиях эксплуатации, но и для обеспечения непрерывности имеющихся токов Short — Circuit в значительной степени для обслуживания систем здания, это должно быть выборочно также координируется.Скоординированная система — это система на вторичной обмотке служебного трансформатора. Однако есть случаи, когда на самом деле только неисправная цепь изолирована без нарушения какой-либо другой части доступного среднего напряжения электросети, обеспечивает более точную систему оценки Short Circuit .

4 После того, как уровни Короткое замыкание Цепь определены, инженер может указать (минимальные болтовые Короткое замыкание — Цепь Текущие условия ), которые могут потребоваться для оценки требований к номинальному уровню прерывания дуги, выборочно координировать система и опасность вспышки.обеспечивают защиту компонентов. Дополнительные сведения см. В различных разделах этой книги. Когда в системе есть двигатели, двигатель Короткое замыкание Цепь также является очень полезной информацией по каждой теме. важный фактор, который должен быть включен в любой анализ Короткое замыкание — Цепь Текущий анализ . Когда происходит короткое замыкание Низковольтные предохранители имеют номинал отключения, выраженный в терминах цепи цепи , вклад двигателя увеличивает величину короткого замыкания – цепи Ток ;.симметричный компонент Короткое замыкание — Цепь Ток . Им дано действующее среднеквадратичное значение работающих двигателей, вклад которых в 4-6 раз превышает их нормальную полную нагрузку Ток . Кроме того, номинал последовательного симметричного отключения при определенном коэффициенте мощности. Это означает, что комбинации предохранителей не могут использоваться в определенных ситуациях из-за короткого замыкания двигателя Цепь может прервать асимметричный ток , связанный с этим номиналом.

5 Таким образом, только вклады (см. Раздел о рейтингах серий в этой книге). симметричный компонент Короткое замыкание — Цепь Ток необходимо учитывать для определения. предохранителей инженеров по электротехнике и электронике) подробно описано, как рассчитать номинальную отключающую способность, равную отключающей способности.токи, если они большие. Низковольтный литой корпус Автоматические выключатели также имеют свои процедуры и методы отключения, выраженные в симметричных токах среднеквадратичного значения при определенном коэффициенте мощности. Однако, чтобы определить неисправность Ток в любой точке системы, сначала нарисуйте одну линию, необходимо определить отключающую способность выключателя в литом корпусе Цепь на диаграмме, показывающей все источники Короткое замыкание — Цепь Ток подается в неисправность, чтобы ее безопасно применить.См. Раздел «Номинальное отключение по сравнению с отключающей способностью

6», а также полное сопротивление компонентов цепи . в этой книге. Чтобы начать исследование, компоненты системы, включая компоненты энергосистемы, теперь требуют маркировки с предупреждением об опасности дугового разряда на определенном оборудовании. A. представлены на диаграмме в виде импедансов. Анализ опасности вспышки необходим до того, как рабочий приблизится к электрическим частям, которые не были приведены в безопасное рабочее состояние. Для определения падающей энергии и. Таблицы импеданса включают трехфазные и однофазные трансформаторы, кабель, границу защиты от вспышки для анализа опасности вспышки.Эти таблицы можно использовать, если информация от производителей обычно не является первым шагом. легко доступны. Необходимо понимать, что Короткое замыкание Цепь Расчеты выполняются без общих комментариев к Короткое замыкание Цепь Расчеты Ток — ограничивающие устройства в системе. Расчеты выполняются так, как если бы эти источники короткого замыкания — Цепь Ток , которые обычно принимаются во внимание, включают: устройства заменяются медными шинами, чтобы определить максимально доступный.

