Rövidzárlati áram, amely meghatározza a zárlati áram nagyságát

Ez a cikk az elektromos hálózatokban előforduló rövidzárlatokra fog összpontosítani. Megfontoljuk a rövidzárlatok tipikus példáit, a rövidzárlati áramok kiszámításának módszereit, figyelmet fordítunk az induktív ellenállás és a transzformátorok névleges teljesítménye közötti kapcsolatra a rövidzárlati áramok kiszámításakor, és konkrét egyszerű képleteket is adunk ezekhez a számításokhoz.

Az elektromos berendezések tervezésekor ismerni kell a szimmetrikus rövidzárlati áramok értékeit a háromfázisú áramkör különböző pontjaira. Ezen kritikus szimmetrikus áramok értékei lehetővé teszik a kábelek, kapcsolóberendezések, szelektív védelmi eszközök stb.

Ezután vegyünk egy háromfázisú, nulla ellenállású rövidzárlati áramot, amelyet egy tipikus elosztó lecsökkentő transzformátoron keresztül táplálunk. Normál körülmények között ez a fajta sérülés (a csavarkötés rövidzárlata) a legveszélyesebb, és a számítás nagyon egyszerű.Az egyszerű számítások bizonyos szabályok betartásával lehetővé teszik, hogy kellően pontos eredményeket kapjanak, amelyek elfogadhatók az elektromos berendezések tervezéséhez.

Rövidzárlati áram a lecsökkentő elosztó transzformátor szekunder tekercsében. Első közelítésként a nagyfeszültségű áramkör ellenállását nagyon kicsinek feltételezzük, ezért elhanyagolható:

Itt P a névleges teljesítmény volt-amperben, U2 a szekunder tekercs fázis-fázis feszültsége terhelés nélkül, In a névleges áram amperben, Isc a zárlati áram amperben, Usc a rövidzárlati áram áramköri feszültség százalékban.

Az alábbi táblázat a háromfázisú transzformátorok tipikus rövidzárlati feszültségeit mutatja 20 kV-os nagyfeszültségű tekercsekhez.

Ha például azt az esetet vesszük figyelembe, amikor több transzformátort párhuzamosan táplálunk a buszra, akkor a buszra kapcsolt vezeték elején a zárlati áram értéke egyenlőnek tekinthető a rövidzárlat összegével. áramok, amelyeket előzőleg minden transzformátorra külön-külön számítanak ki.

Ha az összes transzformátort ugyanabból a nagyfeszültségű hálózatból táplálják, a rövidzárlati áramok értékei összegezve valamivel magasabb értéket adnak, mint amilyennek valójában látszanak. A gyűjtősínek és a kapcsolók ellenállását figyelmen kívül hagyják.

Legyen a transzformátor névleges teljesítménye 400 kVA, a szekunder tekercs feszültsége 420 V, akkor ha Usc = 4%, akkor:

Az alábbi ábra magyarázatot ad ehhez a példához.

A kapott érték pontossága elegendő lesz az elektromos telepítés kiszámításához.

Háromfázisú rövidzárlati áram a kisfeszültségű oldalon bármely telepítési ponton:

Itt: U2 a transzformátor szekunder tekercseinek fázisai közötti üresjárati feszültség. Zt — a hibapont felett elhelyezkedő áramkör impedanciája. Akkor fontolja meg, hogyan találja meg a Zt.

A berendezés minden részének, legyen az hálózat, tápkábel, maga a transzformátor, megszakító vagy gyűjtősín, saját Z impedanciája van, amely aktív R-ből és reaktív X-ből áll.

A kapacitív ellenállás itt nem játszik szerepet. Z, R és X ohmban van kifejezve, és egy derékszögű háromszög oldalaiként számítható ki az alábbi ábrán látható módon. Az impedanciát a derékszögű háromszög szabály szerint számítják ki.

