Beregning av kortslutningsstrømmer for nybegynnere elektrikere

Ved utforming av et hvilket som helst energisystem utfører spesialtrente elektriske ingeniører som bruker tekniske manualer, tabeller, grafer og dataprogrammer sin analyse av driften av kretsen i forskjellige modus, inkludert:

1. tomgang;

2. nominell belastning;

3. nødsituasjoner.

En spesiell fare er det tredje tilfellet når det oppstår nettverksfeil som kan skade utstyret. Oftest er de assosiert med "metallisk" kortslutning av forsyningskretsen, når elektriske motstander med en dimensjon på en brøkdel av Ohm tilfeldig er koblet mellom forskjellige potensialer i inngangsspenningen.

Slike modus kalles kortslutningsstrømmer eller forkortes som "kortslutning". De oppstår når:

• feil i drift av automatisering og beskyttelse;

• personalfeil;

• skade på utstyr på grunn av teknisk aldring;

• naturlige påvirkninger av naturfenomener;

• sabotasje eller hærverk.

Kortslutningsstrømmer er betydelig større i størrelsesorden enn nominelle belastninger som en elektrisk krets skapes under. Derfor brenner de ganske enkelt ut svake flekker i utstyret, ødelegger det, forårsaker branner.

I tillegg til termisk ødeleggelse har de fortsatt en dynamisk effekt. Dens manifestasjon viser videoen godt:

For å utelukke utviklingen av slike ulykker under operasjonen, begynner de å slite med dem selv i stadiet med å lage prosjektet til elektrisk utstyr. For å gjøre dette, teoretisk beregne muligheten for forekomst av kortslutningsstrømmer og deres størrelse.

Disse dataene brukes til å videreføre prosjektet og velge strømelementer og beskyttelsesinnretninger på kretsen. De fortsetter å jobbe med dem hele tiden under drift av utstyr.

Strømmene til mulige kortslutninger beregnes ved hjelp av teoretiske metoder med varierende grad av nøyaktighet som er akseptable for pålitelig opprettelse av beskyttelse.

Hvilke elektriske prosesser er grunnlaget for å beregne kortslutningsstrømmer

Til å begynne med vil vi fokusere på det faktum at enhver type påført spenning, inkludert direkte, vekslende sinusformet, pulset eller annen tilfeldig, skaper ulykkestrømmer som gjentar bildet av denne formen eller endrer den avhengig av den påførte motstanden og virkningen av sidefaktorer. Alt dette må leveres til designere og tas med i beregningene.

Vurdering av forekomsten av virkning av kortslutningsstrømmer lar deg utføre:

• Ohms lov;

• størrelsen på kraften karakteristisk for kraften som tilføres fra spenningskilden;

• strukturen til den elektriske kretsen som brukes;

• verdien av den totale anvendte motstanden mot kilden.

Ohms lov

Grunnlaget for beregning av kortslutninger er prinsippet som bestemmer at strømstyrken kan beregnes ved verdien av den påførte spenningen, hvis du deler den med verdien av den tilkoblede motstanden.

Den fungerer også i beregningen av nominelle belastninger. Den eneste forskjellen er at:

• under optimal drift av den elektriske kretsen er spenningen og motstanden praktisk talt stabilisert og varierer litt innenfor grensene for de tekniske tekniske standardene;

• i tilfelle ulykker, skjer prosessen spontant tilfeldig. Men det kan forutses, beregnet etter de utviklede metodene.

Strømforsyningsspenning

Med sin hjelp blir muligheten for kraft energi til å utføre destruktivt arbeid med kortslutningsstrømmer evaluert, varigheten av løpet deres, verdien blir analysert.

La oss se på et eksempel når ett og samme stykke kobbertråd med et tverrsnitt på halvannen kvadrat mm og en lengde på en halv meter først ble koblet direkte til Krona-batteripolene, og etter en stund satte de inn et husholdningsuttak i fase- og nullkontaktene.

I det første tilfellet vil en kortslutningsstrøm strømme gjennom ledningen og spenningskilden, som vil varme opp batteriet til en tilstand som vil skade ytelsen. Kilden er ikke nok til å brenne den tilkoblede jumperen og ødelegge kretsen.

I det andre tilfellet vil automatisk beskyttelse fungere. Anta at de alle er defekte og fastkjørte. Da vil kortslutningsstrømmen gå gjennom kablingen til hjemmet, nå inngangsskjoldet til leiligheten, inngangen, bygningen og vil nå transformatorstasjonen via kabel eller luftledninger.

