Расчет тока короткого замыкания

Чудеса современной технологии включают в себя изобретение пивной банки, которая, будучи выброшенной, пролежит в земле вечно, и дорогого автомобиля, который при надлежащей эксплуатации заржавеет через два-три года. Законы Мерфи (еще. )

Расчет - ток - короткое замыкание

Расчеты токов короткого замыкания производятся для выбора или проверки параметров электрооборудования, а также для выбора или проверки уставок релейной защиты и автоматики.  [1]

Расчет токов короткого замыкания в системах электроснабжения напряжением до 1000 В требуется для проверки работы электроаппаратов и проводников в режиме сверхтоков, а также, для проверки автоматического отключения линий в сетях до 1000 В с глу-хозаземленной нейтралью при возникновении замыканий на корпус.  [2]

Расчеты токов коротких замыканий выполнены для простых электрических сетей, примыкающих к отдельным узлам энергосистемы. Для таких сетей вычисления выполняются аналитическим методом, ибо применение электронных цифровых вычислительных машин или электрических моделей нецелесообразно.  [3]

Расчет тока короткого замыкания для указанного случая требует учета активного сопротивления элементов расчетной цепи ввиду их значительной величины. Для упрощения расчета допускается не учитывать сопротивлений токовых катушек автоматов, ТТ и др. Поэтому в расчетную схему вводятся только полные сопротивления питающего трансформатора и кабеля.  [4]

Расчет токов короткого замыкания во вторичных цепях ТН выполняется для выбора предохранителей и автоматов.  [5]

Расчет токов короткого замыкания для всех важнейших узлов системы, в которых установлены выключатели, предназначенные для отключения этих токов, представляет собой весьма трудоемкую задачу. В особенности это относится к современным электроэнергетическим системам, сети которых отличаются большой протяженностью и разветвленностью, наличием значительного числа связей между отдельными частями, кольцевых линий и сеток. Аналитические расчеты токов короткого замыкания целесообразно заменить измерениями в эквивалентной цепи, отображающей в сильно уменьшенном масштабе действительную систему. Такая модель содержит столько сопротивлений, индуктивных катушек и, возможно, конденсаторов, сколько отдельных линий и аппаратов имеется в исследуемой системе.  [6]

Расчеты токов короткого замыкания выполняются в объеме, необходимом для выбора принципов, ориентировочного расчета уставок и проверки чувствительности защит с составлением схемы замещения без учета активных составляющих сопротивлений и для начального момента времени.  [7]

Расчет токов короткого замыкания необходим для правильного выбора и отстройки защитной аппаратуры. Ток короткого замыкания возникает при соединении токоведущих частей фаз между собой или с заземленным корпусом электроприемника в схемах с глухозаземленной нейтралью и нулевым проводом.  [8]

Расчет токов короткого замыкания в распределительных сетях до 1000 В / / Пром.  [9]

Расчет токов короткого замыкания ведется обычно по кривым изменения периодической составляющей тока короткого замыкания. Кривые построены на основании известных параметров отечественных генераторов для случаев работы их с автоматическими регуляторами напряжения и без них.  [10]

Расчет токов короткого замыкания при выборе токоведущих частей и аппаратов крупных электротехнических установок приходится производить и на стороне низшего напряжения трансформатора. В этом случае пользуются изложенной ранее методикой, но обязательно учитывают активное сопротивление трансформатора, шин, кабелей, катушек автоматов и других элементов схемы.  [11]

Расчет токов короткого замыкания и в этом случае основывается на принципе постоянства потокосцепления.  [12]

Расчет токов короткого замыкания производится для проверки выбранных оборудования и токоведущих частей на устойчивость к токам короткого замыкания, а также для определения уставок тока трогания релейной защиты.  [13]

Расчет токов короткого замыкания необходимо производить для трехфазного и двухфазного короткого замыкания, так как значения, токов короткого замыкания определяются величиной расчетного относительного сопротивления схемы х расч, приведенного к месту короткого замыкания.  [14]