A rács külön szakaszokra van osztva, hogy megtalálja az X-et és az R-t minden szakaszhoz, így a számítás kényelmesebb. Soros áramkör esetén az ellenállásértékeket egyszerűen összeadják, és az eredmény Xt és RT. A Zt teljes ellenállást a Pitagorasz-tétel határozza meg egy derékszögű háromszögre a következő képlettel:

Ha a szakaszok párhuzamosan vannak csatlakoztatva, a számítást úgy kell elvégezni, mint a párhuzamosan kapcsolt ellenállásoknál, ha a kombinált párhuzamos szakaszok reaktanciával vagy aktív ellenállással rendelkeznek, akkor az egyenértékű teljes ellenállást kapjuk:

Xt nem veszi figyelembe az induktivitások hatását, és ha a szomszédos induktivitások befolyásolják egymást, akkor a tényleges induktivitás nagyobb lesz. Meg kell jegyezni, hogy az Xz számítása csak egy különálló, független áramkörre vonatkozik, vagyis szintén a kölcsönös induktivitás befolyása nélkül. Ha a párhuzamos áramkörök egymáshoz közel helyezkednek el, akkor az Xs ellenállás észrevehetően nagyobb lesz.

Tekintsük most a lecsökkentő transzformátor bemenetére csatlakoztatott hálózatot. A háromfázisú Isc zárlati áramot vagy a Psc rövidzárlati teljesítményt az áramszolgáltató határozza meg, de ezen adatok alapján a teljes egyenértékű ellenállás meghatározható. Egyenértékű impedancia, amely egyidejűleg az alacsony feszültségű oldal egyenértékét eredményezi:

Psc-háromfázisú rövidzárlati táp, kisfeszültségű áramkör U2-terhelés nélküli feszültsége.

A nagyfeszültségű hálózat ellenállásának aktív összetevője - Ra - általában nagyon kicsi, és az induktív ellenálláshoz képest jelentéktelen. Hagyományosan Xa-t a Za 99,5%-ának, Ra-t pedig Xa-nak 10%-ának tekintik. Az alábbi táblázat ezen értékek hozzávetőleges adatait mutatja 500 MVA és 250 MVA transzformátorok esetén.

Teljes Ztr – Alacsony feszültségű oldaltranszformátor ellenállás:

Pn – a transzformátor névleges teljesítménye kilovolt-amperben.

A tekercsek aktív ellenállása azon alapul teljesítményveszteségek.

A közelítő számítások elvégzésekor az Rtr-t figyelmen kívül hagyjuk, és Ztr = Xtr.

Ha kisfeszültségű megszakítót kell figyelembe venni, akkor a megszakítónak a rövidzárlati pont feletti impedanciáját kell figyelembe venni. Az induktív ellenállás értéke 0,00015 Ohm kapcsolónként, és az aktív komponenst figyelmen kívül hagyjuk.

Ami a gyűjtősíneket illeti, az aktív ellenállásuk elhanyagolhatóan kicsi, míg a reaktív komponens körülbelül 0,00015 Ohm oszlik el hosszuk méterenként, és a gyűjtősínek közötti távolság megkétszerezésével a reaktanciájuk csak 10%-kal nő. A kábel paramétereit a gyártó határozza meg.

Ami a háromfázisú motort illeti, a rövidzárlat pillanatában generátor üzemmódba kerül, és a tekercsekben a rövidzárlati áramot Isc = 3,5 * In értékre becsülik. Az egyfázisú motorokban az áram növekedése a rövidzárlat pillanatában elhanyagolható.

A rövidzárlatot általában kísérő ív ellenállása korántsem állandó, de átlagértéke rendkívül alacsony, de az ív feszültségesése kicsi, ezért az áram gyakorlatilag kb. 20%-kal csökken, ami megkönnyíti a működést. a megszakító működésének megzavarása nélkül, anélkül, hogy a kioldóáramot különösebben befolyásolná.

A vezeték vevővégi zárlati árama összefügg a vezeték tápláló végén lévő zárlati árammal, de figyelembe kell venni az adóvezetékek keresztmetszetét és anyagát, valamint hosszát is. fiókot. Ha van elképzelése az ellenállásról, bárki elvégezheti ezt az egyszerű számítást. Reméljük, hogy cikkünk hasznos volt az Ön számára.