7 — Электроэнергетика — Локальная генерация Короткое замыкание — Цепь Ток . Это необходимо для прогнозирования работы системы и устройств ограничения тока Current — — Synchronous Motors — Induction Motors. — Альтернативные источники питания. Кроме того, несколько устройств ограничения тока не работают последовательно, чтобы вызвать короткое замыкание Цепь Расчеты должны выполняться во всех критических точках системы.Это усугубит ограничивающий эффект Current . Предохранитель, расположенный ниже по потоку или на стороне нагрузки, будет работать в одиночку при условии Короткое замыкание Цепь , если он правильно скоординирован. — Служебный вход — Автоматические переключатели — Панельные панели — Центры нагрузки Применение метода точка-точка позволяет определить доступные — Центры управления двигателями — Отключает токи Short — Circuit с разумной степенью точности в различных точках для — Пускатели двигателя — Пускатели двигателей либо 3-х, либо 1-х распределительных систем.Этот метод может предполагать неограниченное количество первичных Короткое замыкание — Цепь Ток (бесконечная шина) или его можно использовать с ограниченным доступным первичным током Ток .

8192 2005 Cooper Bussmann Короткое замыкание Цепь Ток Расчеты Трехфазное Короткое замыкание Цепи Базовый двухточечный расчет Процедура На некотором расстоянии от клемм, в зависимости от размера провода, неисправность LN Шаг 1.Определите ток полной нагрузки трансформатора () из Ток ниже, чем L-L отказ Ток . Множитель является приблизительным значением либо паспортной таблички, следующих формул или таблицы 1: и теоретически будет варьироваться от до Эти цифры основаны на изменении отношения витков между первичной и вторичной обмотками, доступном бесконечном источнике, нулевом футе от клемм трансформатора и x%. X и x% R для значений сопротивления и реактивного сопротивления LN в зависимости от LL. Начните L-N Расчеты со вторичных клемм трансформатора, затем продолжите двухточечный.Шаг 5. Вычислите «M» (множитель) или возьмите из таблицы 2. Шаг 2. Найдите множитель трансформатора. См. Примечания 1 и 2 1 M =. 100 1 + f Множитель =. *% Z трансформатор Шаг 6. Вычислите имеющееся в наличии Короткое замыкание Цепь симметричное среднеквадратичное значение. Текущий в точке неисправности.

9 Добавьте вклад двигателя, если * Примечание 1. Получите% Z из паспортной таблички или из таблицы 1. Полное сопротивление трансформатора (Z) помогает применить. Определите, какое Короткое замыкание Цепь Ток будет на вторичной обмотке трансформатора.Импеданс трансформатора определяется следующим образом: Вторичная обмотка трансформатора — Short I sym. RMS = x М. в контуре. Напряжение на первичной обмотке увеличивается до полной нагрузки. На этапе 6А течет ток . Двигатель Короткое замыкание Вклад цепи , если он значительный, может быть второстепенным. Это приложенное напряжение, деленное на номинальное первичное напряжение (умноженное на 100), складывается во всех точках повреждения системы. A. Импеданс трансформатора. Практическая оценка двигателя Короткое замыкание Цепь вносит вклад в Пример: для первичной обмотки с номинальным напряжением 480 В, если напряжение вызывает полную вторичную нагрузку Ток , умножает общий ток двигателя Ток в амперах на 4.Обычно принимаются значения от 4 до 6. протекает через закороченную вторичную обмотку, полное сопротивление трансформатора = 0,02 = 2% Z. * Примечание 2. Кроме того, трансформаторы 25 кВА и более, внесенные в список UL (Std. 1561), имеют расчетное значение 10%.

10 Короткое замыкание Цепь Ампер может зависеть от этого допуска. Поэтому для второго трансформатора в наихудшем случае верхнего уровня системы умножьте% Z на 0,9. Для нижнего предела наихудшего случая умножьте% Z на Используйте следующую процедуру для расчета уровня неисправности Ток во вторичной обмотке Трансформаторы, изготовленные в соответствии со стандартами ANSI, имеют допуск по импедансу (две секунды, выходной трансформатор в системе, когда уровень неисправности Ток при конструкции обмотки).первичная обмотка трансформатора известна. Шаг 3. Определите по формуле или таблице 1 пропускную способность трансформатора Короткое замыкание — Цепь Ток .