Для расчета тока короткого замыкания на шинах 3 - 6 кв собственных нужд составляется расчетная схема, на которой указываются система, генераторы станции, повысительные трансформаторы и реактор или трансформатор собственных нужд. На основании расчетной схемы составляется схема замещения, в которой все элементы расчетной схемы заменяются соответствующими индуктивными сопротивлениями, которыми они обладают. Эти сопротивления выражаются в омах, что значительно упрощает вычисление тока короткого замыкания.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Поделиться ссылкой:

*****

РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) необходим для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок (шин, изоляторов, кабелей и т. д.) на электродинамическую и термическую устойчивость, а также уставок срабатывания защит и проверки их на чувствительность срабатывания. Расчетным видом КЗ для выбора или проверки параметров электрооборудования обычно считают трехфазное КЗ. Однако для выбора и проверки уставок релейной защиты и автоматики требуется определение и несимметричных токов КЗ.

Расчет токов КЗ с учетом действительных характеристик и действительных режимов работы всех элементов системы электроснабжения сложен. Поэтому для решения большинства практических задач вводят допущения, которые не дают существенных погрешностей [5]:

трехфазная сеть принимается симметричной;

не учитываются токи нагрузки;

не учитываются емкости, а следовательно, и емкостные токи в воздушной и кабельной сетях;

не учитывается насыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и не зависящими от тока индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи;

не учитываются токи намагничивания трансформаторов.

В зависимости от назначения расчета токов КЗ выбирают расчетную схему сети, определяют вид КЗ, местоположение точек КЗ на схеме и сопротивления элементов схемы замещения. Расчет токов КЗ в сетях напряжением до 1000 В и выше имеет ряд особенностей, которые рассматриваются ниже.

При определении токов КЗ используют, как правило, один из двух методов:

метод именованных единиц – в этом случае параметры схемы выражают в именованных единицах (омах, амперах, вольтах и т. д.);

метод относительных единиц – в этом случае параметры схемы выражают
в долях или процентах от величины, принятой в качестве основной (базисной).

Метод именованных единиц применяют при расчетах токов КЗ сравнительно простых электрических схем с небольшим числом ступеней трансформации.

Метод относительных единиц используют при расчете токов КЗ
в сложных электрических сетях с несколькими ступенями трансформации, присоединенных к районным энергосистемам.

Если расчет выполняют в именованных единицах, то для определения токов КЗ необходимо привести все электрические величины к напряжению ступени, на которой имеет место КЗ.

При расчете в относительных единицах все величины сравнивают с базисными, в качестве которых принимают базисную мощность одного трансформатора ГПП или условную единицу мощности, например 100 или 1000 МВА.

В качестве базисного напряжения принимают среднее напряжение той ступени, на которой произошло КЗ (Uср = 6,3; 10,5; 21; 37; 115; 230 кВ). Сопротивления элементов системы электроснабжения приводят к базисным условиям в соответствии с табл. 3.1.

Средние удельные значения индуктивных сопротивлений

воздушных и кабельных линий электропередачи

Одножильный маслонаполненный кабель 110−220 кВ

Расчет токов КЗ начинают с составления расчетной схемы электроустановки. На расчетной схеме указываются все параметры, влияющие на величину тока КЗ (мощности источников питания, средне номинальные значения ступеней напряжения, паспортные данные электрооборудования), и расчетные точки, в которых необходимо определить токи КЗ. Как правило, это сборные шины ГПП, РУ, РП или начало питающих линий. Точки КЗ нумеруют в порядке их рассмотрения начиная с высших ступеней.

По расчетной схеме составляется электрическая схема замещения. Схемой замещения называется схема, соответствующая по своим параметрам расчетной схеме, в которой все электромагнитные (трансформаторные) связи заменены электрическими. На рис. 3.1 приведен пример расчетной схемы,
а на рис. 3.2 – соответствующая ему схема замещения.

При составлении схемы замещения для электроустановок выше 1000 В учитывают индуктивные сопротивления электрических машин, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий. Средние удельные значения индуктивных сопротивлений воздушных и кабельных линий электропередачи приведены в табл. 3.2. Активные сопротивления учитывают только для воздушных линий с проводами небольшого сечения и со стальными проводами, а также для протяженных кабельных линий с небольшим сечением.