Som et resultat er en ganske lang krets med et stort antall ledninger, kabler og deres tilkoblingspunkter koblet til transformatorviklingen. De vil øke den elektriske motstanden til kortslutningen vår betydelig. Men selv i dette tilfellet er det høyst sannsynlig at den ikke tåler den påførte kraften og ganske enkelt brenner ut.

Kretskonfigurasjon

Når forbrukere blir matet, tilføres spenning til dem på forskjellige måter, for eksempel:

• gjennom potensialene til de positive og negative terminalene til likespenningskilden;

• fase og null av et enfaset husholdningsnettverk 220 volt;

• en trefaset krets på 0,4 kV.

I hvert av disse tilfellene kan isolasjonsfeil oppstå forskjellige steder, noe som vil føre til strømning av kortslutningsstrømmer gjennom dem. For kun en trefaset vekselstrømskrets, kortslutning mellom:

• alle tre fasene samtidig - kalles trefase;

• to faser mellom seg - interfase;

• hvilken som helst fase og null - enfase;

• fase og bakken - enfase til bakken;

• to faser og bakken - to fase til bakken;

• tre faser og bakken - trefase til bakken.

Når du lager et prosjekt for strømforsyning av utstyr, må alle disse modusene beregnes og tas i betraktning.

Effekten av elektrisk motstand i en krets

Lengden på linjen fra spenningskilden til kortslutningens beliggenhet har en viss elektrisk motstand. Verdien begrenser kortslutningsstrømmer. Tilstedeværelsen av transformatorviklinger, choker, spoler, kondensatorplater gir induktiv og kapasitiv motstand, og danner aperiodiske komponenter som forvrenger den symmetriske formen til de grunnleggende harmonikkene.

Eksisterende metoder for å beregne kortslutningsstrømmer gjør det mulig å beregne dem med tilstrekkelig nøyaktighet for praksis i henhold til tidligere utarbeidet informasjon. Den faktiske elektriske motstanden til en allerede montert krets kan måles ved metoden fase null løkker. Det lar deg avklare beregningen, gjøre justeringer i valg av forsvar.

Grunnleggende dokumenter for beregning av kortslutningsstrømmer

1. Metoden for å beregne kortslutningsstrømmer

Det er godt uttalt i boken til A. V. Belyaev “Valget av utstyr, beskyttelse og kabler i 0,4 kV nettverk”, utgitt av Energoatomizdat i 1988. Informasjon inneholder 171 sider.

Boken inneholder:

• sekvens for beregning av kortslutningsstrømmer;

• ta hensyn til den strømbegrensende effekten av den elektriske lysbuen på skadestedet;

• prinsipper for valg av verneutstyr i henhold til verdiene for de beregnede strømmer.

Boken publiserer referanseinformasjon om:

• effektbrytere og sikringer med analyse av egenskapene til deres beskyttelsesegenskaper;

• utvalg av kabler og utstyr, inkludert installasjoner for beskyttelse av elektriske motorer, kraftsamlinger, inngangsenheter til generatorer og transformatorer;

• ulemper med beskyttelse av visse typer effektbrytere;

• funksjoner ved bruk av ekstern relébeskyttelse;

• eksempler på å løse designproblemer.

Du kan laste ned denne boken her: Valg av utstyr, skjold og kabler i 0,4 kV nettverk

2. Retningslinjer RD 153—34.0—20.527—98

Dette dokumentet definerer:

• metoder for å beregne kortslutningsstrømmer av symmetriske og asymmetriske modus i elektriske installasjoner med spenninger opp til og over 1 kV;

• metoder for å sjekke elektriske apparater og ledere for termisk og elektrodynamisk motstand;

• testmetoder for bytteevnen til elektriske apparater.

Instruksjonene dekker ikke beregning av kortslutningsstrømmer med hensyn til relébeskyttelsesanordninger med spesifikke driftsforhold.

Du kan laste dem ned her: Retningslinjer for beregning av kortslutningsstrømmer

3. GOST 28249-93

Dokumentet beskriver kortslutningene som oppstår i elektriske installasjoner med vekselstrøm og fremgangsmåten for beregning av dem for systemer med spenninger opp til 1 kV. Det har vært effektivt siden 1. januar 1995 i Hviterusslands og Kirgisistan-territorier. Moldova, Russland, Tadsjikistan, Turkmenistan og Ukraina.