Активное сопротивление трансформаторов учитывают в случае, когда среднее номинальное напряжение ступени, где находится точка короткого замыкания, В и мощность трансформатора кВА или питающая и отходящая линии выполнены из стальных проводов [9].

Рис. 3.1. Расчетная схема

Рис. 3.2. Схема замещения

После составления схемы замещения необходимо определить ее параметры. Параметры схемы замещения определяются в зависимости от выбранного метода расчета токов КЗ в именованных или относительных единицах. Формулы для определения параметров схемы замещения приведены в табл. 3.2.

Далее схему замещения путем постепенного преобразования (последовательное и параллельное сложение, преобразование треугольника в звезду и др.) приводят к простейшему виду так, чтобы источник питания был связан с точкой КЗ одним результирующим сопротивлением. Преобразования схемы замещения производятся для каждой точки КЗ отдельно.

Расчетные выражения для определения приведенных значений сопротивлений

Примечание: Sном – номинальные мощности элементов (генератора, трансформатора, энергосистемы), МВ·А; Sб – базисная мощность, МВ·А; Sк – мощность КЗ энергосистемы, МВ·А; Iоткл. ном – номинальный ток отключения выключателя, кА; х*ном. С − относительное номинальное сопротивление энергосистемы; uк % − напряжение КЗ трансформатора; Iб – базисный ток, кА; Uср – среднее напряжение в месте установки данного элемента, кВ; xуд – индуктивное сопротивление линии на 1 км длины, Ом/км; l – длина линии, км

Зная результирующее сопротивление до точки КЗ, по закону Ома определяют токи КЗ [8].

При расчете в именованных единицах:

где − ток КЗ, приведенный к базисной ступени напряжения; Uб – напряжение базисной ступени напряжения; Zрез – полное сопротивление (если учитываются индуктивные и активные сопротивления) от источника питания до точки КЗ.

Если напряжение ступени КЗ отличается от напряжения, принятого при расчете за базисное напряжение, полученный ток КЗ необходимо привести к реальному напряжению ступени КЗ по выражению:

где Uсрн – напряжение ступени КЗ.

При расчете в относительных единицах:

где – базисный ток той ступени, на которой определяют ток КЗ; Zрез – полное приведенное сопротивление от источника питания до точки КЗ; Sб – базисная мощность.

При расчете токов КЗ в большинстве случаев требуется знать следующие значения:

– начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ (сверхпереходной ток);

Iу – действующее значение полного тока КЗ за первый период;

I − ток установившегося режима;

Iпt – периодическая составляющая тока КЗ в момент времени t = τ.

5.189.137.82 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

*****

Расчёт токов короткого замыкания

По электрической сети и электрооборудованию в нормальном режиме работы протекают токи, допустимые для данной установки. При нарушении электрической плотности изоляции проводов или оборудования в электрической сети внезапно возникает аварийный режим короткого замыкания, вызывающий резкое увеличение токов, которые достигают огромных значений.

Значительные по величине токи короткою замыкания представляют большую опасность для элементов электрической сои и оборудования, так как они вызывают чрезмерный нагрев токоведущих частей и создают большие механические усилия. При выборе оборудования необходимо учесть эти два фактора для конкретной точки сети. Для расчета и согласования релейной защиты также требуются токи короткого замыкания.

Для расчетов токов короткого замыкания составляется расчетная схема и схема замещения которые представлены в папке и соответственно называются «Схема короткого замыкания и схемы замещения».

Расчет токов короткого замыкания и высоковольтной сети

Токи короткого замыкания в высоковольтной сети определяются в следующих точках: на шинах распределительной подстанции, на шинах высокого напряжения удаленных ТП.

Токи короткого замыкания определяются методом относительных единиц. За основное напряжение принимается напряжение, равное Uосн .=1,05Uном

Ток трехфазного короткого замыкания определяется по формуле

где Z – полное сопротивление до точки короткого замыкания, Ом.

где rл – активное сопротивление провода до точки короткого замыкания, Ом;

хл – реактивное сопротивление провода до точки короткого замыкания, Ом;

хсист – реактивное сопротивление системы, Ом.

Sк – мощность короткого замыкания на шинах высоковольтного напряжения, мВА.

Ток двухфазного короткого замыкания определяется по формуле

Ударный ток определяется по формуле

где куд – ударный коэффициент, который определяется по формуле

где Та – постоянная времени затухания определяется по формуле

Расчёты ведутся для всех точек, результаты расчётов приведены в табл. 16

Расчет токов короткого замыкания в сети 0,38 кВ

Токи короткого замыкания в сети 0,38 кВ определяются в следующих точках: на шинах 0,4 кВ ТП и в конце каждой отходящей линии.

За основное напряжение принимается напряжение, равное Uосн =1,05Uном Ток трехфазного короткого замыкания определяется по формуле, приведенной выше. Полное сопротивление участка сети определяется по формуле

где хтр – реактивное сопротивление трансформатора, Ом;

rтр – активное сопротивление трансформатора, Ом.

Реактивное сопротивление трансформатора определяется по формуле

где Uк.р.% – реактивная составляющая тока короткого замыкания, %; Sном. – мощность трансформатора 35/0,4 кВА.

Активное сопротивление трансформатора определяется по формуле

где Uк.а.% – активная составляющая тока короткого замыкания, %;

Ток однофазного короткого замыкания определяется по формуле

где zтр/3 – полное сопротивление трансформатора току короткого замыкания на корпус, Ом, (табл. 29[Электроснабжение сельского хозяйства: Методическое пособие. – Изд. 2-е перераб. и доп. / Сосот. В.В. Коваленко, А.В. Ивашина, А.В. Нагорный, А.В. Кравцов. – Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2004. – 100 с.]);

zп – полное сопротивление петли фазного и пулевого провода, Ом.

где rФ – активное сопротивление фазного провода, Ом;

rN – активное сопротивление нулевого провода, Ом;

xФ – реактивное сопротивление фазного провода, Ом;

xN – реактивное сопротивление нулевого провода, Ом;

Составим расчетные схемы замещения КЗ.

*****

Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением более 1 кВ

Особенности расчетов токов короткого замыкания для релейной защиты в электрических сетях напряжением выше 1 кВ

Расчеты токов КЗ производятся для выбора типов и параметров срабатывания (уставок) релейной защиты трансформатора напряжением 110/10 кВ, а также защит других элементов электрических сетей. В общем случае для выполнения защиты нужно знать фазные соотношения токов также, а при несимметричных КЗ за трансформатором - не только максимальные, но и возможные минимальные значения токов КЗ.

Для упрощения практических расчетов токов КЗ в распределительных электрических сетях напряжением выше 1 кВ принято не учитывать ряд факторов, которые в действительности могут существовать, но не могут оказать определяющего влияния на значения токов КЗ и их фазные соотношения. Как правило, не учитывается переходное сопротивление в месте КЗ и все повреждения рассматриваются как металлические КЗ двух или трех фаз или КЗ одной фазы на землю. Сопротивления всех трех фаз трансформаторов, линий, реакторов и других элементов сети считаются одинаковыми. Не учитываются токи намагничивания силовых трансформаторов и токи нагрузки. Как правило, не учитывается подпитка места КЗ токами асинхронных двигателей.

Принимая во внимание, что распределительные сети электрически удалены от источников питания и аварийные процессы в этих сетях мало сказываются на работе генераторов энергосистемы, считается, что при любых КЗ в распределительной сети напряжение питающей системы на стороне высшего напряжения (35-110-220 кВ) трансформатора остается неизменным.

Вместе с тем в этих расчетах имеется ряд особенностей:

- изменение мощности короткого замыкания энергосистемы, т.е. расчет максимального и минимального токов КЗ;

- необходимость учета существенного изменения сопротивления некоторых типов трансформаторов с РПН при изменении положения регулятора РПН.