Tilstandsstandarden definerer generelle metoder for beregning av kortslutningsstrømmer ved det innledende og ethvert vilkårlig tidsmoment for elektriske installasjoner med synkrone og asynkrone maskiner, reaktorer og transformatorer, luftledninger og kabler, samleskinner, noder med kompleks kompleks belastning.

Tekniske standarder for prosjektering av elektriske installasjoner er bestemt av gjeldende tilstandsstandarder og avtalt av Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification.

Last ned GOST 28249-93 (2003). Kortslutning i elektriske installasjoner. Beregningsmetoder i elektriske AC-installasjoner med spenning opptil 1 kV kan være her: GOST for beregning av kortslutningsstrømmer

Handlingssekvensen til designeren for beregning av kortslutningsstrømmer

Opprinnelig skal den informasjonen som er nødvendig for analyse, utarbeides, og deretter utføres fra beregningen. Etter installasjon av utstyret for prosessen med å sette det i drift og under drift, kontrolleres korrekt valg og brukbarhet av beskyttelsene.

Innsamling av kildedata

Enhver ordning kan reduseres til en forenklet form når den består av to deler:

1. spenningskilde. For et 0,4 kV-nettverk spilles dens rolle av sekundærviklingen av krafttransformatoren;

2. Kraftledningen.

Under dem samles de nødvendige egenskapene.

Transformatordata for beregning av kortslutningsstrømmer

Finn ut:

• verdi av kortslutningsspenning (%) - Uкз;

• kortslutningstap (kW) - Rk;

• nominelle spenninger på høye og lave sidevindinger (kV. V) - Uvn, Unn;

• fasespenning på den lave sidesviklingen (V) - Ef;

• nominell effekt (kVA) - Snt;

• total strømmotstand for enfase kortslutning (mOhm) - Zt.

Lever linjedata for beregning av kortslutningsstrømmer

Disse inkluderer:

• merker og mengde kabler med angivelse av materiale og seksjon av årer;

• total rute (m) - L;

• induktiv motstand (mOhm / m) - X0;

• impedans for fase-nullsløyfen (mOhm / m) - Zpt.

Denne informasjonen for transformatoren og linjen er konsentrert i katalogene. Kud-påvirkningskoeffisient blir også tatt der.

Beregningssekvens

I henhold til de funnet egenskapene, er de beregnet for:

• transformator - aktiv og induktiv motstand (mOhm) - Rt, Xt;

• linjer - aktiv, induktiv og impedans (mOhm).

Disse dataene lar deg beregne den totale aktive og induktive motstanden (mOhm). Og basert på dem kan du bestemme den totale motstanden til kretsen (mOhm) og strømmer:

• trefaset krets og støt (kA);

• enfase kortslutning (kA).

I samsvar med verdiene for de siste beregnede strømmer, velger de effektbrytere og andre verneutstyr for forbrukere.

Designere kan utføre beregningen av kortslutningsstrømmer manuelt i henhold til formler, oppslagstabeller og grafer, eller ved hjelp av spesielle dataprogrammer.

På ekte kraftutstyr som er satt i drift, registreres alle strømmer, inkludert nominelle og kortslutte kretser, av automatiske oscilloskop.

Slike oscillogrammer lar deg analysere forløpet av nødsituasjonene, riktig bruk av kraftutstyr og verneutstyr.De tar effektive tiltak for å forbedre påliteligheten til forbrukere av den elektriske kretsen.

Comments

[#1]

Grafen for elektrisk vekselstrøm er feil - med et faseskift på 90 grader, reaktiv effekt, er områdene med positive og negative halvbølger av kraft like.

[#2 Mikhail Anatolyevich]

Transformatormotstand "impedans av en strøm av enfase kortslutning (mOhm) - Zt." feil merket. Zt fra katalogene må deles med 3. Det ser ut som Zt / 3. Siden Zt er transformatorens totale motstand mot strømmer i 3-fas kortslutning.

[#3 Andrew]

En artikkel fra kategorien "bla bla bla"!
Hvor er formlene, beskrivelsene av deres variabler og koeffisienter, typiske eksempler på beregninger?

[#4 Vladimir]

Andrew, se i søket om emnet: kortslutningsberegningsprogram rz04
Kanskje noe vil fungere. Og det er mye materiale om denne saken på Internett. Det viktigste her er å tegne for deg det mest nødvendige og velge det mest nødvendige. På hver side du ser, kan du finne nyttig for deg selv.