При практических расчетах токов КЗ для релейной защиты вычисляется только периодическая составляющая тока, а влияние апериодической составляющей тока КЗ учитывается при необходимости путем введения повышающих коэффициентов при расчетах релейной защиты.

Как правило, рассчитывается только трехфазное КЗ, а значения токов при других видах КЗ определяются с помощью известных соотношений.

В основе всех расчетов лежит ГОСТ 27517-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ.

Исходные данные для расчета

В начале расчета токов КЗ составляется схема замещения (рис. 1), на которой все элементы расчетной схемы представляются в виде электрических сопротивлений. Питающая система до шин ВН подстанции представляется на схеме замещения своим индуктивным сопротивлением, задаются два его значения: для максимального и минимального режимов работы системы. В максимальном режиме в системе включены все генераторы, все питающие линии, автотрансформаторы и другие питающие элементы, и при этом их эквивалентное сопротивление имеет наименьшее значение, а ток и мощность КЗ на шинах ВН рассматриваемой подстанции имеет соответственно наибольшее значение. В минимальном режиме отключена часть питающих элементов системы и эквивалентное сопротивление оставшихся элементов имеет большее значение, чем в максимальном режиме, а ток и мощность КЗ - меньшее значение. Таким образом, в максимальном режиме система представляется в схеме замещения наименьшим сопротивлением Хс.макс. а в минимальном - наибольшим Хс.мин. Индексы «макс» и «мин» относятся таким образом не к значению сопротивления, а к режиму работы системы.

Параметры электрической сети:

Напряжение внешнего электроснабжения 110 кВ.

Мощность КЗ системы в максимальном режиме Sк.макс = 5750 МВА, в минимальном - Sк.мин = 4250 МВА.

Длина ВЛ-110 кВ l = 7 км; марка провода АС-185/29; удельное индуктивное сопротивление хо = 0,39 Ом/км.

Два трансформатора Т1 и Т2 подстанции имеют тип ТРДН-40000/110/10/10; напряжение короткого замыкания Uк = 10,5 %; РПН в нейтрали ±16 % имеет ±9 ступеней, Uкmax = 11,02 Uкmin = 10,35

Линии КЛ1 и КЛ2: каждая линия содержит по два параллельных кабеля с алюминиевыми жилами; сечение жил по 150 мм 2 ; удельное индуктивное сопротивление хо = 0,078 Ом/км, длина линий L1=600 м.

Значения токов короткого замыкания определяются в разных точках сети (А, Б, В, Г, Д, Е) в максимальном и минимальном режимах работы системы. Для максимального режима рассчитываются токи трехфазного короткого замыкания, для минимального - токи двухфазного короткого замыкания.

Расчет сопротивлений элементов схемы замещения

Расчет проводим в относительных единицах.

Базисную мощность примем Sб = 1000 МВА. Принимаем средние значения напряжений сети: UСР1 = 115 кВ, UCР2 =10,5 кВ, UСР3 = 0,4 кВ.

1. Сопротивление системы:

1.1. В максимальном режиме

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

1.2. В минимальном режиме

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

2. Сопротивление воздушных линий:

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

3. Сопротивления трансформаторов Т1 и Т2:

3.1. При среднем положении регулятора РПН - полное сопротивление трансформатора

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

- сопротивление обмотки высшего напряжения

- сопротивления расщепленных вторичных обмоток низшего напряжения

- общее сопротивление трансформатора по цепи одной вторичной обмотке

ХТ1 = 0,328 + 4,594 = 4,922.

3.2. При минимальном положении регулятора РПН

Расчет тока короткого замыкания

где значение ДUРПН взято в относительных единицах.

Расчет тока короткого замыкания

3.3. При максимальном положении регулятора РПН

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

4. Сопротивление кабельных линий КЛ1 и КЛ2.

4.1. При нормальной работе линий (в линии параллельно включены два кабеля) - минимальное сопротивление линий

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

4.2. При аварийном отключении одного из кабелей в линии - максимальное сопротивление линий

Расчет тока короткого замыкания

5. Сопротивление кабельных линий КЛ7 и КЛ8.

Расчет тока короткого замыкания

6. Сопротивление кабельных линий КЛ9 и КЛ10.

Расчет тока короткого замыкания

Расчет токов КЗ в максимальном режиме

В общем случае для каждой ступени напряжения определяется базисный ток короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

и потом ток трехфазного короткого замыкания в какой либо точке:

Расчет тока короткого замыкания

где ХУ - суммарное сопротивление от энергосистемы до точки, приведенное к базисным условиям.

При определении максимальных токов КЗ рассматриваем максимальный режим работы энергосистемы (SК.МАКС и соответственно сопротивление системы ХС.МАКС ) при минимальных сопротивлениях рассматриваемой схемы электроснабжения ХТ.МИН и ХЛ.МИН.

Теперь определяем конкретные значения токов КЗ для рассматриваемой схемы в максимальном режиме.

Ток КЗ в начале ВЛ-110 кВ - в точке А

Расчет тока короткого замыкания

Точка Б - в конце ВЛ-110 кВ или на стороне высшего напряжения 110 кВ трансформатора 110/10 кВ

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

Точка В - на стороне низшего напряжения 10 кВ трансформатора 110/10 кВ. При этом UСТ = UСР2 .

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

Точка Г - в конце кабельной линии 1 напряжением 10 кВ.

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

Точка Д - в конце кабельной линии 7 напряжением 10 кВ.

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

Точка Е - в конце кабельной линии 7 напряжением 10 кВ.

Расчет тока короткого замыкания

Расчет токов КЗ в минимальном режиме

Расчет тока короткого замыкания

При определении минимальных токов КЗ рассматриваем минимальный режим работы энергосистемы (SК.МИН и соответственно сопротивление системы ХС.МИН ) при максимальных сопротивлениях рассматриваемой схемы электроснабжения ХТ.МАКС и ХЛ.МАКС. Кроме того, рассчитывается не ток трехфазного КЗ, а двухфазного, поскольку последний по величине меньше.

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыканияРасчет тока короткого замыкания

В последнем выражении берется индуктивное сопротивление трансформатора Т1 при максимальном положении регулятора РПН, которое имеет наибольшее значение.

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыканияРасчет тока короткого замыканияРасчет тока короткого замыканияРасчет тока короткого замыканияРасчет тока короткого замыканияРасчет тока короткого замыкания

Расчеты токов КЗ в максимальном и минимальном режимах сведем в табл. 5

Таблица 5 - Расчетные значения токов и мощностей КЗ

*****

Расчет токов короткого замыкания для начинающих электриков

При проектировании любой энергетической системы специально подготовленные инженеры электрики с помощью технических справочников, таблиц, графиков и компьютерных программ выполняют ее анализ на работу схемы в различных режимах, включая:

2. номинальную нагрузку;

3. аварийные ситуации.

Особую опасность представляет третий случай, когда в сети возникают неисправности, способные повредить оборудование. Чаще всего они связаны с «металлическим» закорачиванием питающей цепи, когда между разными потенциалами подводимого напряжения подключаются случайным образом электрические сопротивления размерностью в доли Ома.

Такие режимы называют токами коротких замыканий или сокращенно «КЗ». Они возникают при:

сбоях в работе автоматики и защит;

ошибках обслуживающего персонала;

повреждениях оборудования из-за технического старения;

стихийных воздействиях природных явлений;

диверсиях или действиях вандалов.

Токи коротких замыканий по своей величине значительно превышают номинальные нагрузки, под которые создается электрическая схема. Поэтому они просто выжигают слабые места в оборудовании, разрушают его, вызывают пожары.

Расчет тока короткого замыкания

Расчет тока короткого замыкания

Кроме термического разрушения они еще обладают динамическим действием. Его проявление хорошо показывает видеоролик:

Чтобы при эксплуатации исключить развитие подобных аварий с ними начинают бороться еще на стадии создания проекта электрического оборудования. Для этого теоретически вычисляют возможности возникновения токов коротких замыканий и их величины.

Эти данные используются для дальнейшего создания проекта и выбора силовых элементов и защитных устройств схемы. С ними же продолжают постоянно работать и при эксплуатации оборудования.

Токи возможных коротких замыканий рассчитывают теоретическими методами с разной степенью точности, допустимой для надежного создания защит.

Какие электрические процессы заложены в основу расчета токов короткого замыкания

Первоначально заострим внимание на том, что любой вид приложенного напряжения, включая постоянное, переменное синусоидальное, импульсное или любое другое случайное создает токи аварий, которые повторяют образ этой формы или изменяют ее в зависимости от приложенного сопротивления и действия побочных факторов. Все это приходится предусматривать проектировщикам и учитывать в своих расчетах.

Оценку возникновения м действия токов коротких замыканий позволяют выполнить:

величина силовой характеристики мощности, приложенной от источника напряжения;

структура используемой электрической схемы электроустановки;

значение полного приложенного сопротивления к источнику.

Действие закона Ома

За основу расчета коротких замыканий взят принцип, определяющий, что силу тока можно вычислить по величине приложенного напряжения, если поделить ее на значение подключенного сопротивления.

Он же действует и при расчете номинальных нагрузок. Разница лишь в том, что:

во время оптимальной работы электрической схемы напряжение и сопротивление практически стабилизированы и изменяются незначительно в пределах рабочих технических нормативов;

при авариях процесс происходит стихийно случайным образом. Но его можно предусмотреть, просчитать разработанными методиками.

Мощность источника напряжения

С ее помощью оценивают силовую энергетическую возможность совершения разрушительной работы токами коротких замыканий, анализируют длительность их протекания, величину.

Расчет тока короткого замыкания

Рассмотрим пример, когда один и тот же кусок медного провода сечением полтора квадратных мм и длиной в полметра вначале подключили напрямую на клеммы батарейки «Крона», а через некоторое время вставили в контакты фазы и нуля бытовой розетки.

В первом случае через провод и источник напряжения потечет ток короткого замыкания, который разогреет батарейку до такого состояния, что повредит ее работоспособность. Мощности источника не хватит на то, чтобы сжечь подключенную перемычку и разорвать цепь.

Во втором случае сработают автоматические защиты. Допустим, что они все неисправны и заклинили. Тогда ток короткого замыкания пройдет через домашнюю проводку, достигнет вводного щитка в квартиру, подъезд, здание и по кабельной или воздушной линии электропередач дойдет до питающей трансформаторной подстанции.

В итоге к обмотке трансформатора подключается довольно протяженная цепь с большим количеством проводов, кабелей и мест их соединения. Они значительно увеличат электрическое сопротивление нашей закоротки. Но даже в этом случае высока вероятность того, что она не выдержит приложенной мощности и просто сгорит.

трансформатора — активное и индуктивное сопротивление (мОм) — Rт, Хт;

линии — активное, индуктивное и полное сопротивление (мОм).

Эти данные позволяют рассчитать общее активное и индуктивное сопротивление (мОм). А на их основе можно определить полное сопротивление схемы (мОм) и токи:

трехфазного замыкания и ударный (кА);

однофазного КЗ (кА).

По величинам последних вычисленных токов и подбирают автоматические выключатели и другие защитные устройства для потребителей.

Расчет токов короткого замыкания проектировщики могут выполнять вручную по формулам, справочным таблицам и графикам или с помощью специальных компьютерных программ.

Расчет тока короткого замыкания

На реальном энергетическом оборудовании, введенном в эксплуатацию, все токи, включая номинальные и коротких замыканий, записываются автоматическими осциллографами.

Расчет тока короткого замыкания

Такие осциллограммы позволяют анализировать ход протекания аварийных режимов, правильность работы силового оборудования и защитных устройств. По ним принимают действенные меры для повышения надежности работы потребителей электрической схемы.

Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.

Информация и обучающие материалы для начинающих электриков.

Кейсы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.

Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+

Перепечатка материалов сайта запрещена.

Расчет тока короткого замыкания

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *